7.2.ábra. A Rat1 funkciója a transzkripciós termináció Torpedó mechanizmusában. A) a kialakulóban lévő pol II mRNS transzkripciót a hasítási és poliadenilezési specificitási faktor (CPSF) Ysh1 komponense cotranscriptionally hasítja. Az így kapott, monofoszforilált 5′-végű downstream RNS a Rat1/Rai1 gyors lebomlásának szubsztrátja, amelyet Pcf11 és Rtt103 fehérjékkel a Ser2-foszforilált CTD-vel kölcsönhatásba lépve toboroztak a Pol II komplexbe. A nyúlási komplex destabilizálódik, amikor Rat1 / Rai1 utoléri a polimerázt. A Rat1-függő terminációt a Sen1 helikáz stimulálja, amely kölcsönhatásba lép az Rpb1 nagy Pol II alegységgel, és megkönnyíti a Rat1 toborzását. B) az újonnan szintetizált pre-rRNS-t az rnt1 endonukleáz kotranszkripciósan hasítja, és az így kapott 3′ – terméket a Rat1/Rai1 bontja le, amely torpedózza A Pol I-t.a hatékony Pol I végződéshez az Nsi1 és/vagy Reb1 kötése is szükséges a T1 terminátornál (zöld doboz), ami a polimeráz szüneteltetését okozza, a Pol I-specifikus rpa12 alegység és a helikáz Sen1, amely az rDNS-hez kapcsolódik és közvetlenül kölcsönhatásba lép az Rnt1-vel. (Lásd a színes lemez részt a könyv hátulján.) A hatékony Pol I végződéshez az Nsi1 és/vagy Reb1 kötése is szükséges a T1 terminátornál (zöld doboz), ami a polimeráz szüneteltetését okozza, a Pol I-specifikus rpa12 alegység és a helikáz Sen1, amely az rDNS-hez kapcsolódik és közvetlenül kölcsönhatásba lép az Rnt1-vel.

a későbbi munkák során kiderült, hogy az élesztőben a Rat1 és az emberekben az Xrn2 felelős a torpedó aktivitásáért, és hogy egyik enzim, valamint az élesztőben a Rat1 aktivátor Rai1 hiánya végződési hibához vezet, amely kiterjedt transzkripciós leolvasásként nyilvánul meg. Az is lehetséges, hogy egy növényi Rat1 homológ, Arabidopsis AtXRN3, transzkripciós terminációs tényezőként működik, hasonlóan a Rat1/Xrn2-hez. A nagy áteresztőképességű megközelítések nem kódoló transzkriptumok felhalmozódását mutatták ki az mRNS és a mikroRNS (miRNS) gének 3 ‘ -végéből az xrn3 knockdown mutánsban, ami megfelelhet a transzkripciós leolvasható molekuláknak . Így az AtXRN3 részt vehet egy globális RNS 3 ‘ – end megfigyelésben Torpedó végződtetési tevékenysége eredményeként.

A Torpedó mechanizmusa a Rat1 exonukleáz katalitikus aktivitásától függ, nem csupán a jelenlététől . A Rat1/Xrn2 monofoszforilált RNS szubsztrátja az mRNS szintézis során a poliadenilezési helyen az mRNS 3′-végképző gép által végzett kotranszkripciós hasítás (CoTC) eredményeként jön létre. Pontosabban, ezt az eljárást a CF II élesztőben lévő Ysh1 komponense vagy az emberi hasítási és poliadenilációs specificitási faktor (CPSF) megfelelő CPSF-73 alegysége hajtja végre (lásd Ref. ). Két tényezőt javasoltak a hatékony felmondás elősegítésére: a poli(a) jel erőssége és az exonukleáz hatása, amely lebontja az 5′ hasítási terméket, ami megkönnyíti a polimeráz szüneteltetését a poli(A) helytől lefelé, és elősegíti annak felszabadulását . Másrészt a károsodott Rat1-függő termináció nem szünteti meg a megfelelő poli (A)-hely felismerést és az mRNS hasítást .

további Rat1/Xrn2 belépési helyek keletkezhetnek autokatalitikus CoTC-n keresztül a poli(a) hely után emlősökben vagy endonukleolitikus hasítás rnt1 élesztőben . Ez utóbbi esetet a fehérje-kódoló gének hibabiztos terminációs mechanizmusaként jelentették, amely az nrd1/Nab3/Sen1 komplex (NRD) által közvetített útvonallal együtt biztonsági mentési módot biztosít a Pol II felszabadulásához.

bár Rat1 / Xrn2 szükséges a hatékony Pol II-terminációhoz, a Rat1 in vitro nem váltja ki a terminációt, és 5′-3′ bomlási aktivitása nem elegendő a polimeráz disszociáció in vivo elősegítéséhez. Következetesen, a magra célzott xrn1 élesztő képes a kialakulóban lévő RNS kotranszkripciós lebomlására, de nem menti meg a Rat1 hiány okozta végződési hibákat. Ezek a megfigyelések azt sugallják, hogy a polimerázhoz felzárkózó exonukleáz szükséges, de nem elegendő a megnyúlási komplex destabilizálásához, és hogy a torpedó mechanizmusának egy további eleme működik a termináció során. Feltételezték, hogy egy Rat1 egyedi tulajdonság, a kiterjesztett torony domén, amely nincs jelen az Xrn1 fehérjékben, felelős lehet A végződési tulajdonságaiért . Elképzelhető, hogy a torony tartomány bizonyos módosításokon megy keresztül, vagy interfészként szolgál a terminációt fokozó tényezőkkel való interakciókhoz. A Rat1-függő terminációt stimuláló tényezők egyik lehetséges jelöltje az RNS helikáz Sen1, amely az élesztőben nem kódoló RNS-ek terminációs útjának kulcsfontosságú eleme (lásd alább), amely szintén hozzájárul a fehérje-kódoló gének megszűnéséhez, a legerősebb hatással a rövidebb mRNS-ekre . A Sen1 az N-terminális doménjén keresztül lép kölcsönhatásba a legnagyobb Pol II alegységgel, az Rpb1-gyel, és a sen1 helikáz aktivitása rontja a genom egészére kiterjedő Pol II eloszlást a kódoló és nem kódoló gének felett . Kimutatták, hogy az emberi Sen1 homológ, a Senataxin közvetlenül elősegíti az Xrn2 által közvetített transzkripciós terminációt az RNS:DNS-hibridek (R-hurkok) feloldásával, amelyek a megnyúló Pol II mögött képződnek, főleg a g-gazdag szünethelyeken a poli(A) helytől lefelé . Ez az aktivitás megkönnyíti az Xrn2 hozzáférését a poli (A) 3.hely hasítási termékeihez, így hozzájárul a torpedó exonukleáz toborzásához. Úgy gondolják, hogy a sen1 élesztő hatásmechanizmusa hasonló .

megválaszolatlan kérdés az, hogy a Rat1 hogyan kerül felvételre a megnyúló polimerázba. Számos megfigyelés támasztja alá a Rat1 asszociációt a Pol II C-terminális doménnel (CTD) kölcsönhatásban lévő fehérjék révén, nevezetesen az IA (CFIA) élesztő hasítási faktor Pcf11 alegysége és az Rtt103 (a Ty1 transzpozíció szabályozója 103) révén. A Rat1 és a Rai1 jelen van a promoterek és a kódoló régiókban, erős dúsítással a gének 3′-végein. Kimutatták, hogy a Rat1 és a Pcf11 közötti funkcionális kölcsönhatás megkönnyíti mindkét tényező kölcsönös corecruitment-jét: a Rat1 összekapcsolja a terminációt a 3′-end képződéssel azáltal, hogy ösztönzi a 3′ – end feldolgozási tényezők, különösen a Cfia Pcf11 és Rna15 alegységek toborzását, míg a Pcf11 hozzájárul a Rat1 asszociációhoz a poly(A) oldalon . Kimutatták továbbá, hogy a humán Pcf11 fokozza a kialakuló RNS lebomlását és elősegíti a transzkripció megszűnését . Az rtt103, amely szintén a gének 3′-végéhez közel helyezkedik el, a Rat1, Rai1 és Pcf11-gyel kopurizálódik, és a Pcf11-gyel együtt kooperatív módon felismeri a megnyúló Pol II Ser2-foszforilált CTD-jét . Másrészt a rat1 gének feletti eloszlása nem változik az Rtt103 hiányában . Ezenkívül a Rat1 a Pol I által is megszünteti a transzkripciót, amelyből hiányzik a CTD, ami arra utal, hogy a Rat1 toborzás más mechanizmusokon keresztül is előfordulhat. Valójában a hXrn2 asszociációját a p54nrb/PFS (protein-associated splicing factor) közvetítette, amelyek a transzkripcióban, splicingben és poliadenilezésben részt vevő multifunkcionális fehérjék . A p54nrb/PFS szerepe a Pol II transzkripció végződésében a C. elegans-ban is bebizonyosodott.

az mRNS-ek mellett A Pol II a nem kódoló átiratok széles skáláját szintetizálja, beleértve a kis nukleáris RNS-eket és snornákat, valamint számos instabil RNS-t. Az élesztőben ezeknek a viszonylag rövid fajoknak a transzkripciója főként egy alternatív NRD komplex segítségével fejeződik be, amely az NRD1 és Nab3 RNS-kötő fehérjékből, valamint az ATP-függő helikáz Sen1-ből áll . Mivel ez a mechanizmus valószínűleg nem jár kotranszkripciós endonukleolitikus hasítással, a Sen1 RNS:DNS hibrid-lazító aktivitás, amelyről azt gondolják, hogy elengedhetetlen a polimeráz disszociációhoz, talán a bakteriális Rho DNS–RNS helikázhoz hasonló módon. A Rho valószínűleg destabilizálja a nyúlási komplexet azáltal, hogy transzlokálja és eltávolítja a kialakuló RNS-t a polimerázból . Egy alternatív, alloszterikus modell azt állítja, hogy a Rho betölti a polimerázt, és átrendeződéseket indukál az enzim aktív helyén a terminációs helyeken . Mindkét hatásmód jól alkalmazható a Sen1 helikáz esetében.

bár a Rat1-et snorna génekbe, különösen intronikusokba toborozzák, a snoRNA transzkriptumainak NRD-függő megszűnése nem romlik, ha hiányzik, ezért azt javasolták, hogy vegyen részt néhány korai felmondási eseményben . Továbbra is lehetséges azonban, hogy a Rat1 Torpedó mechanizmus hozzájárulhat a snornas, például az U3 vagy az snR40 transzkripciós befejezéséhez, amelynek 3’végét az Rnt1 hasítás szabadítja fel, amely a Rat1 támadás fennmaradó születő 5′-végét teszi ki .