転写 (生物学)
mRNAの3'末端側に連続したDNAとのA-U塩基対が作成され、その結合の弱さから自然にmRNAがDNAから離れていく。同時にコア酵素もゲノムDNAから離脱する。
ただし、リボソームと結合し、セントラルドグマにおける次の段階の翻訳を受けているものとは結合できない。細菌では転写と翻訳は密に連携し、伸長がまだ終わっていなくてもポリメラーゼから出てきた転写産物はすぐに翻訳を始められる。したがって、ρが集結するのは、遺伝子やオペロンの末端を過ぎても転写が続いている転写産物だけである。
6つのサブユニットは全てATPアーゼである。この活性により、必要以上に長くなってしまった転写産物に結合したときエネルギーが供給され、回転しながら5’から3’へと進む。ターミネーターのヘアピン構造形成で停止したRNAポリメラーゼに追いつくと、転写産物を放出させる。具体的な終結の過程はまだ断定されていない。1987年にテリー・プラットはρ因子がRNA-DNAヘリカーゼ活性を持つことを発見したので、一説では、RNAポリメラーゼと接触したときに二重らせんをほどいて放出させるとする。ほかには、RNAポリメラーゼを後ろから押して転写産物から離すとする説や、RNAポリメラーゼの立体構造を変化させるとする説がある。
RNAポリメラーゼが遺伝子配列の転写を終えても反応は終わらない。転写を確実に終わらせるために、遺伝子配列の下流に存在する逆方向反復配列 inverted repeats は転写された時、RNAポリメラーゼに干渉する。この遺伝子配列を写し取ったRNA領域は補塩基同士を結合させてステムループ構造 stem-loop (ヘアピン構造 hairpin loop )を作るが、これが転写終結のカギである。大腸菌の終結の方法は次の2つ。
真核生物のDNAはヒストンという蛋白に巻きついている (ヌクレオソーム)。一般的にはヒストンがアセチル化されることでクロマチン構造がゆるみ、結果として発現が活性化される。また、ショウジョウバエなどのGAGA因子と呼ばれるタンパク質はDNAに結合し、その周辺のクロマチン構造を変化させる。NAP-1がヒストンをDNAに貼り付け、ACFがそれを移動させて一定間隔にする。
細菌ではHUタンパクがDNAと結合し核様体を形成するがクロマチン構造はとらない。
一方多くの古細菌はヒストンを持ち、DNAが巻きついてクロマチン様構造をとっている。
DNAと結合してないとき、領域1.1はホロ酵素の活性中心溝にあり、開放型複合体にある鋳型鎖の通り道を塞ぐ。DNAと同様に負に荷電しているため、DNAと結合するため強い正荷電の活性中心溝で擬態した分子 molecular mimic として振る舞うためである。移動による開放でDNAは入れるようになる。
3のRNA合成は伸長段階でのそれと比べ、次に紹介する2つの理由により複雑な過程を経る。ほとんどの転写はAから始まるが、合成された直後にこれを支えるのはDNAとの2本の弱い水素結合だけである。このためホロ酵素は1番目と2番目のリボヌクレオチドを、次に来るNTPが化学攻撃できる状態で固定しなければならない。常に同じリボヌクレオチドから始まるのはホロ酵素が特異的に結合するためであろう。
第二の理由は転写開始の失敗 abortive initiation である。開始段階で10nt以上のRNAが合成されるが、しばしばホロ酵素はこれに満たないRNAを放出して、最初から合成をやり直す。放棄された転写産物をアボーティブ転写産物 abortive transcripts といい、この実りのない(意義はよくわかっていない)過程を繰り返さなければ次の伸長段階へと移れない。この間にホロ酵素がどのようにDNA上を移動しているかははっきりしておらず、3つのモデルが提唱されている。