원핵생물의 전사 종결 방식인 로우 의존성 종결과 비의존성 종결의 특징은 어떤 차이가 있나요?
안녕하세요. 원핵생명체에서는 전사 종결 방식이 크게 로우 인자에 유무에 따라서 두 가지로 나뉜다고 알고 있습니다. 이때 원핵생물의 전사 종결 방식인 로우 의존성 종결과 비의존성 종결의 특징은 어떤 차이가 있나요?
로우 의존성 종결과 비의존성 종결의 주된 차이는 전사 종결에 로우 단백질이라는 인자의 필요 유무와 종결 신호로 작용하는 전사체의 구조에 있습니다. 로우 의존성 종결은 전사된 알엔에이의 특정 부위에 로우 단백질이 결합하여 이동한 뒤, 알엔에이와 디엔에이의 결합을 끊어 전사를 끝냅니다. 반면 로우 비의존성 종결은 로우 단백질 없이 전사된 알엔에이 가닥이 스스로 안정적인 머리핀 구조를 형성하고, 이 구조가 알엔에이 중합효소와 디엔에이 주형 간의 결합을 불안정하게 만들어 전사를 종결시키는 방식입니다.
원핵생물에서 전사 종결은 로우 인자의 유무에 따라 두 가지 방식으로 나뉩니다.
첫번째 로우 의존성 종결은 로우 단백질이 반드시 필요합니다. 로우 인자는 ATP를 소모하는 헬리케이스로, 새로 합성된 RNA의 특정 서열에 결합합니다. 이후 로우 인자는 RNA를 따라 이동하며 RNA 중합효소에 도달하고, RNA와 DNA 사이의 결합을 끊어 전사를 종결시킵니다. 이 과정은 별도의 특정 DNA 서열 구조가 없어도 로우 단백질의 활성에 의해 진행됩니다.
그리고 로우 비의존성 종결 방식은 로우 단백질 없이 DNA와 RNA 서열 자체의 특징으로 종결이 일어납니다. DNA 주형 가닥의 역반복 서열이 전사되면, RNA는 상보적 결합을 통해 줄기-고리 구조를 형성합니다. 이 구조는 RNA 중합효소의 진행을 늦추고, 바로 뒤에 이어지는 약한 폴리-U 서열과의 결합이 끊어지면서 RNA 전사체가 분리되어 전사가 종료됩니다. 따라서 이 방식은 유전자에 내재된 서열 정보만으로 종결이 가능한 것입니다.
안녕하세요. 네, 말씀해주신 것처럼 원핵생물의 전사 종결은 RNA 중합효소가 mRNA 합성을 끝내고 DNA에서 떨어져 나오는 과정인데, 크게 ρ 인자 의존성 종결과 ρ 인자 비의존성 종결로 나눌 수가 있습니다.
먼저 의존성 종결과정은 RNA에 특정 rut서열이 존재하는데, ρ 단백질이 이 rut 서열에 결합하고 RNA를 따라 이동하면서 RNA-DNA 복합체를 따라잡고 RNA 중합효소에 도달하면 RNA-DNA 복합체를 분리시켜 전사를 종료시키는 방식입니다. 다음으로 비의존성 종결과정은 RNA에 GC-rich 반복 서열이 존재하여 전사되면 RNA가 자기상보적 줄기-고리(stem-loop) 구조를 형성하는데 그 뒤에 U-rich 서열이 따라오며, RNA-DNA 상보성이 약해진 상태가 되고, RNA 중합효소가 이 구조에 도달하면 약한 U-A 결합과 줄기-고리 구조 때문에 RNA가 떨어져 나가는 방식입니다.
이때 ρ 의존성 종결은 단백질 헬리케이스가 필요하고, 주로 조절적인 기능을 수행한다면, ρ 비의존성 종결은 RNA 서열과 구조 자체로 종결하며, 효율적이고 일반적인 방식이라는 특징이 있습니다. 감사합니다.
안녕하세요. 정준민 전문가입니다.
로우 의존성 종결은 제시된 엠 RNA의 CG 적은 서열에 P 단백질이 결합해 ATP로 이동하면 RNA DNA RNAPOL 복합체를 분리시킨답니다.
비읜존성은 종결은 전사체 내 GC풍부한 역반복 POLYU 서열이 스템루프를 형성해 RNA POL이 불안정해져 자연스럽게 떨어지는 방식이랍니다.