ИСТИНА

Синтез РНК бактериальной РНК-полимеразой (РНКП) происходит неравномерно. В процессе элонгации транскрипции РНКП способна узнавать специфические сигналы, запрограммированные в ДНК, что приводит к временным остановкам синтеза –транскрипционным паузам. Такие паузы могут играть регуляторную роль в экспрессии клеточных генов и развитии инфекционного процесса бактериофагов и вирусов, имеющих важное медицинское значение. Однако, молекулярные механизмы образования пауз до сих пор остаются не ясными. Одним из самых хорошо изученных типов пауз являются паузы, вызываемые формированием шпильки в РНК и играющие роль в аттенуации транскрипции, в частности, his-паузы, сигналы которых находятся в опероне биосинтеза гистидина у энтеробактерий. В процессе транскрипции РНКП расплетает цепи ДНК, чтобы использовать одну из них в качестве матрицы для синтеза РНК. Проведенные недавно структурные исследования транскрипционного комплекса РНКП Thermus thermophilus также выявили специфические взаимодействия РНКП с нематричной цепью ДНК в расплетённом участке. В частности, район fork-loop2 (FL2) РНКП способен специфически связывать остаток гуанина нематричной цепи спереди от активного центра. Чтобы установить возможную регуляторную роль таких взаимодействий, в данной работе мы исследовали влияние аминокислотных замен в районе FL2 РНКП Escherichia coli на узнавание сигналов транскрипционных пауз и на другие стадии транскрипции. Нами было показано, что остаток гуанина в +1 положении сигнала his-паузы (то есть, в положении, которое еще не было прочитано РНКП) важен для формирования паузы. Замены в районе FL2 также влияют на формирование паузы, причем некоторые из замен нарушают узнавание остатка гуанина в +1 положении. Это говорит о том, что узнавание данного остатка в нематричной цепи ДНК районом FL2 вносит вклад в узнавание сигналов пауз, дополнительно к узнаванию РНК-шпильки другими частями РНКП. Кроме того, мы показали, что некоторые мутации в районе FL2 приводят к снижению стабильности промоторных комплексов РНКП, влияют на эффективность ухода РНКП с промотора, изменяют скорость элонгации транскрипции и эффективность терминации. Проведённые исследования in vivo демонстрируют, что некоторые из исследованных мутантных РНКП не способы обеспечивать нормальный рост клеток E. coli. Таким образом, наши данные позволяют полагать, что контакты между нематричной цепью ДНК и районом FL2 имеют значение на всех стадиях транскрипции. Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 14-04-01696.