Iniciación abortiva

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La iniciación abortiva , también conocida como transcripción abortiva , es un proceso temprano de la transcripción genética , en el que la ARN polimerasa se une a un promotor de ADN y entra en ciclos para sintetizar transcritos cortos de ARNm , que se liberan antes de que el complejo de transcripción abandone el promotor. Este proceso ocurre tanto en eucariotas como en procariotas . La iniciación abortiva se estudia generalmente en las polimerasas de ARN T3 y T7 en bacteriófagos y E. coli .

Descripción general del proceso

La iniciación abortiva ocurre antes de la eliminación del promotor [1] .

  1. La ARN polimerasa se une al ADN promotor para formar un complejo cerrado ARN polimerasa-promotor
  2. Luego, la ARN polimerasa desenrolla una sola hebra de ADN que rodea el sitio de inicio de la transcripción, produciendo un complejo abierto promotor de la ARN polimerasa.
  3. La ARN polimerasa entra en el ciclo de síntesis abortivo y desengancha las cadenas cortas de ARN (hasta 10 nucleótidos de longitud)
  4. La ARN polimerasa pasa por alto el promotor y entra en el paso de elongación de la transcripción

Mecanismo

La iniciación abortiva es un proceso de transcripción normal y ocurre tanto in vitro como in vivo [2] . Después de cada paso de adición de nucleótidos en el inicio de la transcripción, las ARN polimerasas pueden actuar estocásticamente para evitar el promotor (inicio productivo) o pueden liberar el ARN y regresar al complejo abierto ARN polimerasa-promotor (inicio abortivo). Durante esta etapa temprana de la transcripción, la ARN polimerasa entra en una fase durante la cual la disociación del complejo de transcripción compite vigorosamente con el proceso de elongación. Un vínculo fuerte entre el complejo de iniciación y el promotor no es la causa del ciclo abortivo [3] .

Arrugas ADN

Durante muchos años, el mecanismo por el cual la ARN polimerasa se mueve a lo largo de la cadena de ADN durante la iniciación abortiva ha permanecido esquivo. Se observó que la ARN polimerasa no escapó del promotor al iniciar la transcripción, por lo que no se sabía cómo la enzima podía leer la hebra de ADN para decodificarla sin moverse hacia abajo. Durante la última década, la investigación ha demostrado que la iniciación abortiva implica la trituración del ADN , en la que la  ARN polimerasa permanece inmóvil, y se desenrolla y tira hacia abajo del ADN en el complejo de transcripción, pasando a través de los nucleótidos de las polimerasas del sitio activo, descodificando así el ADN sin movimienot. Esto conduce a la acumulación de la enzima en el ADN desenrollado, de ahí el nombre de "arruga de ADN". En la iniciación abortiva, la ARN polimerasa enrolla y empuja hacia abajo parte del ADN desplegado, libera ARN y regresa al complejo abierto promotor de la ARN polimerasa; por el contrario, durante la iniciación productiva, la ARN polimerasa se enrolla y expulsa parte del ADN desdoblado, interrumpiendo las interacciones ARN-polimerasa-promotor, evitando al promotor y formando un complejo de elongación transcripcional [1] [4] .

Un artículo de 2006, que sugiere la participación del ADN arrugado en la transcripción inicial, propone la idea de que el estrés que se produce durante el arrugamiento del ADN proporciona la fuerza impulsora tanto para la iniciación abortiva como para la iniciación productiva [4] . Un artículo adjunto publicado el mismo año confirmó que la detección de arrugas por ADN ocurre en el 80 % de los ciclos de transcripción y, de hecho, se estima que el 100 % tiene limitaciones en la capacidad de detectar arrugas rápidas (el 20 % de las arrugas tiene menos de 1 segundo de duración) [1] .

Función

No existe una función generalmente aceptada para obtener transcritos de ARN truncado . Sin embargo, estudios en 1981 encontraron evidencia de que había una relación entre el número de transcritos abortivos producidos y el tiempo durante el cual se produjeron con éxito cadenas de ARN. Cuando la ARN polimerasa sufre una transcripción abortiva en presencia de ATP , GTP , se forma un complejo que tiene una capacidad de utilización abortiva mucho más baja y una tasa mucho más alta de síntesis de transcripción de ARN de longitud completa [5] . Un estudio de 2010 encontró evidencia de que estas transcripciones truncadas inhiben la terminación de la síntesis de ARN en el terminador interno dependiente de la horquilla de ARN [6] .

Véase también

Notas

  1. 1 2 3 Revyakin A., Liu C., Richard H. Ebright. La iniciación abortiva y la iniciación productiva por la ARN polimerasa implican la trituración del ADN.  (Inglés)  // Ciencia: revista. - 2006. - vol. 314 , núm. 5802 . - P. 1139-1143 . -doi : 10.1126 / ciencia.1131398 . — PMID 17110577 .
  2. Goldman S., Richard H. Ebright. Detección directa de transcritos de ARN abortivos in vivo  //  Ciencia: revista. - 2009. - Vol. 324 , núm. 5929 . - P. 927-928 . -doi : 10.1126 / ciencia.1169237 . —PMID 19443781 .
  3. Martin CT, Muller DK, Coleman JE Procesividad en etapas tempranas de transcripción por ARN polimerasa T7.  (Inglés)  // Bioquímica: revista. - 1988. - vol. 27 , núm. 11 _ - Pág. 3966-3974 . -doi : 10.1021/ bi00411a012 . — PMID 3415967 .
  4. 1 2 Kapanidis AN, Margeat E., Ho SO, Kortkhonjia E., Weiss S., Ebright RH La transcripción inicial por la ARN polimerasa procede a través de un mecanismo de fragmentación del ADN.  (Inglés)  // Ciencia: revista. - 2006. - vol. 314 , núm. 5802 . - P. 1144-1147 . -doi : 10.1126 / ciencia.1131399 . — PMID 17110578 .
  5. Munson LM, Reznikoff WS Iniciación abortiva y síntesis de ácido ribonucleico largo.  (Inglés)  // Bioquímica: revista. - 1981. - vol. 20 , núm. 8 _ - P. 2081-2085 . -doi : 10.1021/ bi00511a003 . —PMID 6165380 .
  6. Lee S., Nguyen HM, Kang C. Los transcritos de iniciación abortivos diminutos ejercen actividad antiterminación en un terminador intrínseco dependiente de horquilla de ARN.  (ing.)  // Ácidos Nucleicos Res : diario. - 2010. - Vol. 38 , núm. 18 _ - Pág. 6045-6053 . -doi : 10.1093 / nar/gkq450 . —PMID 20507918 .