Terminator (genética) - Terminator (genetics)
Em genética , um terminador de transcrição é uma seção da sequência de ácido nucleico que marca o final de um gene ou operon no DNA genômico durante a transcrição . Esta sequência medeia a terminação da transcrição, fornecendo sinais no RNA transcrito recentemente sintetizado que desencadeia processos que liberam o RNA transcrito do complexo transcricional . Esses processos incluem a interação direta da estrutura secundária do mRNA com as atividades complexas e / ou indiretas dos fatores de terminação recrutados . A liberação do complexo transcricional libera a RNA polimerase e a maquinaria transcricional relacionada para iniciar a transcrição de novos mRNAs.
Em procariontes
Duas classes de terminadores de transcrição, Rho-dependentes e Rho-independentes, foram identificados em todos os genomas procarióticos . Essas sequências amplamente distribuídas são responsáveis por desencadear o fim da transcrição após a conclusão normal da transcrição do gene ou operon , mediando a terminação precoce dos transcritos como um meio de regulação, como a observada na atenuação transcricional , e para garantir a terminação dos complexos transcricionais descontrolados que gerenciam para escapar de terminadores anteriores por acaso, o que evita o gasto desnecessário de energia para a célula.
Terminadores dependentes de Rho
Terminadores de transcrição dependentes de Rho requerem uma grande proteína chamada fator Rho que exibe atividade de RNA helicase para interromper o complexo transcricional de mRNA-DNA-RNA polimerase. Terminadores dependentes de Rho são encontrados em bactérias e fagos . O terminador dependente de Rho ocorre a jusante dos códons de parada da tradução e consiste em uma sequência não estruturada rica em citosina no mRNA conhecida como um local de utilização de Rho ( rut ) para o qual uma sequência de consenso não foi identificada e um ponto de parada da transcrição a jusante ( tsp ). A rotina serve como um local de carregamento de mRNA e como um ativador para Rho; a ativação permite que Rho hidrolise o ATP de forma eficiente e transloque o mRNA enquanto mantém contato com o local do cio. Rho é capaz de alcançar a RNA polimerase porque ela está sendo paralisada nos locais de colher de chá a jusante . Várias sequências diferentes podem funcionar como um site tsp. O contato entre Rho e o complexo de RNA polimerase estimula a dissociação do complexo transcricional por meio de um mecanismo que envolve os efeitos alostéricos de Rho na RNA polimerase.
Terminadores independentes de Rho
Terminadores de transcrição intrínsecos ou terminadores independentes de Rho requerem a formação de uma estrutura em gancho de auto-recozimento no transcrito de alongamento, o que resulta na ruptura do complexo ternário mRNA-DNA-RNA polimerase . A sequência terminadora no DNA contém uma região rica em GC de 20 pares de base de simetria da díade seguida por um trato poli-A curto ou "trecho A" que é transcrito para formar o grampo de terminação e um "trato U" de 7-9 nucleotídeos, respectivamente. O mecanismo de terminação é hipotetizado para ocorrer através de uma combinação de promoção direta de dissociação por meio de efeitos alostéricos de interações de ligação em grampo com a RNA polimerase e "cinética competitiva". A formação em gancho causa paralisação e desestabilização da RNA polimerase, levando a uma maior probabilidade de que a dissociação do complexo ocorra naquele local devido ao aumento do tempo gasto em pausa naquele local e à redução da estabilidade do complexo. Além disso, o fator de proteína de alongamento NusA interage com a RNA polimerase e a estrutura em grampo para estimular a terminação da transcrição.
Em eucariotos
Na transcrição eucariótica de mRNAs, os sinais do terminador são reconhecidos por fatores proteicos que estão associados à RNA polimerase II e que desencadeiam o processo de terminação. Uma vez que os sinais de poli-A são transcritos no mRNA, as proteínas de clivagem e fator de especificidade de poliadenilação (CPSF) e fator de estimulação de clivagem (CstF) são transferidos do domínio do terminal carboxila da RNA polimerase II para o sinal de poli-A. Esses dois fatores então recrutam outras proteínas para o local para clivar o transcrito, liberando o mRNA do complexo de transcrição, e adicionam uma sequência de cerca de 200 repetições A à extremidade 3 'do mRNA em um processo conhecido como poliadenilação . Durante essas etapas de processamento, a RNA polimerase continua a transcrever por várias centenas a alguns milhares de bases e, eventualmente, se dissocia do DNA e transcreve a jusante por meio de um mecanismo obscuro; existem dois modelos básicos para este evento, conhecidos como modelos torpedo e alostérico.
Modelo torpedo
Depois que o mRNA é concluído e clivado na sequência de sinal poli-A, a fita de RNA restante (residual) permanece ligada ao molde de DNA e à unidade de RNA polimerase II , continuando a ser transcrita. Após esta clivagem, uma chamada exonuclease liga-se à fita residual de RNA e remove os nucleotídeos recentemente transcritos, um de cada vez (também chamado de 'degradação' do RNA), movendo-se em direção à RNA polimerase II ligada. Esta exonuclease é XRN2 (5'-3 'Exoribonuclease 2) em humanos. Este modelo propõe que o XRN2 prossiga para degradar o RNA residual não coberto de 5 'para 3' até atingir a unidade de RNA pol II. Isso faz com que a exonuclease "empurre" a unidade de RNA pol II à medida que ela passa por ela, encerrando a transcrição e, ao mesmo tempo, limpando a fita residual de RNA.
Semelhante à terminação dependente de Rho, o XRN2 desencadeia a dissociação da RNA polimerase II empurrando a polimerase para fora do molde de DNA ou puxando o molde para fora da RNA polimerase. O mecanismo pelo qual isso acontece permanece obscuro, entretanto, e foi desafiado a não ser a única causa da dissociação.
A fim de proteger o mRNA transcrito da degradação pela exonuclease, um cap 5 ' é adicionado à fita. Esta é uma guanina modificada adicionada à frente do mRNA, que impede a exonuclease de se ligar e degradar a fita de RNA. Uma cauda poli (A) 3 ' é adicionada ao final de uma fita de mRNA para proteção contra outras exonucleases também.
Modelo alostérico
O modelo alostérico sugere que a terminação ocorre devido à mudança estrutural da unidade de RNA polimerase após se ligar ou perder algumas de suas proteínas associadas, fazendo com que ela se desprenda da fita de DNA após o sinal. Isso ocorreria após a unidade RNA pol II ter transcrito a sequência de sinal poli-A, que atua como um sinal terminador.
A RNA polimerase é normalmente capaz de transcrever o DNA em mRNA de fita simples de forma eficiente. No entanto, após a transcrição dos sinais de poli-A no molde de DNA, uma mudança conformacional é induzida na polimerase de RNA da perda proposta de proteínas associadas de seu domínio do terminal carboxila . Essa mudança de conformação reduz a processabilidade da RNA polimerase, tornando a enzima mais propensa a se dissociar de seu substrato DNA-RNA. Neste caso, a terminação não é completada pela degradação do mRNA, mas, em vez disso, é mediada pela limitação da eficiência do alongamento da RNA polimerase e, assim, aumentando a probabilidade de que a polimerase se dissocie e termine seu ciclo atual de transcrição.
Veja também
Referências
links externos
- Terminator + Sequence nos cabeçalhos de assuntos médicos da Biblioteca Nacional de Medicina dos EUA (MeSH)