Terminator (biologie)
În biologie, terminatorul este o secvență capabilă să blocheze transcrierea unei gene . Procesul de transcriere începe de la un promotor , o regiune de care se leagă ARN polimeraza , o enzimă capabilă să catalizeze polimerizarea unui ARN pornind de la un șablon de ADN .
Când ARN polimeraza întâlnește un terminator în aval de gena activă de transcripție, enzima se disociază și ARN-ul nou sintetizat este eliberat de hibridul ADN-ARN.
Există două tipuri de terminatori în procariote :
- terminator intrinsec sau independent de rho: în acest site holoenzima este capabilă să pună capăt transcripției fără intervenția factorilor externi. Terminarea este cauzată de formarea de structuri intramoleculare secundare în ARN-ul născut. Aceste structuri, numite structuri de ac de păr, se formează prin aderența regiunilor complementare și împiedică ARN polimeraza să continue. Structura acului de păr, numită și tulpină-buclă, caracterizată printr-o lungime de 7-20 perechi de baze, are o tulpină (regiunea în care apar cele două filamente datorită complementarității) bogată în perechi de guanină - citozină foarte stabile. Tulpina este apoi urmată de o serie (aproximativ 6) de reziduuri de uracil , care apar slab adeninelor ADN-ului șablon.
O proteină legată de ARN polimeraza (nusA) se leagă strâns de structura buclă-tulpină, determinând oprirea temporară a enzimei în sine. Această pauză coincide cu transcrierea secvenței poliuracilice. Legăturile slabe adenină-uracil destabilizează duplexul ARN-ADN, generând relaxare și disociere de ARN polimeraza. Structurile de buclă stem, urmate de o secvență poli-uracilă, pot determina oprirea ARN polimerazei; în general, totuși, pot continua transcrierea, având în vedere stabilitatea duplexului.
- terminator dependent de rho: această terminare este controlată de capacitatea factorului Rho de a accesa ARN-ul. Datorită prezenței unui ribozom care traduce ARNm, Rho nu se poate încărca pe ARN nou format până la sfârșitul genei sau al operonului. În acel moment, ribozomul nu se mai mișcă de-a lungul ARNm și, astfel, segmentul ARN nou format care iese din ARN polimeraza devine accesibil Rho. ARN polimeraza se oprește pe secvența de terminare datorită prezenței unui site specific (sensibil la Rho) 100 nucleotide în amonte de punctul de legare pentru Rho. Apoi, proteina Rho, odată ce secvența de legare a fost recunoscută, se leagă de ARN și urcă în lanț până ajunge la ARN polimeraza.
Terminatorii dependenți de Rho au fost descoperiți în genomul bacteriofagului.
Factorul Rho (ρ) este un complex proteic hexameric compus din subunități identice în formă de inel cu un domeniu distinct de legare a ARN și un domeniu de legare ATP; Activitatea helicazei dependente de ATP îi permite să disocieze hibridul ADN-ARN. Acest factor se leagă în mod specific de siturile numite rut (din utilizarea Rho ) la capătul 5 'al ARN-ului nou format. Site-ul pare a fi monocatenar și se extinde pentru aproximativ 70 de nucleotide (uneori doar 8-10).
Au fost descoperite mai multe secvențe de legare pentru rho, dar nu s-a găsit nicio secvență de consens; în plus, mutații mici la nivelul secvenței modifică legarea cu proteina. Aceste situri sunt bogate în citozină , sărace în guanină și nu formează structuri secundare. Într-un proces dependent de ATP, Rho curge de-a lungul ARN-ului în căutarea ARN polimerazei care este staționară pe structura buclă stem a terminatorului. Odată atins, Rho desfășoară hibridul slab ADN-ARN provocând încetarea sintezei ARN și eliberarea tuturor componentelor.
Ambii terminatori determină oprirea ARN polimerazei, care este necesară pentru a avea loc terminarea.
Bibliografie
- James Watson, Backer, Bell, Gann, Molecular Biology of the Gene , Zanichelli, 2009, ISBN 978-88-08-16412-4 .
- Structura cristalină cu raze X a factorului de terminare a transcripției Rho în complex cu ADN monocatenar http://www.pdb.org/pdb/explore/explore.do?structureId=1PV4
- Terminatori dependenți de Rho și terminarea transcripției https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16946247
