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Este artículo trata sobre genética. Para otros usos, consulte Terminator (desambiguación) .

En genética , un terminador de la transcripción es una sección de la secuencia de ácido nucleico que marca el final de un gen u operón en el ADN genómico durante la transcripción . Esta secuencia media la terminación de la transcripción proporcionando señales en el ARN de la transcripción recién sintetizado que desencadenan procesos que liberan el ARN de la transcripción del complejo transcripcional . Estos procesos incluyen la interacción directa de la estructura secundaria del ARNm con el complejo y / o las actividades indirectas de los factores de terminación reclutados . La liberación del complejo transcripcional liberaARN polimerasa y maquinaria transcripcional relacionada para comenzar la transcripción de nuevos ARNm.

En procariotas [ editar ]

Esquemas simplificados de los mecanismos de terminación transcripcional procariota. En la terminación independiente de Rho, se forma una horquilla de terminación en el ARNm naciente que interactúa con la proteína NusA para estimular la liberación de la transcripción del complejo ARN polimerasa (arriba). En la terminación dependiente de Rho, la proteína Rho se une en el sitio de rutina aguas arriba, se transloca hacia abajo del ARNm e interactúa con el complejo de ARN polimerasa para estimular la liberación del transcrito.

Se han identificado dos clases de terminadores de la transcripción, dependientes de Rho e independientes de Rho, en todos los genomas procarióticos . Estas secuencias ampliamente distribuidas son responsables de desencadenar el final de la transcripción tras la finalización normal de la transcripción del gen o del operón , mediando la terminación temprana de las transcripciones como un medio de regulación como el observado en la atenuación transcripcional , y para asegurar la terminación de los complejos transcripcionales descontrolados que manejan para escapar de terminadores anteriores por casualidad, lo que evita un gasto energético innecesario para la celda.

Terminadores dependientes de Rho [ editar ]

Los terminadores de la transcripción dependientes de Rho requieren una proteína grande llamada factor Rho que exhibe actividad ARN helicasa para interrumpir el complejo transcripcional ARNm-ADN-ARN polimerasa. Los terminadores dependientes de Rho se encuentran en bacterias y fagos . El terminador dependiente de Rho ocurre corriente abajo de los codones de terminación de la traducción y consta de una secuencia no estructurada rica en citosina en el ARNm conocida como sitio de utilización de Rho ( rutina ) para la cual no se ha identificado una secuencia de consenso, y un punto de parada de la transcripción corriente abajo ( cucharadita ). La rutinasirve como sitio de carga de ARNm y como activador de Rho; La activación permite que Rho hidrolice eficazmente el ATP y transloque hacia abajo el ARNm mientras mantiene el contacto con el sitio de la rutina. Rho es capaz de ponerse al día con la ARN polimerasa porque está estancada en los sitios de tsp aguas abajo . Varias secuencias diferentes pueden funcionar como un sitio tsp. [1] El contacto entre Rho y el complejo de ARN polimerasa estimula la disociación del complejo transcripcional a través de un mecanismo que implica efectos alostéricos de Rho sobre la ARN polimerasa. [2] [3]

Terminadores independientes de Rho [ editar ]

Terminadores de la transcripción intrínsecos o terminadores Rho-independientes requieren la formación de un auto-recocido de horquilla estructura en la transcripción de alargamiento, lo que resulta en la interrupción del mRNA-DNA-RNA polimerasa ternario complejo . La secuencia de terminación en el ADN contiene una región de simetría de díada rica en GC de 20 pares de bases seguida de un tramo corto de poli-A o "tramo A" que se transcribe para formar la horquilla de terminación y un "tracto U" de 7-9 nucleótidos, respectivamente. Se hipotetiza que el mecanismo de terminación ocurre a través de una combinación de promoción directa de la disociación a través de efectos alostéricos.de interacciones de unión en horquilla con la ARN polimerasa y "cinética competitiva". La formación de horquilla provoca el estancamiento y la desestabilización de la ARN polimerasa, lo que conduce a una mayor probabilidad de que se produzca la disociación del complejo en esa ubicación debido al aumento del tiempo de pausa en ese sitio y la reducción de la estabilidad del complejo. [4] [5] Además, el factor proteico de elongación NusA interactúa con la ARN polimerasa y la estructura de horquilla para estimular la terminación de la transcripción. [6]

En eucariotas [ editar ]

En la transcripción eucariota de ARNm, las señales de terminación son reconocidas por factores proteicos que están asociados con la ARN polimerasa II y que desencadenan el proceso de terminación. Una vez que las señales de poli-A se transcriben en el ARNm, el factor de especificidad de escisión y poliadenilación de proteínas (CPSF) y el factor de estimulación de escisión (CstF) se transfieren desde el dominio carboxilo terminal de la ARN polimerasa II a la señal poli-A. Estos dos factores luego reclutan otras proteínas en el sitio para escindir la transcripción, liberando el ARNm del complejo de transcripción y agregan una cadena de aproximadamente 200 repeticiones A al extremo 3 'del ARNm en un proceso conocido como poliadenilación.. Durante estos pasos de procesamiento, la ARN polimerasa continúa transcribiendo durante varios cientos a algunos miles de bases y finalmente se disocia del ADN y la transcripción aguas abajo a través de un mecanismo poco claro; Hay dos modelos básicos para este evento conocidos como modelos torpedo y alostérico. [7] [8]

Modelo de torpedo [ editar ]

Una vez que el ARNm se completa y se escinde en la secuencia señal poli-A, la cadena de ARN sobrante (residual) permanece unida a la plantilla de ADN y la unidad de ARN polimerasa II , y continúa transcribiéndose. Después de esta escisión, una llamada exonucleasa se une a la hebra de ARN residual y elimina los nucleótidos recién transcritos de uno en uno (también llamado "degradación" del ARN), moviéndose hacia la ARN polimerasa II unida. Esta exonucleasa es XRN2(5'-3 'Exoribonucleasa 2) en humanos. Este modelo propone que XRN2 procede a degradar el ARN residual sin tapar de 5 'a 3' hasta que alcanza la unidad de ARN pol II. Esto hace que la exonucleasa "empuje" la unidad de ARN pol II a medida que pasa por ella, terminando la transcripción y al mismo tiempo limpia la hebra de ARN residual.

De manera similar a la terminación dependiente de Rho, XRN2 desencadena la disociación de la ARN polimerasa II al empujar la polimerasa fuera de la plantilla de ADN o al sacar la plantilla de la ARN polimerasa. [9] Sin embargo, el mecanismo por el cual esto sucede sigue sin estar claro y se ha cuestionado que no sea la única causa de la disociación. [10]

Para proteger el ARNm transcrito de la degradación por parte de la exonucleasa, se agrega una tapa 5 ' a la hebra. Esta es una guanina modificada que se agrega al frente del ARNm, lo que evita que la exonucleasa se una y degrade la cadena de ARN. También se añade una cola de poli (A) 3 ' al final de una hebra de ARNm para protegerla de otras exonucleasas.

Modelo alostérico [ editar ]

El modelo alostérico sugiere que la terminación ocurre debido al cambio estructural de la unidad de ARN polimerasa después de unirse o perder algunas de sus proteínas asociadas, haciendo que se separe de la cadena de ADN después de la señal. [8] Esto ocurriría después de que la unidad de ARN pol II haya transcrito la secuencia de la señal poli-A, que actúa como una señal de terminación.

La ARN polimerasa normalmente es capaz de transcribir ADN en ARNm monocatenario de manera eficiente. Sin embargo, al transcribir las señales de poli-A en la plantilla de ADN, se induce un cambio conformacional en la ARN polimerasa de la pérdida propuesta de proteínas asociadas de su dominio carboxilo terminal . Este cambio de conformación reduce la procesividad de la ARN polimerasa, lo que hace que la enzima sea más propensa a disociarse de su sustrato ADN-ARN. En este caso, la terminación no se completa mediante la degradación del ARNm, sino que está mediada limitando la eficacia de elongación de la ARN polimerasa y aumentando así la probabilidad de que la polimerasa se disocie y finalice su ciclo actual de transcripción. [7]

Ver también [ editar ]

  • Codón de terminación
  • Factor de terminación
  • Gen terminador
  • Transcripción (genética)

Referencias [ editar ]

  1. ^ Richardson, JP (1996). "La terminación de la transcripción dependiente de Rho se rige principalmente por las secuencias de utilización (rutina) de Rho aguas arriba de un terminador" . Revista de Química Biológica . 271 (35): 21597–21603. doi : 10.1074 / jbc.271.35.21597 . ISSN  0021-9258 . PMID  8702947 .
  2. ↑ Ciampi, MS. (Septiembre de 2006). "Terminadores dependientes de Rho y terminación de la transcripción" . Microbiología . 152 (Parte 9): 2515-28. doi : 10.1099 / mic.0.28982-0 . PMID 16946247 . 
  3. ^ Epshtein, V; Dutta, D; Wade, J; Nudler, E (14 de enero de 2010). "Un mecanismo alostérico de terminación de la transcripción dependiente de Rho" . Naturaleza . 463 (7278): 245–9. doi : 10.1038 / nature08669 . PMC 2929367 . PMID 20075920 .  
  4. ↑ von Hippel, PH (1998). "Un modelo integrado del complejo de transcripción en alargamiento, terminación y edición" . Ciencia . 281 (5377): 660–665. doi : 10.1126 / science.281.5377.660 . PMID 9685251 . S2CID 11046390 .  
  5. ^ Gusarov, Ivan; Nudler, Evgeny (1999). "El mecanismo de terminación de la transcripción intrínseca". Célula molecular . 3 (4): 495–504. doi : 10.1016 / S1097-2765 (00) 80477-3 . ISSN 1097-2765 . PMID 10230402 .  
  6. ↑ Santangelo, TJ .; Artsimovitch, I. (mayo de 2011). "Terminación y antiterminación: la ARN polimerasa corre una señal de stop" . Nat Rev Microbiol . 9 (5): 319-29. doi : 10.1038 / nrmicro2560 . PMC 3125153 . PMID 21478900 .  
  7. ↑ a b Watson, J. (2008). Biología molecular del gen . Prensa de laboratorio Cold Spring Harbor. págs. 410–411. ISBN 978-0-8053-9592-1.
  8. ^ a b Rosonina, Emanuel; Kaneko, Syuzo; Manley, James L. (1 de mayo de 2006). "Terminar la transcripción: romper es difícil de hacer" . Genes y desarrollo . 20 (9): 1050–1056. doi : 10.1101 / gad.1431606 . ISSN 0890-9369 . PMID 16651651 .  
  9. ^ Luo, W .; Bartley D. (2004). "Una rata ribonucleolítica torpede la ARN polimerasa II" . Celular . 119 (7): 911–914. doi : 10.1016 / j.cell.2004.11.041 . PMID 15620350 . 
  10. ^ Luo, Weifei; Johnson, Arlen W .; Bentley, David L. (15 de abril de 2006). "El papel de Rat1 en el acoplamiento del procesamiento del extremo 3 'del ARNm a la terminación de la transcripción: implicaciones para un modelo alostérico-torpedo unificado" . Genes y desarrollo . 20 (8): 954–965. doi : 10.1101 / gad.1409106 . ISSN 0890-9369 . PMC 1472303 . PMID 16598041 .   

Enlaces externos [ editar ]

  • Terminator + Sequence en los encabezados de temas médicos (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .