转录终止

RNA聚合酶如何识别转录单元的末端，停止合成，并从模板中释放已完成的RNA和自身。

Definition

转录终止是RNA聚合酶在转录单元末端停止RNA合成的过程，响应特定的终止信号，从DNA模板中释放已完成的转录本和聚合酶。

Scope

本主题涵盖了终止转录的信号和机制。在细菌中，它将内在（不依赖因子）终止（由RNA发夹和聚尿苷束驱动）与Rho依赖性终止进行对比。在真核生物中，它将蛋白质编码基因的终止与3'端裂解和聚腺苷酸化联系起来。它将终止视为转录的最后一步；已释放转录本的成熟在RNA加工中涵盖。

Core questions

• 什么信号告诉RNA聚合酶停止？
• RNA发夹如何在细菌中引起不依赖因子的终止？
• Rho因子在Rho依赖性终止中起什么作用？
• 真核基因的终止如何与3'端加工相关联？

Key theories

内在（不依赖因子）终止

新生RNA中的自互补序列折叠成稳定的发夹结构，随后是一段尿苷序列，这会使延伸复合物不稳定，并导致聚合酶在不需要辅助蛋白的情况下释放转录本。

因子依赖性终止

在Rho依赖性终止中，Rho蛋白结合RNA并沿其转运以捕获并解离聚合酶，而真核生物的终止则与转录本的裂解和聚腺苷酸化偶联。

Mechanisms

在细菌内在终止中，GC富集倒置重复序列的转录会在富含尿苷的片段上游产生一个RNA发夹；弱的rU–dA杂合体加上发夹会使暂停的延伸复合物不稳定，从而释放聚合酶和RNA。在Rho依赖性终止中，Rho解旋酶在识别位点加载到RNA上，并向聚合酶移动，利用其活性在下游暂停处解离复合物。在真核蛋白质编码基因中，聚腺苷酸化信号的识别会触发转录本的裂解，并通过相关因子最终释放聚合酶。

Clinical relevance

未能正确终止可能会产生异常或通读转录本，这些转录本与疾病有关，终止机制在基因调控方面也受到研究；此处作为意义提供，而非临床指导。

History

20世纪60年代和70年代对细菌转录的研究区分了内在终止和Rho依赖性终止，后来的工作将真核生物终止与3'端加工机制联系起来，形成了今天所教授的双重图景。

Key figures

• Jeffrey Roberts
• Peter von Hippel

Seminal works

• watson2013
• lodish2016

Frequently asked questions

细菌和真核生物终止转录的方式相同吗？

不完全相同。细菌使用内在的发夹驱动终止和Rho依赖性终止，而真核生物蛋白质编码基因的终止与裂解和聚腺苷酸化相关联。

什么是终止子？

一种DNA序列，其转录本或上下文向聚合酶发出停止信号；在细菌中，它通常编码一个RNA发夹，后跟一段富含尿苷的序列。