Inițiere avortivă

Inițierea abortivă , cunoscută și sub denumirea de transcripție abortivă , este un proces timpuriu de transcripție genetică , în care ARN polimeraza se leagă de un promotor ADN și intră în cicluri pentru a sintetiza transcripții scurte de ARNm , care sunt eliberate înainte ca complexul de transcripție să părăsească promotorul. Acest proces are loc atât la eucariote , cât și la procariote . Inițierea avortivă este în general studiată în ARN polimerazele T3 și T7 din bacteriofagi și E. coli .

Prezentare generală a procesului

Inițierea avortivă are loc înainte de clearance -ul promotorului [1] .

1. ARN polimeraza se leagă de ADN-ul promotor pentru a forma un complex închis ARN polimerază-promotor
2. ARN polimeraza apoi desfășoară o singură catenă de ADN care înconjoară locul de inițiere a transcripției, producând un complex deschis ARN polimerază-promotor.
3. ARN-polimeraza intră în ciclul de sinteză abortiv și desprinde lanțurile scurte de ARN (până la 10 nucleotide lungime)
4. ARN polimeraza ocolește promotorul și intră în etapa de alungire a transcripției

Mecanism

Inițierea abortivă este un proces normal de transcripție și are loc atât in vitro , cât și in vivo [2] . După fiecare etapă de adăugare a nucleotidelor în inițierea transcripției, ARN polimerazele pot acționa stocastic pentru a evita promotorul (inițiere productivă) sau pot elibera ARN-ul și se pot întoarce la complexul deschis ARN polimerază-promotor (inițiere avortivă). În această etapă timpurie a transcripției, ARN polimeraza intră într-o fază în care disocierea complexului de transcripție concurează viguros cu procesul de alungire. O legătură puternică între complexul de inițiere și promotor nu este cauza ciclului abortiv [3] .

Riduri ADN

Timp de mulți ani, mecanismul prin care ARN polimeraza se mișcă de-a lungul catenei de ADN în timpul inițierii abortive a rămas evaziv. S-a observat că ARN polimeraza nu a scăpat de promotor la inițierea transcripției, așa că nu se știa cum enzima putea citi catena de ADN pentru decodare fără a se deplasa în jos. De-a lungul ultimului deceniu, cercetările au arătat că inițierea avortată implică strângerea ADN-ului , în care  ARN polimeraza rămâne imobilă și se desfășoară și trage în jos ADN-ul din complexul de transcripție, trecând prin nucleotidele polimerazelor din situs activ, decodând astfel ADN-ul fără circulaţie. Acest lucru duce la acumularea enzimei în ADN-ul desfășurat, de unde și denumirea de „ridă ADN”. La inițierea abortivă, ARN polimeraza se înfășoară și împinge în jos o parte din ADN-ul desfășurat, eliberează ARN și se întoarce la complexul deschis ARN polimerază-promotorul; în schimb, în ​​timpul inițierii productive, ARN polimeraza se înfășoară și aruncă în sus o parte din ADN-ul desfășurat, perturbând interacțiunile ARN-polimerază-promotor, evitând promotorul și formând un complex de alungire transcripțională [1] [4] .

O lucrare din 2006, care sugerează implicarea ADN-ului ridurilor în transcripția inițială, propune ideea că stresul survenit în timpul ridurii ADN-ului oferă forța motrice atât pentru inițierea abortivă, cât și pentru inițierea productivă [4] . O lucrare însoțitoare publicată în același an a confirmat că detectarea ridurilor ADN are loc în 80% din ciclurile de transcripție și, de fapt, se estimează că 100%, având în vedere limitările în capacitatea de a detecta ridurile rapide (20% ridurile durează mai puțin de 1 secundă) [1] .

Funcția

Nu există nicio funcție general acceptată pentru obținerea transcripțiilor ARN trunchiate . Cu toate acestea, studiile din 1981 au găsit dovezi că a existat o relație între numărul de transcrieri abortive produse și timpul în care catenele de ARN au fost produse cu succes. Când ARN polimeraza suferă o transcripție abortivă în prezența ATP , GTP , se formează un complex care are o capacitate de utilizare abortivă mult mai mică și o rată mult mai mare de sinteză a transcriptului ARN de lungime completă [5] . Un studiu din 2010 a găsit dovezi că aceste transcrieri trunchiate inhibă terminarea sintezei ARN la terminatorul intern dependent de ac de păr [6] .

Vezi și

• Oligonucleotide
• transcriere eucariotă
• Transcriere bacteriană
• Abonament

Note

1. ↑ 1 2 3 Revyakin A., Liu C., Richard H. Ebright. Inițierea abortivă și inițierea productivă de către ARN polimerază implică scrunching ADN.  (engleză)  // Știință: jurnal. - 2006. - Vol. 314 , nr. 5802 . - P. 1139-1143 . - doi : 10.1126/science.1131398 . — PMID 17110577 .
2. ↑ Goldman S., Richard H. Ebright. Detectarea directă a transcriptelor ARN abortive 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 Processivitate în stadiile incipiente ale transcripției prin ARN polimeraza T7.  (engleză)  // Biochimie : jurnal. - 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 Transcripția inițială de către ARN polimerază are loc printr-un mecanism de strângere a ADN-ului.  (engleză)  // Știință: jurnal. - 2006. - Vol. 314 , nr. 5802 . - P. 1144-1147 . - doi : 10.1126/science.1131399 . — PMID 17110578 .
5. ↑ Munson LM, Reznikoff WS Inițiere abortivă și sinteza lungă a acidului ribonucleic.  (engleză)  // Biochimie : jurnal. - 1981. - Vol. 20 , nr. 8 . - P. 2081-2085 . - doi : 10.1021/bi00511a003 . — PMID 6165380 .
6. ↑ Lee S., Nguyen HM, Kang C. Transcrierile mici de inițiere abortive exercită activitate de antiterminare pe un terminator intrinsec dependent de ac de păr ARN.  (ing.)  // Acizi nucleici Res : jurnal. - 2010. - Vol. 38 , nr. 18 . - P. 6045-6053 . - doi : 10.1093/nar/gkq450 . — PMID 20507918 .