Tłumienie transkrypcji występuje, gdy transkrypcja RNA zostaje przedwcześnie zakończona z powodu tworzenia struktury spinki do włosów terminatora mRNA. Bakterie wykorzystują te spinki do włosów do regulowania procesu transkrypcji i kontrolowania syntezy kilku aminokwasów, w tym histydyny, lizyny, treoniny i fenyloalaniny. Tłumienie transkrypcji zachodzi w niekodujących regionach mRNA.
Istnieje kilka różnych mechanizmów wykorzystywanych do tłumienia transkrypcji. W tłumieniu transkrypcji za pośrednictwem rybosomów ruch rybosomu na transkryptie jest zatrzymany lub postępuje do przodu w zależności od dostępności tRNA naładowanych określonym aminokwasem. Wysokie stężenia aminokwasów pozwalają rybosomowi poruszać się do przodu, co prowadzi do powstania struktury terminatora; Niedobór aminokwasu hamuje pracę rybosomu i powoduje powstawanie struktury antyterminatorowej. Operon trp u E. coli, omówiony poniżej, jest dobrym przykładem tego typu mechanizmu. Tłumienie transkrypcji za pośrednictwem tRNA, obserwowane w operonie trp Lactococcus lactis, zależy od interakcji RNA-RNA. Gdy nienaładowane tRNA są obecne w wystarczającej liczbie, bezpośrednio wiążą się z mRNA i stabilizują strukturę antyterminatora. Wiadomo również, że w tłumieniu transkrypcji pośredniczą białka, takie jak znajdujące się w operonie bgl (beta-glukozyd) w E. coli.Obejmuje to interakcję RNA – białko, w której białko wiąże się z transkryptem i reguluje tworzenie struktury antyterminatorowej. Niedawno odkryto inny mechanizm tłumienia transkrypcji, w którym zaobserwowano, że małe metabolity, takie jak tiamina, regulują transkrypcję poprzez bezpośrednie wiązanie się z niekodującymi segmentami mRNA, znanymi również jako ryboprzełączniki. Ryboprzełączniki mogą tworzyć strukturę terminatorową lub antyterminatorową w zależności od stężenia i charakteru metabolitu.
Trp Operon
Operon trp w E. coli zawiera 140 sekwencji liderowej nukleotydów przed pierwszym genem strukturalnym. Ta sekwencja wiodąca ma cztery odrębne segmenty – od 1 do 4 – i reguluje transkrypcję genów strukturalnych znajdujących się w dalszej kolejności. Segment 1 może tworzyć strukturę spinki do włosów z segmentem 2. Ta struktura 1-2 spinki do włosów jest znana jako struktura pauzy, ponieważ podczas transkrypcji zatrzymuje polimerazę RNA, dopóki rybosom nie zwiąże nowo przepisanego RNA. To synchronizuje transkrypcję i translację u bakterii. Gdy stężenie tryptofanu jest niskie, między segmentami 2 i 3 tworzy się struktura spinki do włosów, znana jako struktura antyterminatorowa. Ta struktura antyterminatorowa umożliwia ciągłą transkrypcję genów znajdujących się w dalszej części łańcucha, które wytwarzają enzymy do syntezy tryptofanu. W przeciwieństwie do tego, gdy stężenia tryptofanu są wystarczające, między segmentami 3 i 4 tworzy się struktura spinki do włosów, zwana strukturą terminatora. Wraz z serią zasad uracylu, które następują, struktura terminatora powoduje dysocjację polimerazy RNA od nici RNA i matrycy DNA, co prowadzi do zakończenia transkrypcji.
