Abortiivinen aloitus

Abortiivinen aloitus , joka tunnetaan myös nimellä abortiivinen transkriptio , on geneettisen transkription varhainen prosessi , jossa RNA-polymeraasi sitoutuu DNA- promoottoriin ja siirtyy sykleihin syntetisoidakseen lyhyitä mRNA - transkriptejä , jotka vapautuvat ennen kuin transkriptiokompleksi lähtee promoottorista. Tämä prosessi tapahtuu sekä eukaryooteissa että prokaryooteissa . Abortiivinen aloitus tutkitaan yleensä T3- ja T7-RNA-polymeraaseissa bakteriofageissa ja E. colissa .

Prosessin yleiskatsaus

Abortiivinen aloitus tapahtuu ennen promoottorin poistumista [1] .

1. RNA-polymeraasi sitoutuu promoottori-DNA:han muodostaen RNA-polymeraasi-promoottori suljetun kompleksin
2. RNA-polymeraasi purkaa sitten yhden DNA-juosteen, joka ympäröi transkription aloituskohtaa, tuottaen RNA-polymeraasi-promoottori avoimen kompleksin.
3. RNA-polymeraasi siirtyy abortiiviseen synteesisykliin ja irrottaa lyhyitä RNA-ketjuja (jopa 10 nukleotidin pituisia)
4. RNA-polymeraasi ohittaa promoottorin ja siirtyy transkription elongaatiovaiheeseen

Mekanismi

Abortiivinen aloitus on normaali transkriptioprosessi , ja se tapahtuu sekä in vitro että in vivo [2] . Jokaisen nukleotidilisäysvaiheen jälkeen transkription aloituksessa RNA-polymeraasit voivat toimia stokastisesti välttääkseen promoottorin (tuottava aloitus) tai voivat vapauttaa RNA:n ja palata RNA-polymeraasi-promoottori avoimeen kompleksiin (abortiivinen aloitus). Tämän transkription varhaisen vaiheen aikana RNA-polymeraasi siirtyy vaiheeseen, jonka aikana transkriptiokompleksin dissosiaatio kilpailee kiivaasti elongaatioprosessin kanssa. Vahva sidos aloituskompleksin ja promoottorin välillä ei ole syy katkeamiseen [3] .

Rypyt DNA

Monien vuosien ajan mekanismi, jolla RNA-polymeraasi liikkuu DNA-juostetta pitkin abortiivisen aloituksen aikana, on pysynyt vaikeaselkoisena. Havaittiin, että RNA-polymeraasi ei paennut promoottoria aloittaessaan transkription, joten ei tiedetty, kuinka entsyymi pystyi lukemaan DNA-juosteen dekoodausta varten liikkumatta alaspäin. Viimeisen vuosikymmenen aikana tehdyt tutkimukset ovat osoittaneet, että abortiivinen aloitus sisältää DNA :n rypistymisen , jossa RNA-polymeraasi pysyy liikkumattomana, ja se purkaa ja vetää alas transkriptiokompleksissa olevan DNA:n kulkien aktiivisen kohdan polymeraasien nukleotidien läpi ja dekoodaa siten DNA:ta ilman liikettä. Tämä johtaa entsyymin kerääntymiseen kiertyneeseen DNA:han, mistä johtuu nimi "DNA-ryppy". Abortiivisessa aloituksessa RNA-polymeraasi kiertyy ja työntää alas osan laskostumattomasta DNA:sta, vapauttaa RNA:ta ja palaa RNA-polymeraasi-promoottori avoimeen kompleksiin; Sitä vastoin tuottavan aloituksen aikana RNA-polymeraasi kiertyy ja heittää ulos osan laskostumattomasta DNA:sta, häiritseen RNA-polymeraasi-promoottori-vuorovaikutuksia, välttäen promoottorin ja muodostaen transkription elongaatiokompleksin [1] [4] .  

Vuonna 2006 julkaistussa asiakirjassa, jossa ehdotetaan ryppyjen DNA:n osallistumista alkuperäiseen transkriptioon, ehdotetaan ajatusta, että DNA:n rypistymisen aikana syntyvä stressi toimii liikkeellepanevana voimana sekä abortoivalle että tuottavalle aloitukselle [4] . Samana vuonna julkaistu asiakirja vahvisti, että DNA:n ryppyjen havaitseminen tapahtuu 80 %:ssa transkriptiojaksoista, ja itse asiassa arviolta 100 %, kun kyky havaita nopea ryppy on rajoittunut (20 % ryppyistä on alle 1 sekunnin pituinen) [1] .

Toiminto

Typistettyjen RNA -transkriptien saamiseksi ei ole yleisesti hyväksyttyä toimintoa . Vuonna 1981 tehdyt tutkimukset löysivät kuitenkin todisteita siitä, että tuotettujen abortoituneiden transkriptien lukumäärän ja RNA-säikeiden menestyksellisen tuottoajan välillä oli yhteys. Kun RNA-polymeraasi käy läpi abortoivan transkription ATP :n , GTP :n, läsnä ollessa , muodostuu kompleksi, jolla on paljon pienempi abortiivinen käyttökapasiteetti ja paljon suurempi täyspitkän RNA-transkriptin synteesinopeus [5] . Vuoden 2010 tutkimuksessa löydettiin todisteita siitä, että nämä typistetyt transkriptit estävät RNA-synteesin lopettamista RNA:n hiusneulasta riippuvaisessa sisäisessä terminaattorissa [6] .

Katso myös

• Oligonukleotidi
• Eukaryoottinen transkriptio
• Bakteeritranskriptio
• Tilaus

Muistiinpanot

1. ↑ 1 2 3 Revyakin A., Liu C., Richard H. Ebright. Abortiivinen aloitus ja tuottava aloitus RNA-polymeraasin vaikutuksesta sisältävät DNA:n rypistymisen.  (englanniksi)  // Tiede: lehti. - 2006. - Voi. 314 , nro. 5802 . - s. 1139-1143 . - doi : 10.1126/tiede.1131398 . — PMID 17110577 .
2. ↑ Goldman S., Richard H. Ebright. Abortuivien RNA-transkriptien suora havaitseminen in vivo  //  Science : Journal. - 2009. - Vol. 324 , no. 5929 . - s. 927-928 . - doi : 10.1126/tiede.1169237 . — PMID 19443781 .
3. ↑ Martin CT, Muller DK, Coleman JE Prosessiivisuus T7-RNA-polymeraasin transkription varhaisissa vaiheissa.  (englanti)  // Biochemistry : Journal. - 1988. - Voi. 27 , ei. 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 Alkuperäinen transkriptio RNA-polymeraasin toimesta etenee DNA-scrunching-mekanismin kautta.  (englanniksi)  // Tiede: lehti. - 2006. - Voi. 314 , nro. 5802 . - s. 1144-1147 . - doi : 10.1126/tiede.1131399 . — PMID 17110578 .
5. ↑ Munson LM, Reznikoff WS Abortiivinen aloitus ja pitkä ribonukleiinihapposynteesi.  (englanti)  // Biochemistry : Journal. - 1981. - Voi. 20 , ei. 8 . - s. 2081-2085 . - doi : 10.1021/bi00511a003 . — PMID 6165380 .
6. ↑ Lee S., Nguyen HM, Kang C. Pienet abortiiviset aloitustranskriptit vaikuttavat RNA:n hiusneulasta riippuvaiseen sisäiseen terminaattoriin.  (eng.)  // Nucleic Acids Res : päiväkirja. - 2010. - Vol. 38 , ei. 18 . - P. 6045-6053 . - doi : 10.1093/nar/gkq450 . — PMID 20507918 .