Factor de terminación

En biología molecular , un factor de terminación es una proteína que media la terminación de la transcripción del ARN al reconocer un terminador de transcripción y provocar la liberación del ARNm recién sintetizado . Esto forma parte del proceso que regula la transcripción del ARN para preservar la integridad de la expresión génica y está presente tanto en eucariotas como en procariotas , aunque el proceso en bacterias se conoce mejor. ^{[ 1 ]} El factor de terminación transcripcional más estudiado y detallado es la proteína Rho (ρ) de E. coli . ^{[ 2 ]}

Los procariotas utilizan un tipo de ARN polimerasa, que transcribe ARNm que codifican más de un tipo de proteína. La transcripción, la traducción y la degradación del ARNm ocurren simultáneamente. La terminación de la transcripción es esencial para definir los límites de las unidades transcripcionales, una función necesaria para mantener la integridad de las hebras y proporcionar control de calidad. La terminación en E. coli puede ser dependiente de Rho, utilizando el factor Rho, o independiente de Rho, también conocida como terminación intrínseca . Aunque la mayoría de los operones en el ADN son independientes de Rho, la terminación dependiente de Rho también es esencial para mantener una transcripción correcta. ^{[ 1 ]}

Factor ρ La proteína Rho es una translocasa de ARN que reconoce una región rica en citosina del ARNm en elongación, pero las características exactas de las secuencias reconocidas y cómo se produce la escisión siguen siendo desconocidas. Rho forma un hexámero en forma de anillo y avanza a lo largo del ARNm, hidrolizando ATP hacia la ARN polimerasa (de 5' a 3' con respecto al ARNm). ^{[ 3 ] [ 4 ]} Cuando la proteína Rho llega al complejo de la ARN polimerasa , la transcripción termina por la disociación de la ARN polimerasa del ADN . La estructura y actividad de la proteína Rho es similar a la de la subunidad F _{1 de la} ATP sintasa , lo que apoya la teoría de que ambas comparten un vínculo evolutivo. ^{[ 4 ]}

El factor Rho está ampliamente presente en diferentes secuencias bacterianas y es responsable de la polaridad genética en E. coli. Funciona como un sensor del estado de traducción, inhibiendo las transcripciones no productivas, ^{[ 5 ]} suprimiendo las transcripciones antisentido y resolviendo los conflictos que ocurren entre la transcripción y la replicación. ^{[ 6 ]} El proceso de terminación por el factor Rho está regulado por mecanismos de atenuación y antiterminación , compitiendo con los factores de elongación por sitios de utilización superpuestos ( ruts y nuts ), y depende de la velocidad con la que Rho puede moverse durante la transcripción para alcanzar a la ARN polimerasa y activar el proceso de terminación. ^{[ 7 ]}

La inhibición de la terminación dependiente de Rho por la biciclomicina se utiliza para tratar infecciones bacterianas. Se está estudiando el uso de este mecanismo junto con otras clases de antibióticos como una forma de abordar la resistencia a los antibióticos, al suprimir los factores protectores en la transcripción del ARN y actuar en sinergia con otros inhibidores de la expresión génica como la tetraciclina o la rifampicina . ^{[ 8 ]}

El proceso de terminación transcripcional se comprende menos en los eucariotas, que poseen un extenso procesamiento postranscripcional del ARN, y cada uno de los tres tipos de ARN polimerasa eucariota tiene un sistema de terminación diferente.

En la ARN polimerasa I , factor de terminación de la transcripción, la ARN polimerasa I se une corriente abajo de las regiones codificantes del pre-ARNr, lo que provoca la disociación de la ARN polimerasa del molde y la liberación de la nueva cadena de ARN.

En la ARN polimerasa II , la terminación se produce mediante un complejo de poliadenilación/escisión. El extremo 3' de la cadena se une al sitio de poliadenilación , pero la cadena continúa codificando. Los ribonucleótidos recién sintetizados son eliminados uno a uno por los factores de escisión CSTF y CPSF , en un proceso que aún no se comprende completamente. El resto de la cadena se desacopla mediante una exonucleasa 5' cuando finaliza la transcripción.

La ARN polimerasa III termina después de una serie de residuos de polimerización de uracilo en el ARNm transcrito. ^{[ 1 ]} A diferencia de lo que ocurre en las bacterias y en la polimerasa I, la horquilla de ARN de terminación debe estar corriente arriba para permitir una escisión correcta. ^{[ 9 ]}

• factor Rho