Ro faktor

Ro-faktor nebo ρ-faktor ( angl.  Rho factor ) je prokaryotický protein zapojený do terminace transkripce . Rho faktor se váže na transkripční terminační pauzu, otevřenou oblast jednovláknové RNA (více než 72 nukleotidů) po otevřeném čtecím rámci v sekvencích bohatých na GC, které potřebují sekundární strukturu [1] .

Rho faktor je nezbytný transkripční protein u prokaryot. U E. coli je to ~274,6 kD hexamerních identických podjednotek. Každá podjednotka má RNA-vazebnou a ATP-hydrolytickou doménu. Faktor rho je členem rodiny hexamerních helikáz závislých na ATP , které fungují tak, že obalují nukleové kyseliny kolem jediné štěrbiny a procházejí celým hexamerem. Rho faktor působí jako pomocný faktor pro RNA polymerázu .

U prokaryot existují dva typy transkripčního ukončení: rho-závislé ukončení a vnitřní ukončení (také nazývané rho-nezávislé ukončení ). Terminátory závislé na Rho tvoří asi polovinu zakončení Escherichia coli , které závisí na terminačním faktoru. Další terminační faktory nalezené v E. coli zahrnují Tau a nusA. Rho-dependentní terminátory byly poprvé objeveny v genomech bakteriofágů .

Rho faktor působí na substrát RNA. Klíčovou funkcí rho faktoru je jeho helikázová aktivita, jejíž energii zajišťuje hydrolýza ATP závislá na RNA. Primárním vazebným místem pro rho faktor je rozšířená jednovláknová oblast (~70 nt, někdy 80–100 nt) bohatá na cytosin a chudá na guanin , nazývaná rho-utilizační místo ( rut ), syntetizovaná v RNA, před aktuální terminátorovou sekvenci. Bylo identifikováno několik vazebných sekvencí pro rho faktor. Konsensus se mezi nimi nenachází, ale různé sekvence, každá svým způsobem, stejně jako drobné mutace v sekvencích, zasahují do jeho funkce. Rho faktor se váže na RNA a poté využívá svou ATPázovou aktivitu k poskytnutí energie k pohybu podél RNA, dokud nedosáhne helikální oblasti RNA-DNA, kde oslabí strukturu hybridního duplexu. RNA polymeráza pozastavuje ukončení sekvence, protože existuje specifické místo asi 100 nt od rho vazebného místa nazývané rho citlivé místo pauzy. I když je tedy RNA polymeráza asi o 40 nukleotidů za sekundu rychlejší než rho faktor, nepředstavuje to problém pro rho terminační mechanismus, protože RNA polymeráza umožňuje rho faktoru dohnat.

Stručně řečeno, rho faktor působí jako atenuační enzym závislý na ATP , pohybuje se podél nově vytvořené molekuly RNA vzhledem k její orientaci a uvolňuje ji z templátu DNA.

Nesmyslová mutace v jednom operonovém genu brání translaci následných genů v bloku. Tento efekt se nazývá mutační polarita. Častou příčinou je absence mRNA odpovídající následným (distálním) částem bloku. Předpokládá se, že v transkripční jednotce, tj. před terminátorem, jsou rho-dependentní terminátory, které se v tomto případě používají. Obvykle se tyto dřívější terminátory nepoužívají, protože ribozomy brání vytažení rho faktorů z RNA polymerázy. Ale nesmyslná mutace uvolní ribozom, takže rho faktor se volně připojí a/nebo se posune podél RNA, což mu umožní působit jako terminátor na RNA polymeráze. V důsledku toho se enzym uvolní a distální části transkripčního bloku nejsou nikdy dešifrovány.

Poznámky

1. ↑ Slonczewski, Joan a John Watkinsovi. Podporovat. Mikrobiologie: vyvíjející se věda. New York: W. W. Norton &, 2009. Tisk.