Regulacija transkripcije pri arhejah

Regulacija elongacije

Ko se iniciacija zaključi in elongacije prične, se RNA-polimeraza (v nadaljevanju RNAP) konformacijsko spremeni, pride tudi do izmenjave regulatornih faktorjev. Najverjetnejša razlaga za ta pojav je pojav nascentnega prepisa, ki vpliva na vzpostavitev stabilnega elongacijskega kompleksa. Samih poznanih elongacijskih faktorjev je doslej zelo malo, odkrita sta bila samo dva. Prvi izmed njiju je faktor Spt5, ki je univerzalno ohranjen, najpogosteje ga najdemo v kompleksu s Spt4, odgovornim za stabilizacijo Spt5-RNAP interakcij. Drug je transkripcijski faktor S (TFS), ki kaže homolognost s C-končno domeno evkariontskega TFIIS in funkcijsko analognost GreA/GreB v bakterijah. GreA in GreB sta cepitvena faktorja, ključna za cepitev tri do devet nukleotidov nascentnega prepisa na 3’ koncu. S tem omogočata nadaljevanje elongacije s cepljenega konca. Glede na veliko količino deljenih mehanizmov med evkarionti in arhejami je zelo nenavadno, da slednje v genomu ne vsebujejo kakršnihkoli kompleksov za posttranslacijske modifikacije transkripcijskega kompleksa ali za modifikacije kromatina. Transkripti tudi niso zaščiteni na koncih, ne potrebujejo izvenjedrnega transporta in so brez intronov.

Spt5

Prej omenjen Spt5 je homolog bakterijskemu NusG, sestavljata ga dve domeni. NusG N-končna domena (NGN), ki interagira s Spt4 in vsebuje hidrofobno depresijo, s katero interagira vponka na RNAP, in C-končna Kyepides-Ouzonis-Woese (KOW) domena, katera se za razliko od evkariontov pri arhejah ponovi le enkrat. Slednja ima visoko afiniteto za enoverižno RNA. Interakcije med Spt5 in RNAP niso nujne za elongacijo, a jo vseeno močno ojačajo, specifično z vplivom na procesivnost in hitrost elongacije. Razlog za vpliv leži v stabilizaciji vponske domene, ki dalje stabilizira DNA-RNA hibrid med transkripcijo. NGN ima prav tako stik z že prebranimi aminokislinskimi ostanki, kar onemogoča potovanje RNAP v obratni smeri. Spt5 lahko ima tako pozitiven kot negativen vpliv na hitrost elongacije, lahko jo tudi začasno prekine, glede na potrebe organizma. Za razliko od NGN KOW domena nima znanih partnerjev za interakcije ob sami RNA. Možna neodkrita vloga leži v interakcijah s terminacijskimi faktorji, na kar nakazuje NusG-KOW domena pri bakterijah.

Domene RNAP

Strukturo RNAP lahko opišemo s tremi glavnimi domenami: jedro, vponka in pecelj. Najzanimivejša od teh je domena peclja, ki je ne najdemo pri bakterijski RNAP. Najverjetnejša razlaga za njeno funkcijo je vezava raznih transkripcijskih faktorjev na RNAP za regulacijo njene aktivnosti. Vezava omenjenih faktorjev je ključna za sprožitev intramolekularnih gibanj encima, nujnih za prehod med raznimi fazami transkripcije. Prvi opisi domene so predvidevali, da bo domena peclja močno sterično ovirala vponsko, vendar kristalografska analiza potrjuje, da zaradi koordiniranega gibanja vponke in peclja temu ni tako. Pomembna je tudi funkcija vponke, ki s svojim gibanjem med iniciacijo odpre glavni kanal RNAP, kar olajša vhod in izhod dvoverižne DNA, z zaprtjem pa prepreči pobeg DNA-RNA hibrida. Na konformacijo vplivajo transkripcijski faktorji. Prej omenjen TFE vstopi v stik z obema domenama in vponko pričvrsti v odprt položaj, kar je ključno za iniciacijo, nato tekom elongacije iz encima privre RNA, ki interagira z domeno peclja in sterično trči s TFE, kar vodi do njegove disociacije. Potek dogodkov omogoči vezavo Spt5, ki pomaga encimu vzdrževati odprto konformacijo in s tem zagotavlja procesivnost med elongacijo.