Terminátor ( angl. Terminator ) - nukleotidová sekvence DNA , která ukončuje transkripci genu nebo operonu . Sekvence terminátoru je zpravidla taková, že jeho komplementární sekvence v mRNA způsobí uvolnění nově syntetizovaného transkriptu z transkripčního komplexu. Tato sekvence v mRNA může sama o sobě způsobit terminaci díky své vlastní sekundární struktuře , nebo může přitahovat speciální proteiny - terminační faktory. Post-release RNA polymerase a transkripční faktoryzahájit transkripci jiného genu.
U prokaryot jsou dva terminační mechanismy : rho-dependentní a rho-nezávislý . Ro-dependentní terminátory fungují prostřednictvím speciálního proteinu- ro -faktoru , který má aktivitu RNA helikázy a ničí komplex DNA, mRNA a RNA polymerázy. Rho-dependentní terminátory se nacházejí v bakteriích a fágech . Rho-dependentní terminátory se nacházejí pod stop kodonem , na kterém končí translace , a jsou to nestrukturované sekvence bohaté na cytosin v mRNA, známé jako rut -sites (z anglického Rho utilization site ), za kterými jsou transkripční stop pointy ( angl . tsp z bodu zastavení transkripce ) [1] . Konsenzuální sekvence pro kořenová místa nebyla stanovena. Místo Rut funguje jako místo pro vazbu rho faktoru na mRNA a její aktivátor. Aktivovaný rho faktor začne hydrolyzovat ATP a díky energii hydrolýzy se pohybuje podél mRNA, dokud se nesrazí s RNA polymerázou, která se zastavila v místě tsp . Kontakt mezi rho faktorem a RNA polymerázou stimuluje rozklad transkripčního komplexu díky alosterickým účinkům rho faktoru na RNA polymerázu [2] [3] .
Rho-nezávislé terminátory tvoří ve struktuře syntetizovaného transkriptu vlásenky , které po srážce s RNA polymerázou způsobí disociaci komplexu DNA, mRNA a RNA polymerázy. Typický rho-nezávislý terminátor se skládá z 20 nukleotidů , je obohacen o páry GC a má dyádovou symetrii a následuje oblast bohatá na thymin (poly(T) -trakt ), která v mRNA odpovídá oblasti obohacené v uracilu . Předpokládaný mechanismus rho-nezávislých terminátorů je ten, že vlásenka způsobí zastavení RNA polymerázy, což zvyšuje pravděpodobnost disociace enzymu z templátu [4] [5] . Transkripční elongační faktor NusA navíc interaguje s vlásenkou, což přispívá k ukončení transkripce [6] .
U eukaryot jsou signály ukončení transkripce rozpoznány terminačními faktory, které interagují s RNA polymerázou II a urychlují proces ukončení. Když je v mRNA syntetizován polyadenylační signál , proteiny CPSF (z anglického cleavage a polyadenylation specificity factor ) a CstF (z anglického cleavage stimulation factor ) na něj přecházejí z C-terminální domény RNA polymerázy . II. Tyto dva faktory pak rekrutují další proteiny, které přeruší transkript, uvolní mRNA z transkripčního komplexu a přidají konec přibližně 200 adeninových nukleotidů na 3' konec mRNA v procesu známém jako polyadenylace. V této době RNA polymeráza pokračuje v transkripci několika stovek až několika tisíc nukleotidů a nakonec se oddělí od DNA mechanismem, který není zcela znám. V tomto ohledu existují dvě hlavní hypotézy: model torpéda a alosterický model [7] [8] .
Když je dokončena samotná syntéza mRNA a je do ní zaveden zlom v polyadenylačním signálu, část transkriptu zbývající vlevo od zlomu je stále komplementárně navázána na DNA a RNA polymerázu, která pokračuje v transkripci. Dále se exonukleáza naváže na zbytek transkriptu, který je stále spojen s templátem, a začne odštěpovat jeden nukleotid od jeho 5'-konce, postupně se přibližuje k RNA polymeráze II, která pokračuje v transkripci. U lidí protein XRN2 působí jako taková exonukleáza . Nakonec, podle modelu torpéda, exonukleáza dohoní RNA polymerázu II a vytlačí ji z templátu, čímž zničí zbytkový transkript a způsobí ukončení transkripce. Namísto srážky enzymu s DNA může XRN2 „vyrazit“ DNA zpod ní [9] . Mechanismus tohoto procesu není jasný a je nepravděpodobné, že by byl založen pouze na disociaci [10] .
Podle alternativního modelu, známého jako alosterický model, je terminace způsobena strukturálními změnami RNA polymerázy, které jsou způsobeny interakcí s určitými proteiny nebo naopak ztrátou spojení s jinými. Strukturální změny RNA polymerázy vedou k její disociaci z matrice a dochází k nim poté, co RNA polymeráza syntetizuje polyadenylační signál. Když RNA polymeráza syntetizuje polyadenylační signál, podstoupí konformační změnu, která způsobí, že určité proteiny opustí její C-terminální doménu. Konformační změny snižují procesivitu RNA polymerázy a zvyšují pravděpodobnost její disociace. V tomto modelu, známém jako alosterický model, není terminace způsobena destrukcí zbytků transkriptu, ale snížením účinnosti RNA polymerázy, což zvyšuje pravděpodobnost její disociace [7] .
| Přepis (biologie) | |||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Regulace transkripce |
| ||||||||||||
| Aktivace | |||||||||||||
| Zahájení | Místo začátku přepisu | ||||||||||||
| Prodloužení |
| ||||||||||||
| Ukončení | |||||||||||||