Элонгация транскрипции: способы блокировки растущих цепей РНК
Элонгация РНК не происходит с постоянной скоростью. Во время элонгации РНК-полимераза может получать сигналы, вызывающие задержку транскрипции (pause) , ее прекращение (arrest) , или терминацию .
Задержка и полное прекращение транскрипции во время элонгации цепей РНК становятся возможными благодаря взаимодействиям между РНК-полимеразой, растущей цепью РНК и транскрибируемой ДНК и не требуют участия дополнительных факторов. Несмотря на интенсивные исследования, не удается предсказывать места задержки элонгации РНК на матричных ДНК.
Когда невозможно дифференцировать три состояния транскрипции, говорят о блокировке синтеза РНК.
Остановка и прекращение синтеза РНК характеризуются двумя параметрами - временем полужизни блокированного состояния комплекса и эффективностью распознавания сигнала. Под временем полужизни блокировки элонгации понимают промежуток времени, за который половина блокированных молекул РНК-полимеразы вступает в фазу продолжения синтеза РНК. Остановка может быть настолько кратковременной, что время полужизни блокированного комплекса невозможно точно определить; в то же время задержка элонгации может продолжаться в течение нескольких минут, что зависит от локализации и структуры соответствующего сайта на матричной ДНК.
Эффективность распознавания сигнала блокировки определяется долей молекул РНК-полимеразы, отвечающих прекращением элонгации на соответствующем сайте, и может принимать значения до 90%. Описано несколько сайтов, обладающих эффективностью 100%. Временные остановки элонгирующей РНК-полимеразы на транскрибируемой ДНК бактериофага Т7 были обнаружены в бесклеточных системах, синхронизированных в отношении инициации синтеза РНК. Оказалось, что молекулы РНК-полимеразы, синхронно инициировавшие транскрипцию с одного промотора, быстро и специфически распределяются в составе тройного комплекса вдоль матрицы, оставаясь ассоциированными с растущими цепями РНК дискретной длины. Исследование этого феномена привело к заключению о временных остановках РНК-полимеразы во время транскрипции в определенных участках матрицы и было одним из первых доказательств того, что синтез РНК не является непрерывным процессом. Врeменные задержки во время элонгации характерны для многих РНК-полимераз, включая РНК-полимеразы I, II и III эукариотических организмов. Как у прокариот, так и у эукариот имеются многочисленные механизмы, регулирующие эффективность задержки транскрипции в определенных сайтах транскрибируемой ДНК.
