Терминация транскрипции у эукариот

Эукариотическая транскрипция — это сложный процесс, который эукариотические клетки используют для копирования генетической информации, хранящейся в ДНК, в единицы транспортабельной комплементарной РНК-реплики.[1] Транскрипция генов происходит как в эукариотических, так и в прокариотических клетках. В отличие от прокариотической РНК-полимеразы, которая инициирует транскрипцию всех различных типов РНК, РНК-полимераза эукариот (включая человека) существует в трёх вариантах, каждый из которых транслирует свой тип гена. Эукариотическая клетка имеет ядро, разделяющее процессы транскрипции и трансляции. Транскрипция эукариот происходит в ядре, где ДНК упакована в нуклеосомы и структуры хроматина более высокого порядка. Сложность эукариотического генома обусловливает большое разнообразие и сложность контроля экспрессии генов. Терминация транскрипции генов пре-рРНК полимеразой Pol I осуществляется системой, требующей специфического фактора терминации транскрипции.[3] Используемый механизм имеет некоторое сходство с rho-зависимой терминацией у прокариот.[36] Эукариотические клетки содержат сотни повторов рибосомной ДНК, иногда распределенных по нескольким хромосомам. Терминация транскрипции происходит в межгенном спейсерном участке рибосомы, который содержит несколько сайтов терминации транскрипции выше сайта остановки Pol I. Благодаря пока неизвестному механизму 3'-конец транскрипта расщепляется, образуя большую первичную молекулу рРНК, которая далее процессируется в зрелые 18S, 5.8S и 28S рРНК. Когда Pol II достигает конца гена, два белковых комплекса, переносимых CTD, CPSF (фактор специфичности расщепления и полиаденилирования) и CSTF (фактор стимуляции расщепления), распознают поли-А-сигнал в транскрибированной РНК.[35] Связанные с поли-А CPSF и CSTF привлекают другие белки для расщепления РНК и последующего полиаденилирования. Поли-А-полимераза добавляет около 200 аденинов к расщепленному 3'-концу РНК без матрицы.[35] Длинный поли-А-хвост уникален для транскриптов, синтезируемых Pol II. В процессе терминации транскрипции, осуществляемой Pol I и Pol II, комплекс элонгации не растворяется сразу после расщепления РНК. Полимераза продолжает движение по матрице, генерируя вторую молекулу РНК, связанную с комплексом элонгации.[1] Были предложены две модели, объясняющие, как в конечном итоге достигается терминация.[35] Аллостерическая модель утверждает, что при прохождении транскрипции через последовательность терминации происходит разборка факторов элонгации и/или сборка факторов терминации, которые вызывают конформационные изменения комплекса элонгации.[36][37] Модель «торпеды» предполагает, что 5'→3'-экзонуклеаза расщепляет вторую РНК по мере её выхода из комплекса элонгации. Полимераза высвобождается, когда её обгоняет высокопроцессивная экзонуклеаза. Предполагается, что развивающаяся точка зрения будет отражать слияние этих двух моделей.