Dans la transcription eucaryote des ARNm, les signaux terminateurs sont reconnus par des facteurs protéiques qui sont associés à l’ARN polymérase II et qui déclenchent le processus de terminaison. Une fois les signaux poly-A transcrits dans l’ARNm, les protéines cleavage and polyadenylation specificity factor (CPSF) et cleavage stimulation factor (CstF) se transfèrent du domaine carboxyl terminal de l’ARN polymérase II au signal poly-A. Ces deux facteurs recrutent ensuite d’autres protéines sur le site pour cliver la transcription, libérant ainsi l’ARNm du complexe de transcription, et ajouter une chaîne d’environ 200 répétitions A à l’extrémité 3′ de l’ARNm dans un processus connu sous le nom de polyadénylation. Pendant ces étapes de traitement, l’ARN polymérase continue à transcrire pendant plusieurs centaines à quelques milliers de bases et finit par se dissocier de l’ADN et de la transcription en aval par un mécanisme peu clair ; il existe deux modèles de base pour cet événement connu sous le nom de modèle torpille et modèle allostérique.
Modèle torpilleEdit
Après que l’ARNm soit complété et clivé au niveau de la séquence signal poly-A, le brin d’ARN restant (résiduel) reste lié à la matrice d’ADN et à l’unité d’ARN polymérase II, continuant à être transcrit. Après ce clivage, une exonucléase se lie au brin d’ARN résiduel et élimine les nucléotides fraîchement transcrits un par un (ce que l’on appelle aussi « dégradation » de l’ARN), en se déplaçant vers l’ARN polymérase II liée. Cette exonucléase est XRN2 (5′-3′ Exoribonucléase 2) chez l’homme. Ce modèle propose que XRN2 procède à la dégradation de l’ARN résiduel non coiffé de 5′ en 3′ jusqu’à ce qu’il atteigne l’unité d’ARN pol II. Ainsi, l’exonucléase » repousse » l’unité d’ARN pol II lorsqu’elle la dépasse, mettant fin à la transcription tout en nettoyant le brin d’ARN résiduel.
Similaire à la terminaison dépendante de Rho-, XRN2 déclenche la dissociation de l’ARN polymérase II en repoussant la polymérase de la matrice d’ADN ou en tirant la matrice hors de l’ARN polymérase. Le mécanisme par lequel cela se produit reste cependant peu clair, et a été contesté pour ne pas être la seule cause de la dissociation.
Afin de protéger l’ARNm transcrit de la dégradation par l’exonucléase, une coiffe 5′ est ajoutée au brin. Il s’agit d’une guanine modifiée ajoutée à l’avant de l’ARNm, qui empêche l’exonucléase de se lier et de dégrader le brin d’ARN. Une queue poly(A) en 3′ est ajoutée à l’extrémité d’un brin d’ARNm pour le protéger également des autres exonucléases.
Modèle allostériqueModification
Le modèle allostérique suggère que la terminaison se produit en raison du changement structurel de l’unité ARN polymérase après la liaison ou la perte de certaines de ses protéines associées, ce qui la fait se détacher du brin d’ADN après le signal. Cela se produirait après que l’unité ARN pol II ait transcrit la séquence signal poly-A, qui agit comme un signal de terminaison.
L’ARN polymérase est normalement capable de transcrire efficacement l’ADN en ARNm simple brin. Cependant, lors de la transcription sur les signaux poly-A sur la matrice d’ADN, un changement de conformation est induit dans l’ARN polymérase à partir de la perte proposée de protéines associées de son domaine carboxyle terminal. Ce changement de conformation réduit la processivité de l’ARN polymérase, rendant l’enzyme plus encline à se dissocier de son substrat ADN-ARN. Dans ce cas, la terminaison n’est pas achevée par la dégradation de l’ARNm mais est plutôt médiée par la limitation de l’efficacité de l’élongation de l’ARN polymérase et augmente ainsi la probabilité que la polymérase se dissocie et termine son cycle actuel de transcription.