Inligting

Hoe veroorsaak die stamlus die intrinsieke transkripsie beëindiging?

Hoe veroorsaak die stamlus die intrinsieke transkripsie beëindiging?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

In hierdie animasie, teen die einde (ongeveer driekwart) word die proses van transkripsiebeëindiging gewys. Dit verklaar dat die getranskribeerde RNA 'n haarnaaldlus (of stamlus) vorm, wat die transkripsieproses stop.

My vraag is, hoekom stop dit die transkripsieproses, in ag genome dat die RNA-polimerase in die teenoorgestelde rigting beweeg van waar die stamlus geskep word? Verander dit op een of ander manier die RNA-konformasie sodat geen verdere basisse bygevoeg kan word nie? Om dit as 'n fisiese struikelblok te interpreteer, maak blykbaar geen sin hier nie.


Daar is twee meganismes van transkripsieterminasie in prokariote. Die een wat hier getoon word, is "rho-afhanklik" omdat dit rho behels, 'n DNA-RNA helikase wat die RNA laai en losmaak van die DNA, wat die rek van die polimerase beëindig. Kyk na [1] wat 'n model toon van hoe rho -multimere deur die RNA beweeg.

Die ander meganisme behels net 'n haarnaald. Die koerant [2], veral bladsy 23, deel C, toon aan hoe 'rho-onafhanklike' of 'intrinsieke' beëindiging werk. Die haarnaald vertraag basies die polimerase en destabiliseer die transkripsieborrel, sodat die intrinsiek swakker A: U-bindings uitmekaar kan val.

Daar is geen vereiste vir 'n haarnaald in rho-afhanklike beëindiging nie, en ek dink die film meng dit nie.

  1. Geiselmann J, Wang Y, Seifried SE, von Hippel PH. 1993. 'n Fisiese model vir die translokasie- en helikase-aktiwiteite van Escherichia coli-transkripsieterminasieproteïen Rho. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 90: 7754-8. [pdf]

  2. Datta K, von Hippel PH. 2008. Direkte spektroskopiese studie van gerekonstitueerde transkripsiekomplekse toon aan dat intrinsieke beëindiging hoofsaaklik gedryf word deur termodinamiese destabilisering van die nukleïensuurraamwerk. The Journal of biological chemistry 283: 3537-49. [pdf]


Hoe veroorsaak die stamlus intrinsieke transkripsieterminasie? - Biologie


Die vorming van 'n stamlus-struktuur is afhanklik van die stabiliteit van die gevolglike helix- en lusgebiede. Die eerste voorvereiste is die teenwoordigheid van 'n volgorde wat op homself kan terugvou om 'n gepaarde dubbele heliks te vorm. Die stabiliteit van hierdie heliks word bepaal deur die lengte daarvan, die aantal wanverhoudings of uitstulpings wat dit bevat ('n klein aantal is verdraagsaam, veral in 'n lang helix) en die basissamestelling van die gepaarde gebied. Parings tussen guanien en sitosien het drie waterstofbindings en is meer stabiel in vergelyking met adenien-urasilparings, wat slegs twee het. In RNA is guanien-urasil-parings met twee waterstofbindings ook algemeen en gunstig. Basisstapelinteraksies, wat die pi -orbitale van die basiese aromatiese ringe in 'n gunstige oriëntasie in lyn bring, bevorder ook heliksvorming.

Die stabiliteit van die lus beïnvloed ook die vorming van die stamlusstruktuur. "Lusse" wat minder as drie basisse lank is, is steries onmoontlik en vorm nie. Groot lusse sonder 'n eie sekondêre struktuur (soos pseudoknot pairing) is ook onstabiel. Die optimale luslengte is ongeveer 4-8 basisse lank. Een algemene lus met die volgorde UUCG staan ​​bekend as die "tetraloop" en is veral stabiel as gevolg van die basis-stapel interaksies van die komponent nukleotiede daarvan.


RNA -polimerase II -struktuur in eukariote

Beëindiging

Transkripsie beëindiging vind plaas in 'n reaksie gekoppel aan RNA 3'-einde verwerking. Die meeste eukariotiese mRNA-voorlopers word op 'n plek-spesifieke wyse in die 3'-onvertaalde gebied geklief, gevolg deur poliadenilering van die stroomop-splitsingsproduk. 'N Groot aantal proteïene is by hierdie reaksies betrokke. Die presiese meganisme van koppeling tussen 3'-einde verwerking en transkripsie beëindiging bly onduidelik. Beëindiging gaan gepaard met defosforylering van die pol II CTD, maar die presiese tydsberekening van pol II defosforylering is ook onduidelik. Defosforilering is nodig vir die herinitiasie van transkripsie, aangesien pol II slegs by 'n inisiasiekompleks in sy ongefosforileerde vorm kan aansluit. Die CTD fosfatase Fcp1 speel 'n sleutelrol in pol II defosforilering en herwinning. Fcp1 bind aan pol II via Rpb4. Rpb4 werf blykbaar Fcp1 na die omgewing van die CTD aangesien die Rpb4/7 kompleks naby die skakelaar bind wat die pol II kern met die CTD verbind.


Struktuur en geassosieerde biologiese funksies van viroïede

Gerhard Steger, Jean-Pierre Perreault, in Vooruitgang in virusnavorsing, 2016

5.2.3 'n Ekstra stam -lus -domein wat verband hou met ernstige simptome

Daar is berig dat 'n bykomende stamlus van 12 of 13 nts binne die linkerterminus van die P11 -stamlus voorkom (Fig. 10 Malfitano et al., 2003). Daar is bewys dat die teenwoordigheid van hierdie stamlus wat deur 'n UUUU -lus bedek is, verantwoordelik is vir uitgebreide chlorose van perskeblare, bekend as perske -kaliko, na PLMVd -infeksie. Die PLMVd -variante wat vir hierdie fenotipe verantwoordelik is, belemmer die rypwording van plastied rRNA wat die chloroplastbiogenese benadeel (Rodio et al., 2007). Onlangs is dit gedemonstreer dat viroïede klein RNA afkomstig van die perskekaliko-invoeging RNA-geïnduseerde stilmaakkompleks-splyting van 'n spesifieke gasheer-mRNA direkte (Navarro et al., 2012a). Dit is belangrik dat die perskekaliko-invoeging nog nie in oplossing ondersoek is nie, maar die stam-lusstruktuur daarvan word ondersteun deur volgorde-kovariasie van sommige van die basispare wat die heliese streek vorm (Rodio, Delgado, Flores, & Di Serio, 2006).


Meganisme [wysig]

Intrinsieke beëindiging word aangedui deur seine wat direk in die DNA en RNA gekodeer is. Sein verskyn in as 'n haarnaald en word gevolg deur 8 Uridine aan die 3' einde. Dit lei tot 'n vinnige dissosiasie van die verlengingskompleks. Haarnaald inaktiveer en destabiliseer die TEC deur interaksies in die RNA-DNA-bindingsplek en ander plekke wat hierdie kompleks bymekaar hou, te verswak. Die pouse wat veroorsaak word deur die strek uracils is belangrik en bied tyd vir die vorming van haarnaald. In die afwesigheid van U-kanaal, lei haarspeldvorming nie tot doeltreffende beëindiging nie, wat die belangrikheid daarvan in hierdie proses aandui. Ε ]

Die verlenging destabilisasie proses vind plaas in vier stappe Ε ]

1) terwyl RNA-polimerase die finale nukleotiede van die terminator-U-kanaal transkribeer, stop dit aan die einde van die U-kanaal en bevorder die beëindigingsweg in die kinetiese kompetisie tussen rek en beëindiging

3) voltooiing van haarnaald en verlengingskompleks inaktivering

4)   verlenging komplekse dissosiasie 'n Volledige meganisme behels waarskynlik spesifieke interaksies van die polimerase, die RNA-terminator-haarnaald en dT-ryke sjabloonvolgorde.


Transkripsie in prokariote.

Prokariote (G: pro-before karyon-nucleus) is eenvoudige, enkelselle-organismes wat nie 'n duidelike membraangebonde kern het nie. Dit sluit in bakterieë en arge (figuur 1).

Figuur 1: Die drie lewensgebiede.

As gevolg van die afwesigheid van die kern, het replikasie, transkripsie en translasie nie 'n duidelike ligging nie en kan al drie gelyktydig in die sitoplasma voorkom.

Net soos replikasie in prokariote, kan die transkripsie ook in drie verskillende fases verdeel word: Inleiding, verlenging en beëindiging.

1. Ontgroening:

Begin van transkripsie begin by die promotor, die gebied waar die transkripsie -ensiem RNA polimerase bind die DNA. Die promotors is gewoonlik op die stroomop van die gene wat getranskribeer moet word. Die promotors van die prokariote verskil in hul rye, alhoewel daar wel is twee bewaar rye waargeneem. Hierdie twee rye is ongeveer geleë 10 en 35 basispare stroomop van die transkripsie begin webwerf.

Die transkripsie-beginpunt, wat die eerste basis wat getranskribeer is, die genoem word +1 webwerf of die inleiding werf. Die streek op die stroomop van hierdie aanvangswerf word aangedui met a negatief (-) teken en die op die stroomaf word aangedui deur a positief (+) teken.

Fig 2: Die promotorstreek in prokariote.

Daarom word na die bewaarde stroomopwaartse terreine verwys -10 en -35 streke. Die -10-gebied het die bewaarde volgorde van TATAAT en die -35 streek het TTGACA volgorde (fig 2).

Die σ subeenheid van RNA polimerase (RNA pol) bind spesifiek aan beide, die -35 en -10 streke, en laai die RNA pol op die promotor. Die binding van die RNA pol aan die promotor lei tot die vorming van a geslote-promotor kompleks (figuur 3).

Die RNA pol reageer dan op die DNA en draai ongeveer 15 basisse lang gebied by die aanvangswerf om 'n te skep transkripsieborrel, gesamentlik genoem oop-promotor kompleks. Namate die inisiëringsplek loskom, word enkelstrengs-DNA blootgestel en kan dit as 'n sjabloon vir transkripsie (fig. 3). Die string wat getranskribeer word, staan ​​bekend as die sjabloon strand of antisense strand. Die ander string word genoem as kodering strand of sin draad (fig 1).

Fig 3: Stappe in prokariotiese transkripsie.

RNA pol begin aanvanklik aborsief transkripsie, waarin kort siklusse van sintese en vrystelling van kort RNA transkripsies van ongeveer 10 nukleotiede vind plaas tot RNA-polimerase-promotor aanvanklike transkripsie kompleks verlaat die promotor. Die RNA-pol ontsnap die promotor en inisieer produktief sintese van RNA, vorming RNA-polimerase-DNA rek kompleks (figuur 3).

(Net vir inligting: Lees meer oor aborsiewe transkripsie.)

2. Verlenging:

RNA-polimerase-DNA rek kompleks is stabiel en verwerkend. Dit voer transkripsie uit met 'n gemiddelde tempo van 30 - 100 nukleotied/sek.

RNA polimerase is die hoofproteïen, wat die nukleotiede byvoeg. In die meeste prokariote transkribeer 'n enkele tipe RNA alle tipes RNA. Die kern RNA pol bestaan ​​uit 5 subeenhede, wat in prokariote sowel as eukariote bewaar word. Prokariotiese kernensiem bestaan ​​uit twee kopieë van α, een eksemplaar van elk- β, β ’, en ω subeenhede (fig 4). Die kern -ensiem kan die sjabloon -DNA bind en RNA sintetiseer.

σ faktor bind die kernensiem om die te vorm holoensiem en help om die promotor te herken.

Fig 4: Core RNA polymerase.

α subeenheid interaksie met verskeie transkripsiefaktore en help om transkripsie te reguleer. Dit het ook DNA bindplek met behulp waarvan dit stroom -op -promotor -DNA bind. Die RNA pol het twee α subeenhede wat a vorm homodimer wat β en β’ subeenhede bind.

β en β ’ subeenhede is die grootste subeenhede wat die katalities middelpunt van RNA-sintese en het bindingsplekke vir dubbelstrengs stroomaf DNA, DNA/RNA baster en RNA.

Die ω subeenheid is onlangs gekoppel aan RNA pol stabiliteit en spesifisiteit in Staphylococcus aureus.

σ faktor assosieer met die kern ensiem vir promotor erkenning en dit dissosieer van die kernensiem sodra RNA pol prosessiewe RNA sintese begin.

(Net vir inligting: Baie meer oor Prokariotiese RNA -polimerase)

RNA pol kataliseer die polimerisasie van ribonukleosied 5'-trifosfate (NTP's) met behulp van die DNA as sjabloon. Die ribonukleosiedtrifosfate word by die 3′ einde, d.w.s. mRNA sintese vind plaas in die 5′ tot 3′ rigting. Hierdie verlenging van RNA-ketting vind plaas De novo en het nie 'n onderlaag nodig nie.

By prokariote bevat die genomiese DNA gewoonlik geen introne nie en die transkripsie wat gesintetiseer is, kan inligting bevat vir meer as een proteïen. Sulke transkripsies word genoem polisistroniese mRNA.

3. Beëindiging:

Die transkripsie moet beëindig word om die nuut gesintetiseerde mRNA vry te stel. Die beëindiging word veroorsaak deur twee verskillende meganismes, een is rho onafhanklik of RNA-gebaseer en die ander is afhanklik of gebaseer op proteïene.

• Rho onafhanklik of RNA gebaseer:

RNA -gebaseerde beëindiging maak gebruik intrinsiek (in RNA -struktuur self) terminators met twee strukturele kenmerke, GC-ryk omgekeerde herhaling met verskeie tussenliggende nukleotiede, gevolg deur a stuk U -residue in die getranskribeer RNA.

Wanneer die GC-ryk omgekeerde herhalings word getranskribeer, die RNA-streke met self-komplementêre rye baseer mekaar en vorm 'n stamlus-struktuur (Figuur 5). Hierdie stamlusstruktuur is in wisselwerking met die RNA-polimerase en veroorsaak dat dit pouse.

Fig 5: Rho -onafhanklike of RNA -gebaseerde beëindiging (Pelley, 2012)

Die volgende stuk van U oorblyfsels aan die 3 ′ -kant van die transkripsie, wat swak baseparing is met die A-residue van die sjabloon-DNA, skep 'n baie onstabiel streek.

Die stamlus gevolg deur die swak band strek saam lei tot die vrylating van die RNA-transkripsie van die transkripsiekompleks.

• Rho afhanklik of gebaseer op proteïene:

Hierdie meganisme is die eerste keer in λ-faag DNA herken. Dit behels 'n proteïen wat genoem word Rho faktor, wat 'n heksameriese proteïen (fig 6). Rho is 'n RNA/DNA helikase of translokasie, wat die dissosiasie van RNA pol van die DNA -sjabloon veroorsaak en RNA vrystel. Dit het ook ATPase-streek.

Figuur 6: Rho -proteïen- en RNA -bindingsplekke (gesien in A, geel streke en B aangepas uit Skordalakes & Berger, 2003).

In rho afhanklike beëindiging, is daar spesifieke webwerwe, getranskribeer genoem die rhoafhanklike terminators. Dit bevat twee afsonderlike webwerwe a rho gebruik webwerf genoem die 'grof webwerf'En 'n stroomaf transkripsie stoppunt ook genoem as ‘tsp webwerf ’ (sien fig. 7).

Fig. 7: Rho -afhanklike of proteïengebaseerde beëindiging.

Rho bind RNA by die getranskribeerde ‘rut site’ streek. Hierdie binding aktiveer RNA-afhanklik ATPase aktiwiteit van Rho. Rho beweeg langs die RNA totdat dit die RNA-pol bereik. Die energie wat uit die hidrolise van ATP verkry word, word deur die rho gebruik, met helikaseaktiwiteit, om RNA-DNA-baster uit RNA pol af te rol en tot beëindiging te lei (fig. 7).

(Net vir inligting: Lees meer oor Rho-afhanklike beëindiging in 'n vraestel.)

By prokariote begin proteïensintese of die translasie gelyktydig met die transkripsie, terwyl die mRNA nog gesintetiseer word. Dit is moontlik as gevolg van die gebrek aan kern of enige tipe kompartementalisering. Daarom word die transkripsie onmiddellik vertaal om die ooreenstemmende proteïen te sintetiseer.

Dit is alles vir hierdie pos. Hoop jy hou van hierdie plasing, indien wel, comment, like en share asseblief!!

Volg ons ook op Facebook, Twitter, Instagram of stuur 'n e -pos aan ons ([email protected]).

Lees ander plasings deur The Biotech Notes:

Cooper (2000) The Cell: A Molecular Approach. 2de uitgawe. Sunderland (MA): Sinauer Associates.

Guttman (2001) Prokariote. Ensiklopedie van Genetika. Bl 1549.

Murakami (2015) Strukturele biologie van bakteriële RNA -polimerase. Biomolecules 5(2): 848–864.

Molekulêre Selbiologie. 4de uitgawe. Lodish et al. New York: W. H. Freeman 2000.

Belitsky & Schütz (2018) RNA -polimerase -interaksies en rekstempo. Gepubliseer in Tydskrif vir teoretiese biologie. DOI:10.1016/j.jtbi.2018.11.025/

Banerjee et al. (2006) Rho-afhanklike beëindiging van transkripsie: meer vrae as antwoorde. J Mikrobiool. 44(1): 11–22.

Pelley (2012) RNA -transkripsie en beheer van gene -uitdrukking. Elsevier ’s Integrated Review Biochemistry (Tweede uitgawe). Hoofstuk 16: 137-147.

Kaplan & Donnell (2003) Rho Factor: beëindiging van transkripsie in vier stappe. Huidige Biologie 13 (18): R714-716.

Skordalakes & Berger (2003) Struktuur van die Rho-transkripsieterminator: meganisme van mRNA-herkenning en helikase-laai. Sel 114 (1): 135-146.

Weiss et al. (2017) Die ω subeenheid beheer RNA Polymerase stabiliteit en transkripsionele spesifisiteit in Staphylococcus aureus. Tydskrif vir Bakteriologie 199(2):e00459-16


Meganismes van bakteriese transkripsiebeëindiging: alle goeie dinge moet eindig

Transkripsiebeëindiging is noodsaaklik vir akkurate geenuitdrukking en die verwydering van RNA -polimerase (RNAP) aan die einde van transkripsie -eenhede. By bakterieë is twee meganismes verantwoordelik vir behoorlike transkripsieterminasie: intrinsieke terminering en Rho-afhanklike terminering. Intrinsieke terminasie word bemiddel deur seine wat direk binne die DNA-sjabloon en ontluikende RNA gekodeer word, terwyl Rho-afhanklike terminering staatmaak op die adenosientrifosfaat-afhanklike RNA-translokase Rho, wat ontluikende RNA bind en die verlengingskompleks dissosieer. Alhoewel aansienlike vordering gemaak is om hierdie weë te verstaan, bly fundamentele besonderhede onbepaald. Onder die wat nog onopgelos bly, is die bestaan ​​van 'n geïnaktiveerde tussenproduk in die intrinsieke beëindigingsweg, die rol van Rho-RNAP-interaksies in Rho-afhanklike beëindiging en die meganismes waardeur bykomende faktore en nukleoïed-geassosieerde proteïene die beëindiging beïnvloed. Ons beskryf huidige kennis, bespreek belangrike uitstaande vrae en beklemtoon die belangrikheid van die definisie van die strukturele herrangskikkings van RNAP wat betrokke is by die twee meganismes van transkripsiebeëindiging.

Sleutelwoorde: H-NS NusG RNA-haarnaald RNA-polimerase Rho-afhanklike beëindiging intrinsieke beëindiging.


Inhoud

Die vorming van 'n stamlus-struktuur is afhanklik van die stabiliteit van die gevolglike helix- en lusgebiede. Uiteraard is die eerste voorvereiste die teenwoordigheid van 'n reeks wat op homself kan terugvou om 'n gepaarde dubbelheliks te vorm. Die stabiliteit van hierdie heliks word bepaal deur sy lengte, die aantal wanpassings of bulte wat dit bevat ('n klein aantal is verdraagsaam, veral in 'n lang heliks), en die basissamestelling van die gepaarde streek. Pare tussen guanien en sitosien het drie waterstofbindings en is meer stabiel in vergelyking met adenien-urasielparings, wat slegs twee het. Daar moet kennis geneem word dat, in RNA, guanien-urasil-parings wat twee waterstofbindings bevat, algemeen en gunstig is. Basisstapeling-interaksies, wat die pi-orbitale van die basisse se aromatiese ringe in 'n gunstige oriëntasie in lyn bring, bevorder ook heliksvorming.

Die stabiliteit van die lus beïnvloed ook die vorming van die stamlusstruktuur. 'Lusse' wat minder as drie basisse lank is, is steries onmoontlik en vorm nie. Groot lusse sonder 'n eie sekondêre struktuur (soos pseudoknot pairing) is ook onstabiel. Optimale luslengte is geneig om ongeveer 4-8 basisse lank te wees. Een algemene lus met die volgorde UUCG staan ​​bekend as die "tetraloop" en is veral stabiel as gevolg van die basis-stapel interaksies van die komponent nukleotiede daarvan.


Inleiding

Rho-onafhanklike terminators (ook genoem intrinsieke terminators) in bakterieë is DNA-rye van 30-50 bp wat transkripsie-beëindiging bepaal sonder addisionele faktore in vitro (23). Hulle spesifiseer die 3' -eindes van baie transkripsie -eenhede en word gebruik as 'n regulatoriese sein voor strukturele gene in sommige operone om die transkripsie van die stroomaf gene te moduleer (sien resensies, 19 8 6 9). Die terminators bevat 'n GC-ryk dyad simmetrie volgorde gevolg deur 'n reeks T-residue in die nie-model string. Mutasionele en biochemiese studies oor verskeie Rho-onafhanklike terminators het vasgestel dat beide hierdie strukturele elemente nodig is vir doeltreffende beëindiging (18 12 7 32 1). Volgens die klassieke model laat die dyadesimmetriese ry die vorming van 'n haarnaaldstruktuur in die RNA-transkripsie toe en veroorsaak 'n onderbroke verlengingskompleks, terwyl die rol van die U-kanaal die vrystelling van die RNA-transkripsie stimuleer as gevolg van 'n lae stabiliteit van die dA-rU-baster na die vorming van die GC-ryk RNA-haarnaald (vir resensies, sien 19 35 8). Onlangse studies het getoon dat meganismes vir die beëindiging van transkripsie meer kompleks kan wees as wat aanvanklik gedink is (sien resensies, sien 25 15 20).

Nietemin, die werklike in vitro beëindigingsgebeurtenis by die Rho-onafhanklike terminator vind oorwegend binne die T-traktaat plaas (18). Vroeë RNA -pols -etiketteringseksperimente het getoon dat die 3' -eindes van verskeie in vivo RNAs was soortgelyk aan dié van in vitro transkripsies (vir resensies, sien 2 27). Daar is dus aanvaar dat transkripsiebeëindiging by Rho-onafhanklike terminators plaasvind in vivo binne die T-kanaal ( 8 21 23 ). Die 3' -einde van mRNA's kan egter ook gegenereer word deur die verwerking van die primêre transkripsie. Met ander woorde, die volgorde alleen kan nie gebruik word om te bepaal hoe transkripsie 3 ′ -eindes gevorm is of waar die beëindiging plaasgevind het nie.

Ons rapporteer hier 'n nuwe bevinding rakende die in vivo molekulêre gebeure wat plaasvind op 'n plek wat in vitro is 'n volledig Rho-onafhanklike terminator. Ons het die crp geen wat cAMP -reseptorproteïen (CRP) kodeer om transkripsiebeëindiging te bestudeer in vivo as 'n modelstelsel. Ons het 'n dubbele terminatorstelsel ontwikkel waarin 'n tweede Rho-onafhanklike terminator stroomaf van die crp terminator (crp t). Die in vivo transkripsies is deur Northern blotting ontleed. Hierdie benadering het ons in staat gestel om die teenwoordigheid van verbygaande tussenprodukte van primêre transkripsies af te lei. Die data dui daarop dat die meeste RNA-polimerase (RNAP) deur die crp t in die natuurlike situasie en beëindig transkripsie oor 'n wye gebied stroomaf van die crp t, wat lei tot heterogene primêre transkripsies wat vermoedelik terug geprosesseer word na 'n homogene grootte met 'n 3' einde net anderkant die crp t haarnaald. Transkripsie deurlees by die crp t is verminder toe die vertaling van crp mRNA is onderbreek, wat daarop dui dat die stroomop crp geenvertaling moduleer Rho-onafhanklike transkripsiebeëindiging by die terminator. Belangriker nog, ons toon aan dat die distale transkripsie beëindiging van die deurlees transkripsies afhang van die crp terminator.


Molekulêre Biologie 22: 'Transkripsiebeëindiging'

Riboswitches is streke van mRNA sekondêre struktuur wat transkripsie kan reguleer deur te reageer op aminosure en metaboliese tussenprodukte [hersien in Serganov & Nudler 2013]. Een voorbeeld is btuB in E coli. Die btuB geen kodeer vir 'n buitenste membraanreseptor wat vitamien B12 vervoer. Die btuB mRNA bevat 'n haarnaald wat vitamien B12 bind en as 'n riboswitch optree. As dit aan vitamien B12 gebind is, verander die mRNA die bouvorm op 'n manier wat die toeganklikheid daarvan verander. Dus, hierdie riboswitch laat vitamien B12 toe om sy eie invoer negatief te reguleer. Hierdie soort meganisme kan translasie beïnvloed, of dit kan transkripsiebeëindiging in 'n ontluikende mRNA beïnvloed.

RNAse H kloof slegs RNA-DNA-dupleks, dus deur DNA-oligo's en RNAse H by te voeg, kan u opspoor of 'n gebied van RNA enkelstrengs is. Hierdie metode is gebruik in [Perdrizet 2012].

Hoe om RNA -struktuur te bestudeer

Jy kan RNA van 'n sel suiwer en dan sy struktuur karteer deur een ensiem spesifiek vir ssRNA en 'n ander spesifiek vir dsRNA te gebruik. Hierdie metode word PARS genoem [Kertesz 2010]. Daar is meer onlangse werk van die twee laboratoriums wat dit ook baanbrekerswerk gedoen het [Wan 2014]. Hulle het gevind dat koderingsvolgordes in mRNA's meer gestruktureer is as UTR's, en hulle spekuleer dat dit 'n ontwikkelde meganisme kan wees om translasie-inisiasie vanaf ongewenste beginplekke te voorkom.

'N Beperking van PARS is omdat u ensieme gebruik, u dit moet doen in vitro. Die laboratorium van Jonathan Weissman het 'n nuwe metode ontwikkel wat van toepassing is op lewende selle [Rouskin 2014]. Hulle gebruik chemiese genaamd dimetielsulfaat (DMS), wat A en C selektief sal verander wat nie basisgepaard is nie. Die wysigings veroorsaak dat omgekeerde transkripsie tot stilstand kom. As u dus omgekeerde transkripsie uitvoer, kry u cDNA's wat by elke gewysigde basis eindig. Deur die volgorde van die cDNA's en die identifisering van hul eindplekke, kan u uitvind waar As en C's blootgestel is.

Hierdie eksperimente het aan die lig gebring dat gemiddeld in vivo RNA-strukture is minder gestruktureer as wat gesien word in vitro. Ons weet nog steeds nie heeltemal hoekom nie - dit kan te doen hê met ribosome wat aktiewe translasie doen, RNA-helikases wat struktuur afwikkel, of met RNA-bindende proteïene.

Beëindiging van transkripsie

Beëindiging van transkripsie dien verskeie doeleindes:

  • Bevry RNA pol II om 'n ander geen te gaan transkribeer
  • Voorkom transkripsie-interferensie (?)
  • Reguleer geenuitdrukking deur soms stroomop van 'n geen te eindig

Beëindiging van transkripsie bly 'n geheimsinnige proses en 'n aktiewe ondersoekgebied. Huidige oop vrae is hoe die RNA pol II “besluit” om transkripsie te beëindig, en wat presies die meganisme van beëindiging in eukariote is.

Daar is twee meganismes van transkripsiebeëindiging in prokariote: intrinsieke beëindiging en Rho-afhanklike beëindiging [Santangelo & Artsimovitch 2011].

Intrinsieke beëindiging is 'n passiewe proses wat deur haarnaaldjies in die ontluikende RNA bemiddel word en kan gemoduleer word deur riboswitches, RNA-bindende proteïene of ribosome.

Rho-afhanklike beëindiging is 'n aktiewe proses waarvan die meganisme nog nie heeltemal bekend is nie.

Een manier om die afhanklikheid van die beëindiging van RNA se sekondêre struktuur te bestudeer, is deur 'n trekkrag op die RNA uit te oefen via 'n DNA -handvatsel - as u daaraan trek, sal die lusse in die RNA ongedaan word [Larson 2008].

In eukariote weet ons dat die beëindiging van transkripsie twee stappe het:

  1. Sny die ontluikende transkripsie op die poliadenileringsterrein
  2. Ontkoppel RNA pol II van die DNA †

† RNA pol II eintlik gaan voort vir 'n rukkie nadat die ontluikende transkripsie gesny is. Dit word later ontkoppel.

Daar is 'n konsensusvolgorde vir mRNA -splitsing, maar dit kan geweldig wissel. Splitsing en poliadenilering vind ko-transkripsioneel plaas. Saam stabiliseer die doppie en die polyA-stert die mRNA, wat doeltreffende translasie moontlik maak. polyA sterte is tipies

Gisafskrifte het gewoonlik kort UTR's. Soogdier UTR's het groter gemiddelde lengte, en ook veel groter variasie in lengte.

Een model vir eukariote is die "torpedomodel" van terminasie, wat ietwat analoog is aan Rho-afhanklike terminasie in prokariote.

Tot nou toe het ons kanonieke beëindiging aan die einde van 'n transkripsie bespreek. Daar bestaan ​​ook 'n weg vir vroeë beëindiging, wat oorspronklik ontdek is vir snoRNA's [hersien in Jacquier 2009]. Dit behels Rrp6 en die 'kern -eksosoom', en as dit uitgevee word, verskyn daar baie nuwe transkripsies. GRO-seq het dit duidelik gemaak dat RNA pol II eintlik tweerigting-transkripsie vanaf baie beginpunte vir transkripsie doen, wat die kanonieke mRNA sowel as 'n "stroomop antisense RNA" (uaRNA) produseer, maar die uaRNA word vinnig afgebreek.

Oor Eric Vallabh Minikel

Eric Vallabh Minikel is op 'n lewenslange soeke om prionsiekte te voorkom. Hy is 'n wetenskaplike aan die Broad Institute of MIT en Harvard.