Terminador (genética)

Em genética, um terminador de transcrição é uma sequência de nucleotídeos que marca o final de um gene ou operon no DNA genômico durante a transcrição. Este tipo de sequência desencadeia processos que liberam o RNA recém-transcrito do complexo transcricional, composto por mRNA, DNA, RNA polimerase e fatores associados. Os processos incluem a interação direta da estrutura secundária do mRNA com o complexo transcricional e/ou atividades indiretas dos fatores de terminação que resultam na dissociação do complexo. Com a dissociação do complexo transcricional a RNA polimerase e a maquinária transcricional restante são liberados para iniciar a transcrição de novos mRNAs.

Em procariotas

Esquemas simplificados dos mecanismos de terminação da transcrição procariótica. Na terminação independente de Rho, um grampo de terminação se forma no mRNA nascente interagindo com a proteína NusA para estimular a liberação do transcrito do complexo de transcrição (topo). Na terminação dependente de Rho, a proteína Rho se liga no sitio rut e é translocada para baixo no mRNA, interagindo com o complexo de transcrição para estimular a liberação do transcrito

Em genomas procarióticos foram identificadas duas classes de terminadores de transcrição: os dependentes de Rho e os independentes de Rho.

Terminadores dependentes de Rho

No caso dos terminadores de transcrição dependentes de Rho, a terminação requer a presença de uma grande proteína chamada fator Rho, que apresenta atividade de RNA helicase. Terminadores Rho-dependentes são encontrados em bactérias e fagos. A sequência terminadora dependente de Rho se encontra "upstream" (a montante) dos códons de terminação da tradução e consiste em uma sequência rica em citosina no mRNA, conhecida como um sítio de utilização de Rho (rut, do inglês), e em um ponto de parada da transcrição (tsp, do inglês), que se encontra "downstream" (a jusante) do sítio rut. O sítio rut serve como um local de carregamento de mRNA e como um ativador para o fator Rho. A ativação do mesmo permite que ele se transloque ao longo do mRNA enquanto mantém contato com o sítio tsp. Essa translocação envolve a hidrólise de ATP. O fator Rho chega até a RNA polimerase, que é paralisada nos sítios tsp em posição "downstrem" (a jusante). Existem várias sequências que podem funcionar como um sítio tsp. O mecanismo de dissociação do complexo transcricional envolve efeitos alostéricos de Rho na RNA polimerase.

Terminadores independentes de Rho

Os terminadores independentes do fator Rho também são chamados de terminadores intrínsecos. Eles requerem a formação de uma estrutura "hairpin" (grampo de cabelo) no transcrito que está sendo formado, que estimula a dissociação do complexo de transcrição formado por mRNA, DNA e RNA polimerase. Este tipo de sequência terminadora contém uma região de 20 pares de bases rica em GC (guanina e citosina), que apresenta uma simetria díade, ou seja repetições invertidas. Também apresenta uma região poli-A (sequência de adeninas) de 7 a 9 nucleotídeos de comprimento, que vai formar uma cauda de uracilo no fim do transcrito. A estrutura "hairpin" causa a estagnação e desestabilização da RNA polimerase, o qual leva a uma maior probabilidade de ocorrer a dissociação do complexo de transcrição nesse local.

Além disso, o fator de elongação protéica NusA interage com a RNA polimerase e com a estrutura "hairpin" para estimular a terminação transcripcional.

Em eucariotas

Em eucariotas, as sequências terminadoras da transcrição de mRNAs são reconhecidos por fatores protéicos associados à RNA polimerase II, os quais estimulam o processo de terminação. Um sinal de terminação do mRNA eucariótico é a cauda poli-A. Assim que este sinal é transcrito, duas proteínas são transferidas do terminal carboxila até a cauda poli-A. Estas são chamadas de fator CPSF e fator CstF. Elas estimulam outras proteínas a chegarem até o local para cortar o transcrito, liberando o mRNA do complexo de transcrição. Além de cortar o mRNA, as proteínas recrutadas adicionam uma cauda de umas 200 repetições de adenosina no extremo 3' do transcrito, em um processo chamado poliadenilação. Ao longo desse processo de terminação da transcrição, a RNA polimerase continua transcrevendo centenas até alguns milhares de bases, até que eventualmente se dissocia do DNA e do transcrito "downstream" (a jusante). O mecanismo de dissociação da RNA polimerase ainda não foi completamente elucidado. Existem dois modelos básicos para explicar este processo conhecidos como o modelo torpedo e o modelo alostérico.

Modelo torpedo

Depois que o mRNA foi cortado na sequência poli-A e liberado do complexo de transcrição, do outro lado do corte a fita de RNA continua ligada ao DNA e à unidade da RNA polimerase II, que não para de transcrever o DNA. Após o corte, uma enzima com função exonuclease se liga à fita residual de RNA e remove um por um nucleotídeos os recém-transcritos. Enquanto a exonuclease degrada assim o RNA, ela vai se aproximando à RNA polimerase ||. Em humanos esta exonuclease é chamada de XRN2 (5'-3' Exoribonuclease 2). O modelo torpedo propõe que a exonuclease avança ao longo do RNA até que "empurra" a unidade da RNA polimerase ||. Dessa forma a RNA polimerase || é dissociada do DNA e o RNA residual é removido.

De forma semelhante à terminação dependente de Rho, a exonuclease provoca a dissociação da RNA polimerase ||, deslocando ela do DNA ou deslocando o DNA dela. O mecanismo exato ainda não foi elucidado e provávelmente não seja a única causa da dissociação.

Modelo alostérico

O modelo alostérico propõe que a dissociação da unidade da RNA polimerase II ocorre devido à ligação ou a dissociação de algumas das proteínas associadas a ela, o qual provocaria a separação da enzima e o DNA. Esse processo seria desencadeado pela transcrição do sinal poli-A.

Após transcrever a sequência poli-A, a RNA polimerase perde as duas proteínas associadas do terminal carboxila, mencionadas acima, que induz uma mudança na conformação dela. Esta mudança conformacional reduz a processividade da enzima, fazendo ela mais propensa a de dissociar do substrato DNA-RNA. Neste caso, a terminação não é completada pela degradação do mRNA, e sim pela diminuição da eficiência da RNA polimerase em elongar o RNA, aumentando a probabilidade de se dissociar.

Veja também

• Codon de terminação
• Transcrição (genética)

  Referências