Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Окончательный сигнал - это последовательность, которая сигнализирует о конце транскрипции или перевода. Сигналы терминации находятся в конце части хромосомы, транскрибируемой во время транскрипции мРНК. Окончательные сигналы приводят к остановке транскрипции, обеспечивая транскрибирование только генных частей хромосомы. Окончательные сигналы играют важную роль в регуляции экспрессии генов, поскольку они отмечают конец транскрипта гена и определяют, какие последовательности ДНК экспрессируются в клетке. Для решения этой проблемы, сигналы терминации могут быть оптимизированы для повышения эффективности терминации. Внутреннее прекращение происходит, когда определенная последовательность на растущей нити РНК вызывает отделение РНК-полимеразы от комплекса РНК-ДНК. В E. coli один внутренний сигнал окончания состоит из РНК-прищепки, которая имеет большое количество гуанина и цитозина, а также область с высоким содержанием урациловых нуклеобаз. Для правильной терминации зависимые от фактора терминаторы требуют белков. Одним из примеров является роо-зависимый терминация, общий механизм терминации, обнаруженный в бактериях, который включает в себя связывание белка Rho для удаления РНК-полимеразы из комплекса ДНК-РНК.
A termination signal is a sequence that signals the end of transcription or translation. Termination signals are found at the end of the part of the chromosome being transcribed during transcription of mRNA. Termination signals bring a stop to transcription, ensuring that only gene encoding parts of the chromosome are transcribed. Termination signals play an important role in regulating gene expression since they mark the end of a gene transcript and determine which DNA sequences are expressed in the cell. To address this issue, termination signals can be optimized to increase termination efficiency. Intrinsic termination occurs when a specific sequence on the growing RNA strand elicits detachment of RNA polymerase from the RNA DNA complex. In E. coli, one intrinsic termination signal consists of an RNA hairpin that has high amounts of guanine and cytosine, as well as a region high in uracil nucleobases. Factor dependent terminators require proteins for proper termination. One example is rho dependent termination, a common termination mechanism found in bacteria that involves the binding of Rho protein to remove RNA polymerase from the DNA RNA complex.
Антитерминация
Антитерминация включает в себя ингибирование терминаторов сигнала. РНК-полимераза не может отделиться от РНК в ответ на сигнал окончания, увеличивая экспрессию генов вниз по течению. Антитерминация может происходить различными способами. Некоторые антитерминаторы нарушают сигналы окончания, ингибируя генерацию РНК-прищепки, в то время как другие антитерминаторы представляют собой белки, которые связываются с РНК-полимеразой и заставляют РНК-полимеразу продолжать транскрипцию после сигналов окончания. В зависимости от среды клетки, антитерминация может быть решающей для выживания клетки. Эти антитерминационные механизмы имеют решающее значение, когда клетка находится под стрессом, что позволяет увеличить экспрессию генов, необходимых в тяжелых условиях.
Antitermination involves the inhibition of signal terminators. RNA polymerase is prevented from detaching from the RNA in response to a termination signal, increasing downstream gene expression. Antitermination can occur in a variety of ways. Some antiterminators disrupt termination signals by inhibiting RNA hairpin generation, while other antiterminators are proteins that bind to RNA polymerase and cause RNA polymerase to continue transcription past termination signals. Depending on the environment of the cell, antitermination may be crucial to cell survival. These antitermination mechanisms are crucial when the cell is under stress, allowing for increased expression of downstream genes that are needed under dire circumstances.
Транскрипция
Эффективность терминации РНК-полимеразы T7 составляет около 74%, что создает проблемы, когда РНК-полимераза T7 используется для производства рекомбинантных белков. В этом процессе целевой ген вводится в плазмид и регулируется промотором T7; РНК-полимераза T7 используется для транскрипции целевого гена. Из-за неэффективности терминации прочтение может привести к увеличению регуляции генов, которые могут иметь решающее значение для функции клетки-хозяина. В результате экспрессия селекционных маркеров, расположенных ниже по течению от места вставки целевого гена, и генов, кодирующих регуляторные белки, может быть изменена. Следовательно, для стабильности плазмидов в клетках-хозяевах для правильного производства рекомбинантных белков необходимо правильное прекращение транскрипции. Были проведены исследования для выявления сигналов окончания, которые обеспечивают более высокую эффективность окончания, путем проектирования сигналов окончания из различных компонентов сигналов окончания. Некоторые инженерные сигналы терминации дают эффективность терминации до 99%, что является значительным улучшением по сравнению с эффективностью терминации, связанной с T7 РНК-полимеразой, которая составляет 74%.
Termination efficiency of T7 RNA polymerase is around 74%, which creates issues when T7 RNA polymerase is used to produce recombinant proteins. In this process, the target gene is inserted into a plasmid and is regulated by the T7 promoter; T7 RNA polymerase is used to transcribe the target gene. Due to termination inefficiency, read through can result in increased regulation of downstream genes that may be crucial to host cell function. Selectable marker genes that are downstream of the target gene insertion site and genes that encode regulatory proteins may have altered expression as a result. Hence, proper termination of transcription is needed for plasmid stability in host cells for the proper production of recombinant proteins. Research has been conducted to identify termination signals that yield higher termination efficiency by engineering termination signals from a variety of termination signal components. Some engineered termination signals have yielded a termination efficiency as high as 99%, which is a significant improvement from the native termination efficiency associated with T7 RNA polymerase of 74%.
Перевод
В переводе эффективность завершения зависит от контекста сигнала завершения (стоп-кодон). Традиционно, конечным сигналом для трансляции является последовательность из 3 нуклеобаз, называемая стоп-кодоном. Исследования показали, что нуклеобазы, окружающие стоп-кодон, могут влиять на эффективность терминации. В частности, 4-я основа (нуклеобаза непосредственно после кодона остановки) оказывает значительное влияние на эффективность окончания. В частности, когда нуклеобаза в 4-й позиции является пурином (аденином или гуанином), эффективность окончания улучшается. Пиримидины (цитозин или урацил) в 4-й позиции приводят к снижению эффективности терминации. Было обнаружено, что высокоэкспрессированные гены имеют более высокую эффективность терминации из-за наличия пурина в 4-й позиции.
In translation, termination efficiency is dependent on the context of the termination signal (stop codon). Traditionally, the termination signal for translation is a 3 nucleobase sequence called a stop codon. Research has shown that the nucleobases surrounding the stop codon can impact termination efficiency. Specifically, the 4th base (nucleobase directly following the stop codon) has a significant impact on the termination efficiency. In particular, when the nucleobase at the 4th position is a purine (adenine or guanine), termination efficiency is improved. Pyrimidines (cytosine or uracil) in the 4th position result in lower termination efficiency. It has been found that highly expressed genes have higher termination efficiency due to the presence of a purine in the 4th position.