在宿主细胞中表达基因的质粒通常分为两大类，原核质粒和真核质粒，这取决于它们所包含的功能成分。质粒DNA在原核生物和真核生物系统中都必须转录为RNA, RNA转录过程分为起始、延伸和终止三个阶段。在之前的文章中，我们讨论了启动子的作用在基因转录起始阶段;今天我们将概述转录是如何停止或终止的。继续阅读，了解更多!
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什么是终止和聚腺苷酸化？
终止子（一种基于序列的元件）的作用是定义转录单元（如基因）的末端，并启动从转录机器释放新合成RNA的过程。终止子位于待转录基因的下游，通常直接出现在任何3'调控元件之后，如聚腺苷酸化或聚（A）信号。尽管许多研究将启动子强度作为基因表达水平的决定因素，但终止子在RNA加工中也起着重要作用，并导致RNA半衰期的变异，最终导致基因表达。
多聚腺苷酸化是多个腺嘌呤（A）核苷酸在信使RNA转录本尾部的转录后附加。多聚腺苷酸化的目的和机制因细胞类型而异，但多聚腺苷酸化通常用于促进真核生物中的转录物寿命，并促进原核生物中的转录物降解。
原核终止
原核终止机制分为两大类:rho依赖的和rho独立的。Rho因子是协助RNA聚合酶终止转录的解旋酶。rho依赖的终止子通常不用于基于质粒的表达系统，所以这里不详细说明，但在最后提供了额外的参考文献。
几乎所有常见的细菌表达质粒使用Rho独立终端，包括天然终端，如T7和rrnB，以及工程高效终端，如T0。Rho非依赖性终止也称为内在终止，它依赖于在RNA转录本中形成富含GC的发夹，然后形成弱结合的聚尿嘧啶束，如右图所示。发夹DNA复合物的三级结构被认为会破坏转录复合物的稳定性，从而启动转录物的切割。
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| 图1:90个细菌元素的预测保守二级结构和序列保守的rho独立终止注释。作者:Ppgardne at English Wikipedia, CC By - sa 3.0，https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=39322032 |
虽然一些工程终止子(>95%)在终止模板转录和启动所需的切割事件方面没有100%的效率。然而，在大多数情况下，任何通用的终止符就足够了。许多商业表达载体使用双终止符来减少下游元素不必要的转换。A高亲和力终结者可能需要用于多顺电子结构，其中需要高终止效率以最小化转录读取。Chris Voigt的实验室已经描述了一组原核终止子和沉积了几个Addgene(1)．
原核多聚腺苷酸化
虽然原核生物通常被认为是一种真核生物特有的过程，但它们也会在某些RNA上添加多聚（a）尾。与真核机制不同，真核机制需要一致序列来添加多聚（a）尾，在原核转录本上添加多聚（a）尾是非特异性的，并且可以添加到任何可访问的3'端。聚（A）尾的存在使RNA靶向降解体，降解体含有切割RNA的酶，而RNA不受二级结构保护。据认为，聚（A）s可用于控制调节性RNA的细胞浓度，还可作为质量控制机制，以消除细胞中错误折叠的RNA。
真核终止和聚腺苷酸化
与原核生物只有一个用于转录的RNA聚合酶不同，真核生物有三种RNA聚合酶(聚合酶I、II和III)，每一种都负责转录不同类型的RNA:聚合酶I负责核糖体RNA，聚合酶II负责mRNA和miRNAs，聚合酶III转录tRNA和其他短RNA。虽然对真核终止的研究不如原核终止那么深入，但人们已经了解了真核终止的基本过程，并且已经注意到每一种真核RNA聚合酶的终止都是不同的。例如，聚合酶III依赖特定的序列和RNA二级结构来诱导转录本切割，类似于在原核生物中发现的rho独立终止。这与聚合酶I和II不同，后者都需要终止因子的结合。尽管两者都依赖终止因子，聚合酶I和II使用不同的机制终止转录。聚合酶我使用一个过程类似于原核Rho-dependent机制,而更为复杂和涉及两个RNA聚合酶II终止polymerase-associated蛋白质,CPSF CstF,负责招聘的乳沟和聚腺苷酸化酶,在一个似乎和polyadenlyation夫妇终止的过程。
哺乳动物表达质粒主要用于产生mRNA，常用的哺乳动物终止子（SV40、hGH、BGH和rbGlob）包括序列基序AAAAA，其促进多聚腺苷酸化和终止。在列出的这些基因中，SV40晚期polyA和rbGlob-polyA被认为在终止转录方面更有效，因为存在额外的辅助序列（2-3）。
如上所述，聚合酶II转录本(以及mrna)的终止和聚腺苷酸化是协调的过程。在共识基序和下游富含gu的区域(如下图所示)之间的切割释放mRNA从聚合酶和创建一个自由的3'端，现在可以用于聚腺苷酸化。poly(A)尾的添加对mRNA的稳定性、防止降解非常重要，并且对核输出和翻译过程也是不可或缺的。
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| 图2:保守的真核生物聚腺苷酸化信号指示剪切信号，并在mRNA转录本上添加poly-A尾巴。阿伦雷金纳德在en。维基百科，CC BY-SA 3.0，https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=17554393 |
哺乳动物poly(A)信号与某些病毒包装系统的结合已经被认为可以降低病毒滴度，但提高转录本寿命，因此应该小心处理(4). 因此，病毒载体通常使用其他非聚（A188完整比分直播）转录物稳定和核输出元件，如WPRE（5）和CTE（6），和/或使用较弱的多边形（A）信号，如BGH。
参考文献
- peter JM, Vangeloff AD, Landick R.细菌转录终止子:RNA 3 '端编年史。分子生物学杂志. 2011PMID:21439297. 公共医学中心PMCID：PMC3622210．
- Schek N, Cooke C, Alwine JC。猴病毒40晚期聚腺苷酸化信号上游效率元件的体外分析分子和细胞生物学. 1992PMID: 1333042. 公共医学中心PMCID：PMC360476．
- 吉尔A，普罗德富特新泽西州。AAUAAA下游的位置依赖序列元件对于兔-球蛋白mRNA 3'端形成是必需的。细胞。1987.PMID: 3568131．
- 黑格S，帧调频，柯林斯AT，伯恩斯杰，新泽西州梅特兰。内部多聚腺苷酸化信号显著增加慢病毒传递的转基因的表达水平，但有可能以启动子依赖的方式降低病毒滴度。嗡嗡声其他基因。2008.PMID: 18627247
- 扎弗里·R、多内罗·杰、特罗诺·D、霍普·TJ。土拨鼠肝炎病毒转录后调节元件增强逆转录病毒载体传递的转基因表达。188完整比分直播病毒学杂志．1999.PubMedPMID:10074136. 公共医学中心PMCID：PMC104046．
- Wodrich H, Schambach A, Kräusslich H- g。Mason-Pfizer猴病毒组成RNA转运元件的多个拷贝导致HIV-1 Gag在环境依赖方式下的表达增强。核酸研究．2000.PubMedPMID:10648781. 公共医学中心PMCID：PMC102582．
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