Terminatorstrukturen

Terminatorstrukturen bezeichnet man RNA-Strukturen, die das Termination der Transkription durch RNA-Polymerase beeinflussen oder bewirken. Sie sind besonders gut in Bakterien erforscht und spielen eine zentrale Rolle bei der Regulierung der Genexpression. Es lassen sich zwei Haupttypen unterscheiden: intrinsische (ρ-unabhängige) Terminatoren und ρ-abhängige Terminatoren.

Intrinsische Terminatoren bestehen typischerweise aus einer GC-reichen, palindromischen Folge, die in der translatierten RNA eine stabile Haarnadelstruktur bildet, gefolgt von einer kurzen, uridylreichen Sequenz. Die Haarnadelstruktur verursacht eine Pause der RNA-Polymerase; die schwachen RNA-DNA-Wirtse-Basen (A-U) begünstigen das Dissoziieren der Transkriptionskomplexe, was zum Abbruch der Transkription führt.

ρ-abhängige Terminatoren benötigen das Helikaseprotein Rho. Es bindet an Rut-Sites in der RNA und transloziert ATP-abhängig in Richtung der elongierenden Polymerase. Erreicht Rho die Transkriptionsstelle, kommt es zum Abbruch des Transkripts, häufig durch Destabilisierung des Transkriptionskomplexes. Im Gegensatz dazu benötigen intrinsische Terminatoren keine zusätzlichen Proteine.

Verbreitung und Nachweis: Intrinsische Terminatoren sind in vielen Bakterien weit verbreitet. Ihre Erkennung erfolgt oft durch Sequenzmuster (invertierte Wiederholungen mit kurzem Spacer gefolgt von U-Tracts) und experimentelle Bestätigung durch In vitro-Transkriptionsassays oder RNA-sequencing, das Transkriptionsstopps zeigt. ρ-abhängige Terminatoren werden durch das Vorhandensein von Rut-Sites und durch Rho-Aktivität identifiziert.

Funktion und Relevanz: Terminatorstrukturen verhindern Read-through in Operons, regulieren die Genexpression und können als modulare Elemente in der Genregulation wirken. In der Biotechnologie werden terminatorische Elemente genutzt, um unerwünschten Transkriptionsfluss zu stoppen.