La iniciación abortiva , también conocida como transcripción abortiva , es un proceso temprano de la transcripción genética en el que la ARN polimerasa se une a un promotor de ADN y entra en ciclos de síntesis de transcripciones cortas de ARNm que se liberan antes de que el complejo de transcripción abandone el promotor. Este proceso ocurre tanto en eucariotas como en procariotas . La iniciación abortiva se estudia típicamente en las ARN polimerasas T3 y T7 en bacteriófagos y en E. coli .
La iniciación abortiva ocurre antes de la eliminación del promotor . [1]
La iniciación abortiva es un proceso normal de transcripción y ocurre tanto in vitro como in vivo . [2] Después de cada paso de adición de nucleótidos en la transcripción inicial, la ARN polimerasa, de manera aleatoria, puede continuar en la vía hacia el escape del promotor (iniciación productiva) o puede liberar el producto de ARN y revertir al complejo abierto ARN polimerasa-promotor (iniciación abortiva). Durante esta etapa temprana de la transcripción, la ARN polimerasa entra en una fase durante la cual la disociación del complejo de transcripción compite enérgicamente con el proceso de elongación. El ciclo abortivo no es causado por una unión fuerte entre el complejo de iniciación y el promotor. [3]
Durante muchos años, el mecanismo por el cual la ARN polimerasa se mueve a lo largo de la cadena de ADN durante la iniciación abortiva permaneció esquivo. Se había observado que la ARN polimerasa no escapaba del promotor durante la iniciación de la transcripción, por lo que se desconocía cómo la enzima podía leer la cadena de ADN para transcribirla sin moverse corriente abajo . En la última década, los estudios han revelado que la iniciación abortiva implica el aplastamiento del ADN, en el que la ARN polimerasa permanece estacionaria mientras desenrolla y tira del ADN corriente abajo hacia el complejo de transcripción para pasar los nucleótidos a través del sitio activo de la polimerasa, transcribiendo así el ADN sin moverse. Esto hace que el ADN desenrollado se acumule dentro de la enzima, de ahí el nombre de "aplastamiento" del ADN. En la iniciación abortiva, la ARN polimerasa rebobina y expulsa la porción corriente abajo del ADN desenrollado, liberando el ARN y volviendo al complejo abierto ARN polimerasa-promotor; Por el contrario, en la iniciación productiva, la ARN polimerasa rebobina y expulsa la porción anterior del ADN desenrollado, rompiendo las interacciones entre la ARN polimerasa y el promotor, escapando del promotor y formando un complejo de elongación de transcripción. [1] [4]
Un artículo de 2006 que demostró la participación del aplastamiento del ADN en la transcripción inicial propuso la idea de que el estrés incurrido durante el aplastamiento del ADN proporciona la fuerza impulsora tanto para la iniciación abortiva como para la iniciación productiva. [4] Un artículo complementario publicado el mismo año confirmó que el aplastamiento detectable del ADN ocurre en el 80% de los ciclos de transcripción, y en realidad se estima que es del 100%, dada la limitación de la capacidad para detectar el aplastamiento rápido (el 20% de los aplastamientos tienen una duración de menos de 1 segundo). [1]
Un artículo de 2016 mostró que la compresión del ADN también ocurre antes de la síntesis de ARN durante la selección del sitio de inicio de la transcripción. [5]
No existen funciones ampliamente aceptadas para las transcripciones de ARN truncadas resultantes. Sin embargo, un estudio de 1981 encontró evidencia de que existía una relación entre la cantidad de transcripciones abortadas producidas y el tiempo hasta que se producen con éxito cadenas largas de ARN. Cuando la ARN polimerasa experimenta una transcripción abortada en presencia de ATP, UTP y GTP, se forma un complejo que tiene una capacidad mucho menor para el reciclaje abortivo y una tasa mucho mayor de síntesis de la transcripción de ARN de longitud completa. [6] Un estudio de 2010 encontró evidencia de que estas transcripciones truncadas inhiben la terminación de la síntesis de ARN por un terminador intrínseco dependiente de la horquilla de ARN . [7]