중단 개시

Abortive initiation
T7 RNA 중합효소에 의한 낙태 사이클링

낙태적 전사로도 알려진 낙태적 개시는 RNA 중합효소가 DNA 촉진자에게 결합하여 전사 콤플렉스가 촉진자를 떠나기 전에 방출되는 짧은 mRNA 대본의 합성의 사이클을 시작하는 유전적 전사의 초기 과정이다.이 과정은 eukaryotes와 prokaryotes 모두에서 일어난다.낙태 개시는 일반적으로 박테리오파지 내 T3와 T7 RNA 중합체 및 대장균에서 연구된다.

전체공정

추진자 통관 이전에 중단적 개시가 발생한다.[1]

  1. RNA 중합효소는 촉진제 DNA에 결합하여 RNA 중합효소-촉매제 폐쇄 콤플렉스를 형성한다.
  2. 그런 다음 RNA 중합효소는 전사 시작 부지를 둘러싸는 DNA의 한 바퀴를 풀어 RNA 중합효소-프로모터 오픈 콤플렉스를 산출한다.
  3. RNA 중합효소는 합성의 중단 주기에 들어가 짧은 RNA 제품(10개 이하의 뉴클레오티드 포함)을 방출한다.
  4. RNA 중합효소는 촉진제를 벗어나 전사의 연장 단계로 들어간다.

메커니즘

낙태 개시는 정상적인 전사 과정으로 체외 및 체내 모두에서 발생한다.[2]초기 전사에서 각 뉴클레오티드 추가 단계 후, RNA 중합효소는 확률적으로 촉진자 탈출(생산적 시작)을 향한 경로에서 진행하거나 RNA 제품을 방출하고 RNA 중합효소-프로모터 오픈 콤플렉스(부작용 개시)로 되돌릴 수 있다.이 전사의 초기 단계에서 RNA 중합효소는 전사 복합체의 분리가 활력 있게 신장 과정과 경쟁하는 단계로 들어간다.낙태 사이클은 개시 콤플렉스와 추진자 사이의 강한 결합에 의해 야기되지 않는다.[3]

DNA 스크런칭

DNA 스크런치 메커니즘.초기 전사 중 RNAP(RNApolyase, RNAP)는 촉진자 위에서 정지 상태를 유지하며 다운스트림 DNA에서 이완 및 리엘을 푼다.

수년 동안, RNA 중합효소가 낙태 개시 동안 DNA 가닥을 따라 이동하는 메커니즘은 이해하기 어려웠다.RNA 중합효소가 전사 개시 중에 촉진자로부터 빠져나오지 않는 것이 관찰되어, 효소가 어떻게 하류로 이동하지 않고 DNA 가닥을 해독하여 전사시킬 수 있는지 알 수 없었다.지난 10년 동안, 연구들은 RNA 중합효소가 긴장을 풀고 하류 DNA를 전사 복합체로 끌어당겨 중합효소 활성 부지를 통해 뉴클레오티드를 통과시켜 움직이지 않고 DNA를 변환하는 DNA 스크런칭이 수반된다는 것을 밝혀냈다.이것은 DNA가 분해되지 않은 것을 효소 내에 축적하게 하고, 따라서 DNA라는 이름은 "스크런칭"이다.유산적 개시에서는 RNA 중합효소가 언더운 DNA의 다운스트림 부분을 되감아 배출하여 RNA를 방출하고 RNA 중합효소-프로모터 오픈 콤플렉스로 되돌아간다. 반대로 생산적 개시에서는 RNA 중합효소-프로모터 상호작용을 깨뜨리고 언더운드 DNA의 업스트림 부분을 되감아내게 된다.g 프로모터,[1][4] 전사적 신장 복합체 형성

초기 전사에 DNA 스크래칭의 관여를 입증한 2006년 논문은 DNA 스크래칭 중 발생하는 스트레스가 낙태 개시 및 생산적 개시 둘 다를 위한 원동력을 제공한다는 아이디어를 제안했다.[4]같은 해 발간된 동반 논문에서는 검출 가능한 DNA 스크래칭이 전사 주기의 80%에서 발생한다는 사실을 확인했으며, 신속한 스크런치 검출 능력의 한계(20% 스크런치의 지속시간이 1초 미만)를 감안할 때 실제로 100%로 추정되고 있다.[1]

2016년 논문에 따르면 전사 시작 부위 선택 시 RNA 합성 전에 DNA 스크런칭이 발생하기도 한다.[5]

함수

결과적으로 잘린 RNA 대본에 대해 널리 받아들여지는 함수는 없다.그러나 1981년의 한 연구는 생산된 낙태성 증서의 양과 긴 RNA 가닥이 성공적으로 생성될 때까지의 시간 사이에 관계가 있다는 증거를 발견했다.RNA 중합효소가 ATP, UTP, GTP의 존재에서 낙태 전사를 겪을 때, 낙태 재활용 능력이 훨씬 낮고 전장 RNA 대본의 합성률이 훨씬 높은 콤플렉스가 형성된다.[6]2010년의 한 연구는 잘린 대본이 RNA 헤어핀 의존적 내인성 종단기에 의한 RNA 합성의 종료를 억제한다는 것을 뒷받침하는 증거를 발견했다.[7]

참고 항목

참조

  1. ^ a b c Revyakin A, Liu C, Ebright RH, Strick TR (2006). "Abortive initiation and productive initiation by RNA polymerase involve DNA scrunching". Science. 314 (5802): 1139–43. Bibcode:2006Sci...314.1139R. doi:10.1126/science.1131398. PMC 2754787. PMID 17110577.
  2. ^ Goldman S, Ebright RH, Nickels B (2009). "Direct detection of abortive RNA transcripts in vivo". Science. 324 (5929): 927–928. Bibcode:2009Sci...324..927G. doi:10.1126/science.1169237. PMC 2718712. PMID 19443781.
  3. ^ Martin CT, Muller DK, Coleman JE (1988). "Processivity in early stages of transcription by T7 RNA polymerase". Biochemistry. 27 (11): 3966–74. doi:10.1021/bi00411a012. PMID 3415967.
  4. ^ a b Kapanidis AN, Margeat E, Ho SO, Kortkhonjia E, Weiss S, Ebright RH (2006). "Initial transcription by RNA polymerase proceeds through a DNA-scrunching mechanism". Science. 314 (5802): 1144–7. Bibcode:2006Sci...314.1144K. doi:10.1126/science.1131399. PMC 2754788. PMID 17110578.
  5. ^ Winkelman JT, Vvedenskaya IO, Zhang Y, Zhang Y, Bird JG, Taylor DM, Gourse RL, Ebright RH, Nickels BE (2016). "Multiplexed protein-DNA cross-linking: Scrunching in transcription start site selection". Science. 351 (6277): 1090–3. Bibcode:2016Sci...351.1090W. doi:10.1126/science.aad6881. PMC 4797950. PMID 26941320.
  6. ^ Munson LM, Reznikoff WS (1981). "Abortive initiation and long ribonucleic acid synthesis". Biochemistry. 20 (8): 2081–5. doi:10.1021/bi00511a003. PMID 6165380.
  7. ^ Lee S, Nguyen HM, Kang C (2010). "Tiny abortive initiation transcripts exert antitermination activity on an RNA hairpin-dependent intrinsic terminator". Nucleic Acids Res. 38 (18): 6045–53. doi:10.1093/nar/gkq450. PMC 2952870. PMID 20507918.