Фактор ρ ( Rho-фактор ) — это бактериальный белок, участвующий в терминации транскрипции . [1] Фактор Rho связывается с сайтом паузы терминатора транскрипции , открытой областью одноцепочечной РНК (участок из 72 нуклеотидов) после открытой рамки считывания в последовательностях, богатых C/бедных G, в которых отсутствует очевидная вторичная структура. [2]
Фактор Rho является важным белком транскрипции у бактерий. [3] В Escherichia coli это гексамер ~274,6 кДа из идентичных субъединиц. Каждая субъединица имеет домен связывания РНК и домен гидролиза АТФ . Rho является членом семейства RecA/SF5 гексамерных геликаз , зависящих от АТФ , которые функционируют, оборачивая нуклеиновые кислоты вокруг одной щели, простирающейся вокруг всего гексамера. Rho функционирует как вспомогательный фактор для РНК-полимеразы .
У бактерий существует два типа терминации транскрипции: rho-зависимая терминация и внутренняя терминация (также называемая Rho-независимой терминацией). Rho-зависимые терминаторы составляют около половины терминаторов E. coli , зависящих от фактора. Другие факторы терминации, обнаруженные у E. coli , включают Tau и nusA. Rho-зависимые терминаторы были впервые обнаружены в геномах бактериофагов .
Фактор Rho действует на субстрат РНК. Ключевой функцией Rho является его геликазная активность, для которой энергия обеспечивается РНК-зависимым гидролизом АТФ. Начальным местом связывания для Rho является расширенная (~70 нуклеотидов, иногда 80–100 нуклеотидов) одноцепочечная область, богатая цитозином и бедная гуанином , называемая местом утилизации rho ( rut ) , в синтезируемой РНК, выше фактической последовательности терминатора. Было обнаружено несколько последовательностей связывания rho. Среди них не найдено единого мнения, но каждая из различных последовательностей, по-видимому, специфична , поскольку небольшие мутации в последовательности нарушают ее функцию. Rho связывается с РНК, а затем использует свою активность АТФазы для обеспечения энергии для транслокации вдоль РНК, пока не достигнет спиральной области РНК–ДНК, где он раскручивает гибридную дуплексную структуру. РНК-полимераза останавливается в последовательности терминации, что объясняется тем, что существует определенный сайт примерно в 100 нуклеотидах от сайта связывания Rho, который называется Rho-чувствительным сайтом паузы. Таким образом, даже несмотря на то, что РНК-полимераза примерно на 40 нуклеотидов в секунду быстрее Rho, это не создает проблем для механизма терминации Rho, поскольку РНК-полимераза позволяет фактору Rho догнать ее. [ необходима цитата ]
Короче говоря, Rho-фактор действует как АТФ-зависимый раскручивающий фермент, двигаясь вдоль вновь формирующейся молекулы РНК к ее 3'-концу и раскручивая ее по мере продвижения по матрице ДНК. [ необходима ссылка ]
Бессмысленная мутация в одном гене оперона препятствует трансляции последующих генов в единице. Этот эффект называется мутационной полярностью. Распространенной причиной является отсутствие мРНК, соответствующей последующим (дистальным) частям единицы. Предположим, что в единице транскрипции есть Rho-зависимые терминаторы, то есть перед терминатором, который обычно используется. Обычно эти более ранние терминаторы не используются, потому что рибосома не позволяет Rho достичь РНК-полимеразы. Но бессмысленная мутация освобождает рибосому, так что Rho может свободно прикрепляться к РНК и/или перемещаться по ней, что позволяет ему воздействовать на РНК-полимеразу на терминаторе. В результате фермент высвобождается, а дистальные области транскрипционной единицы никогда не транскрибируются. [ необходима цитата ]
Ро-фактор не был обнаружен у архей . [4]
не выявили никаких очевидных гомологов хорошо охарактеризованных бактериальных факторов терминации rho