Abort initiering

Abortinitiering , även känd som abortiv transkription , är en tidig process av genetisk transkription , där RNA-polymeras binder till en DNA- promotor och går in i cykler för att syntetisera korta mRNA- transkript , som frigörs innan transkriptionskomplexet lämnar promotorn. Denna process sker i både eukaryoter och prokaryoter . Abortinitiering studeras i allmänhet i T3- och T7-RNA-polymeraserna i bakteriofager och E. coli .

Processöversikt

Abortstart sker före promotorclearance [ 1] .

1. RNA-polymeras binder till promotor-DNA för att bilda ett RNA-polymeras-promotor slutet komplex
2. RNA-polymeras lindar sedan upp en enkel DNA-sträng som omger transkriptionsinitieringsstället, vilket producerar ett öppet RNA-polymeras-promotorkomplex.
3. RNA-polymeras går in i den misslyckade syntescykeln och kopplar av korta RNA-kedjor (upp till 10 nukleotider långa)
4. RNA-polymeras går förbi promotorn och går in i transkriptionsförlängningssteget

Mekanism

Abortstart är en normal transkriptionsprocess och sker både in vitro och in vivo [2] . Efter varje nukleotidadditionssteg i transkriptionsinitiering kan RNA-polymeraser agera stokastiskt för att undvika promotorn (produktiv initiering) eller kan frisätta RNA:t och återgå till RNA-polymeras-promotorns öppna komplex (abortstart). Under detta tidiga stadium av transkription går RNA-polymeras in i en fas under vilken dissociationen av transkriptionskomplexet tävlar kraftigt med förlängningsprocessen. En stark bindning mellan initieringskomplexet och promotorn är inte orsaken till den misslyckade cykeln [3] .

Rynkor DNA

Under många år har mekanismen genom vilken RNA-polymeras rör sig längs DNA-strängen under abortstart förblivit svårfångad. Det observerades att RNA-polymeras inte flydde från promotorn när transkriptionen initierades, så det var inte känt hur enzymet kunde läsa av DNA-strängen för avkodning utan att flytta nedåt. Under det senaste decenniet har forskning visat att abortinitiering involverar DNA-scrunching , där RNA-polymeraset förblir orörligt, och det lindar upp och drar ner DNA:t i transkriptionskomplexet, passerar genom nukleotiderna i polymeraserna på det aktiva stället, och avkodar därigenom DNA utan  rörelse. Detta leder till ackumulering av enzymet i det avlindade DNA:t, därav namnet "DNA-rynka". Vid misslyckad initiering rullar RNA-polymeras ihop och trycker ner en del av det ovikta DNA:t, frisätter RNA och återgår till det öppna komplexet av RNA-polymeras-promotor; däremot, under produktiv initiering, rullar RNA-polymeras ihop och kastar upp en del av det ovikta DNA:t, vilket stör RNA-polymeras-promotorinteraktioner, undviker promotorn och bildar ett transkriptionellt förlängningskomplex [1] [4] .

En uppsats från 2006, som föreslår involveringen av rynk-DNA i initial transkription, föreslår tanken att stressen som uppstår under DNA-rynkning ger drivkraften för både abortstart och produktiv initiering [4] . Ett medföljande dokument som publicerades samma år bekräftade att DNA-rynkor detekteras i 80 % av transkriptionscyklerna, och faktiskt uppskattningsvis 100 % ges begränsningar i förmågan att upptäcka snabba rynkor (20 % rynkor är mindre än 1 sekund lång) [1] .

Funktion

Det finns ingen allmänt accepterad funktion för att erhålla trunkerade RNA- transkript . Studier 1981 fann dock bevis för att det fanns ett samband mellan antalet producerade aborterade transkript och den tid under vilken RNA-strängar producerades framgångsrikt. När RNA-polymeras genomgår abortiv transkription i närvaro av ATP , GTP , bildas ett komplex som har en mycket lägre abortutnyttjandekapacitet och en mycket högre hastighet av fullängds RNA-transkriptsyntes [5] . En studie från 2010 fann bevis för att dessa trunkerade transkript hämmar avslutningen av RNA-syntesen vid den RNA- hårnålsberoende interna terminatorn [6] .

Se även

• Oligonukleotid
• Eukaryot transkription
• Bakteriell transkription
• Abskription

Anteckningar

1. ↑ 1 2 3 Revyakin A., Liu C., Richard H. Ebright. Abortiv initiering och produktiv initiering av RNA-polymeras involverar DNA-scrunching.  (engelska)  // Vetenskap: tidskrift. - 2006. - Vol. 314 , nr. 5802 . - P. 1139-1143 . - doi : 10.1126/science.1131398 . — PMID 17110577 .
2. ↑ Goldman S., Richard H. Ebright. Direkt detektion av misslyckade RNA-transkript in vivo  //  Science: journal. - 2009. - Vol. 324 , nr. 5929 . - P. 927-928 . - doi : 10.1126/science.1169237 . — PMID 19443781 .
3. ↑ Martin CT, Muller DK, Coleman JE Processivitet i tidiga stadier av transkription av T7 RNA-polymeras.  (engelska)  // Biokemi: tidskrift. - 1988. - Vol. 27 , nr. 11 . - P. 3966-3974 . - doi : 10.1021/bi00411a012 . — PMID 3415967 .
4. ↑ 1 2 Kapanidis AN, Margeat E., Ho SO, Kortkhonjia E., Weiss S., Ebright RH Initial transkription av RNA-polymeras fortskrider genom en DNA-scrunch-mekanism.  (engelska)  // Vetenskap: tidskrift. - 2006. - Vol. 314 , nr. 5802 . - P. 1144-1147 . - doi : 10.1126/science.1131399 . — PMID 17110578 .
5. ↑ Munson LM, Reznikoff WS Abortiv initiering och lång ribonukleinsyrasyntes.  (engelska)  // Biokemi: tidskrift. - 1981. - Vol. 20 , nej. 8 . - P. 2081-2085 . - doi : 10.1021/bi00511a003 . — PMID 6165380 .
6. ↑ Lee S., Nguyen HM, Kang C. Små abortiva initieringstranskripter utövar antitermineringsaktivitet på en RNA-hårnålsberoende inre terminator.  (eng.)  // Nucleic Acids Res : journal. - 2010. - Vol. 38 , nr. 18 . - P. 6045-6053 . - doi : 10.1093/nar/gkq450 . — PMID 20507918 .