Atenuação de transcrição em procariontes

A atenuação transcricional é a terminação inicial da transcrição para impedir a expressão do gene downstream. Esta é uma de várias estratégias que as bactérias usam regular a síntese de biomoléculas de acordo com suas necessidades metabólicas. A atenuação transcricional foi identificada primeiramente em E.coli no operão trp.

O operão contém um promotor e operador, bem como cinco genes, trpA até E, que codificam para enzimas exigidas para a síntese de triptofano. Antes do primeiro gene, trpE, o operão trp tem uma sequência líder, que codifica mRNA com quatro segmentos distintos, numerados de 1 a 4. Um anti terminador de transcrição forma um segmento 3 dobra em uma estrutura de hairpin com segmento 2.

Alternativamente, um terminador da transcrição ocorre quando o segmento 3 forma uma estrutura do hairpin com segmento 4, permitindo que o segmento 2 forme um hairpin com segmento 1 preferivelmente. Em bactérias, transcrição e tradução podem ocorrer simultaneamente. Assim que a extremidade cinco-prime do RNA mensageiro é sintetizada pela RNA polimerase, um ribossoma pode ligar e começar a síntese de proteínas.

O segmento 1 do operão trp contém dois codões de triptofanos. Quando o ribossoma encontra estes codões e níveis elevados de triptofano estão presentes, tRNA-triptofílico, que é tRNA carregado com triptofano, se ligará rapidamente aos codões, permitindo que os ribossomas continuem a avançar. Quando o ribossoma atinge o segmento 2, este segmento não estará disponível para ligar ao segmento 3.

O segmento 3 irá então formar o hairpin terminador com segmento 4. Este terminador faz RNA polimerase se separar do modelo de DNA e parar de sintetizar o mRNA em crescimento. Isso assegura que os genes necessários para a síntese de triptofano não são transcritos quando triptofano está prontamente disponível.

No entanto, se os níveis de triptofano são baixos, não haverá suficiente tRNA-triptofílico para ligar aos codões no segmento 1. Isto irá resultar na paragem do ribossoma nestes codões. Agora o segmento 2 irá formar o hairpin anti terminador com segmento 3, e o hairpin terminador não pode se formar entre os segmentos 3 e 4.

A ausência do terminador permite que a RNA polimerase continue sua transcrição do operão trp.