Terminacijski faktor
Terminacijski faktor – u molekulskoj biologiji – je signalni protein koji posreduje u prekidu transkripcije RNK, prepoznavanjem stop kodona i izazivanjem oslobađanja novostvorene iRNK. Ovo je dio procesa koji reguliraju transkripciju RNK radi očuvanja integriteta ekspresije gena i prisutni su u eukariotima i prokariotiima, iako je proces u bakterijama šire shvaćen.[1] Najopsežnije proučavan i detaljno objašnjen faktor transkripcije je protein Rho (ρ) iz E. coli.[2]
Prokariotski
urediProkarioti koriste jedan tip RNK-polimeraze, rtanskribirajući iRNK koja kodira više od jednog tipa proteina. Transkripcija, translacija i degradacija iRNK događaju se istovremeno. Prestanak transkripcije bitan je za definiranje granica u transkripcijskim jedinicama, funkcija neophodna za održavanje integriteta niti i osiguravanje kontrole kvaliteta. Prestanak u E. coli može biti Rho-zavisan, koristeći Rho faktor, ili Rho neovisni, poznat i kao unutrašnja terminacija. Iako je većina operona u DNK neovisna o Rho, terminacija koja ovisi o Rh-u također je bitna za održavanje ispravne transkripcije.[1]
- ρ faktor
- Protein Rho jest RNK-translokaza koja prepoznaje citozinom bogatu regiju elongacijske iRNK, ali su nepoznate tačne karakteristike prepoznatih sekvenci i način na koji se cijepanje odvija. Rho formira heksamer u obliku prstena i napreduje duž iRNK, hidrolizirajući ATP prema RNK-polimerazi (5 'do 3' u odnosu na iRNK). [3][4] Kada protein Rho dosegne kompleks RNK-polimeraza, transkripcija se prekida disocijacijom RNK- polimeraze iz DNK. Struktura i aktivnost Rho proteina slična je onoj podjedinice F1 ATP-sintaza, podržavajući teoriju da njih dvije dijele evolucijsku vezu.[4]
Rho faktor je široko prisutan u različitim bakterijskim sekvencama i odgovoran je za genetičku polarnost u E. coli. Radi kao senzor translacijskog statusa, inhibirajući neproduktivne transkripcije,[5] suzbija antisens transkripciju i rješava sukoba koji se dešavaju između transkripcije i replikacije.[6] Proces terminacije pomoću Rho faktora reguliran je mehanizmima prigušenja i antiterminacija, nadmećući se s faktorima elongacije za preklapanje mjesta korištenja, a ovisi o tome koliko se brzo Rho može kretati tokom transkripcije kako bi sustigao RNK-polimerazu i aktivirao proces terminacija.[7]
Inhibicija Rho-ovisne terminacije biciklomicinom koristi se za liječenje bakterijskih infekcija. Upotreba ovog mehanizma zajedno s drugim klasama antibiotika proučava se kao način rješavanja rezistencije na antibiotike, suzbijanjem zaštitnih faktora u transkripciji RNK, u sinergiji s drugim inhibitorima ekspresije gena, poput tetraciklina ili rifampicina.[8]
Eukariotski
urediProces transkripcijske terminacije manje je razumljiv kod eukariota, koji imaju opsežnu posttranskripcijsku obradu RNK, a svaki od tri tipa eukariotske RNK-polimeraze ima različit sistem terminacije.
U RNK-polimerazi I, transkripcijski faktor terminacije RNA polimeraze I veže se nizvodno od regija koje kodiraju pre-rRNK, uzrokujući disocijaciju RNK-polimeraze iz šablona i oslobađanje novog lanca RNK.
Kod RNK-polimeraze II, terminacija se odvija putem kompleksa poliadenilacije/cijepanja. Rep 3' na kraju lanca vezan je na mjestu poliadenilacija, ali će lanac nastaviti kodiranje. Novosintetizirani ribonukleotidi uklanjaju se jedan po jedan, faktorima cijepanja CSTF i CPSF, u procesu koji još uvijek nije u potpunosti razjašnjen. Ostatak lanca oslobađa se 5'-egzonukleazom, kada transkripcija terminira.
RNK-polimeraza III terminira nakon niza uracilskih polimerizacijskih ostataka u transkribiranoj iRNK.[1] Za razliku od bakterija i polimeraze I, terminacija RNK ukosnice mora biti uzvodno, kako bi se omogućilo pravilno cijepanje.[9]
Također pogledajte
urediReference
uredi- ^ a b c Lodish H, Berk A, Zipursky SL, et al. (2000). Molecular Cell Biology 4th edition. New York: W. H. Freeman.
- ^ Boudvillain M, Figueroa-Bossi N, Bossi L (April 2013). "Terminator still moving forward: expanding roles for Rho factor". Current Opinion in Microbiology. 16 (2): 118–24. doi:10.1016/j.mib.2012.12.003. PMID 23347833.
- ^ Richardson JP (July 2003). "Loading Rho to terminate transcription". Cell. 114 (2): 157–9. doi:10.1016/s0092-8674(03)00554-3. PMID 12887917.
- ^ a b Brennan CA, Dombroski AJ, Platt T (March 1987). "Transcription termination factor rho is an RNA-DNA helicase". Cell. 48 (6): 945–52. doi:10.1016/0092-8674(87)90703-3. PMID 3030561.
- ^ Roberts JW (April 2019). "Mechanisms of Bacterial Transcription Termination". Journal of Molecular Biology. 431 (20): 4030–4039. doi:10.1016/j.jmb.2019.04.003. PMID 30978344.
- ^ Kriner MA, Sevostyanova A, Groisman EA (August 2016). "Learning from the Leaders: Gene Regulation by the Transcription Termination Factor Rho". Trends in Biochemical Sciences. 41 (8): 690–699. doi:10.1016/j.tibs.2016.05.012. PMC 4967001. PMID 27325240.
- ^ Qayyum MZ, Dey D, Sen R (April 2016). "Transcription Elongation Factor NusA Is a General Antagonist of Rho-dependent Termination in Escherichia coli". The Journal of Biological Chemistry. 291 (15): 8090–108. doi:10.1074/jbc.M115.701268. PMC 4825012. PMID 26872975.
- ^ Malik M, Li L, Zhao X, Kerns RJ, Berger JM, Drlica K (December 2014). "Lethal synergy involving bicyclomycin: an approach for reviving old antibiotics". The Journal of Antimicrobial Chemotherapy. 69 (12): 3227–35. doi:10.1093/jac/dku285. PMC 4228776. PMID 25085655.
- ^ Nielsen S, Yuzenkova Y, Zenkin N (June 2013). "Mechanism of eukaryotic RNA polymerase III transcription termination". Science. 340 (6140): 1577–80. Bibcode:2013Sci...340.1577N. doi:10.1126/science.1237934. PMC 3760304. PMID 23812715.