В транскрипции у прокариот важная роль принадлежит s-фактору

Полный процесс инициации транскрипции и элонгации суммирован на рис.9-37. Первый шаг в транскрипции связывание РНК-полимеразысДНК, с последующим перемещением к инициирующему участку ДНК.

1.Поиск промотора РНК-полимеразой начинается (рис.9-37, этап 1) с неспецифического (низкое сродство) связывания холофермента с ДНК, и последующего перемещения по ДНК, без диссоциации до достижения последовательности промотора, с которым фермент связывается со значительно более высокой аффинностью. Этому способствует s фактор, потому что базовый фермент имеет одинаковое сродство к любой последовательности ДНК.

2.Первоначальное взаимодействие между холоферментом РНК-полимеразы и промотором образует закрытый комплекс. с константой асссоциации Ka 10⁶ и 10⁹ M^-1 в 0.1 М. NaCl. Цепь ДНК в этом комплексе не раскручена. Взаимодействие между компонентами электростатическое, поскольку Ka зависит от ионной силы. Комплекс относительно неустойчив, время его полураспада приблизительно 10 секунд.

3.РНК-полимераза раскручивает несколько пар оснований ДНК, от приблизительно -10 до -1, образуя открытый промоторный комплекс, названный так потому, что в нем цепи ДНК, открыты, или раскручены. Эта чувствительная к температуре реакция происходит с полупериодом распада приблизительно от 15 секунд до 20 минут, в зависимости от структуры промотора. Открытый промоторный к омплекс чрезвычайно устойчив; его трудно разрушить высокой ионной силой (Ka более чем 10¹⁴ M^-1). Затем происходит Mg^{2 +} - зависимая изомеризация, формируя модифицированную форму открытого комплекса промотора с раскрученной областью ДНК, занимающего от-12 до +2.

После того как РНК-полимеразасвяжется с промотором с образованием открытого промоторного комплекса, фермент готов начать синтез цепи РНК. Во время элонгации РНК-полимераза использует участок связывающий один нуклеозидтрифосфат.

. Он связывает любой из четырех нулеозид трифосфатов (рНТФ). Другой связывающий участок используется для инициации. Он связывает преимущественно АТФили ГТФ, а это означает, что большинство иРНК имеют пуриновые нуклеотидына 5 ' конце.

1. Рост цепи начинается со связывания указанного матрицей рНТФ на специфическом инициирующем участке РНКполимеразы(рис.9-37. шаг 4),

2. Следующий нуклеотид связывается со специфическим участком элонгации.

3. Нуклеофильная атака 3 ' ОН группой первого нуклеотида на (внутренний) фосфат второго нуклеотида образует первую фосфодиэфирную связь и оставляет интактной трифосфатную половину на 5 ' положении первого нуклеотида.

Рис.8-32.Основные этапы процесса транскрипции

Большинство инициирований абортивно, и завершается высвобождением олигонуклотида от 2 до 9 нуклеотидов длиной. Еще не ясно, почему это случается. После синтеза первых 10 нуклеотидов, s- субъединица отделяется от комплекса транскрипции, и дальнейший процесс транскрипции катализируется базовой (коровой) полимеразой (Рис, шаги 5 и 6). Хотя и s субъединица покинула фермент, элонгирующий комплекс является довольно устойчивым. Транскрипция, как показано in vitro, больше не ингибируется рифампицином. Элонгация, таким образом, продолжается до заключительного этапа.

Рис.8.33.Схема «пузыря транскрипции» в области активного центра РНК-полимеразы

вится раскрученной перед 3 ' концом возникающей цепи РНК, одна пара оснований скручивается у хвоста молекулы полимеразы РНК. Приблизительно 8 пар оснований 3 ' конца возникающего транскрипта спарены с матричной цепью ДНК.

У E. coli терминация транскрипции может происходить двумя способами: фактор зависимым и фактор независимыми способами. При фактор независимом способе роль терминирующего сигнала выполняют 2 симметричных богатых ГЦ сегмента, которые способны к формированию структуры шпильки. Формирование шпильки в РНК дестабилизирует ассоциацию между полимеразой и матрицей ДНК. Эта дестабилизация усиливается благодаря более слабым характером связей пар оснований AУ, которые формируются между матрицей и РНК, расположенных после шпильки. Транскрипция большинства генов у E. coli терминируется этим способом.

Факторзависимая терминация требует узнавания последовательностей терминирующим белком rho. Этот фактор узнает и связывается с последовательностями на 3 ' конце РНК. Связывание дестабилизирует взаимодействие матрицы и полимеразы и останавливает транскрипцию.

Поиск по сайту: