In eukaryote transcriptie van mRNA’s worden terminatorsignalen herkend door eiwitfactoren die geassocieerd zijn met de RNA polymerase II en die het afsluitingsproces op gang brengen. Zodra de poly-A-signalen in het mRNA zijn getranscribeerd, brengen de eiwitten cleavage and polyadenylation specificity factor (CPSF) en cleavage stimulation factor (CstF) van het carboxyl-einddomein van RNA polymerase II naar het poly-A-signaal over. Deze twee factoren rekruteren vervolgens andere eiwitten naar de plaats om het transcript te klieven, waardoor het mRNA vrijkomt uit het transcriptiecomplex, en een reeks van ongeveer 200 A-repeats toe te voegen aan het 3′-uiteinde van het mRNA in een proces dat polyadenylering wordt genoemd. Tijdens deze verwerkingsstappen gaat het RNA polymerase door met transcriberen gedurende enkele honderden tot een paar duizend basen en dissocieert uiteindelijk van het DNA en het downstream transcript via een onduidelijk mechanisme; er zijn twee basismodellen voor deze gebeurtenis bekend als het torpedo- en het allosterische model.
Torpedo modelEdit
Nadat het mRNA is voltooid en bij de poly-A signaalsequentie is afgesplitst, blijft de overgebleven (residuele) RNA streng gebonden aan het DNA sjabloon en de RNA polymerase II eenheid, en wordt verder getranscribeerd. Na deze splitsing bindt een zogenaamd exonuclease zich aan de overblijvende RNA-streng en verwijdert de vers getranscribeerde nucleotiden één voor één (ook wel “afbraak” van het RNA genoemd), waarbij het zich naar de gebonden RNA-polymerase II beweegt. Dit exonuclease is XRN2 (5′-3′ Exoribonuclease 2) bij de mens. Volgens dit model breekt XRN2 het niet-afgetopte rest-RNA af van 5′ naar 3′ totdat het de RNA pol II-eenheid bereikt. Dit zorgt ervoor dat het exonuclease de RNA pol II eenheid “wegduwt” als het er langs beweegt, waardoor de transcriptie wordt beëindigd terwijl tevens de overgebleven RNA streng wordt opgeruimd.
Gelijk aan Rho-afhankelijke beëindiging veroorzaakt XRN2 de dissociatie van RNA polymerase II door ofwel het polymerase van het DNA sjabloon af te duwen of het sjabloon uit het RNA polymerase te trekken. Het mechanisme waarmee dit gebeurt blijft echter onduidelijk, en er is betwist dat het niet de enige oorzaak van de dissociatie is.
Om het getranscribeerde mRNA te beschermen tegen degradatie door het exonuclease, wordt een 5′ cap aan de streng toegevoegd. Dit is een gemodificeerde guanine die aan de voorkant van het mRNA wordt toegevoegd en die voorkomt dat het exonuclease zich bindt en de RNA-streng afbreekt. Aan het einde van een mRNA-streng wordt een 3′-poly(A)-staart toegevoegd ter bescherming tegen andere exonucleasen.
Allosterisch modelEdit
Het allosterische model suggereert dat terminatie optreedt als gevolg van de structurele verandering van de RNA-polymerase-eenheid na binding aan of verlies van enkele van zijn geassocieerde eiwitten, waardoor deze zich na het signaal losmaakt van de DNA-streng. Dit zou gebeuren nadat de RNA pol II eenheid de poly-A signaalsequentie, die als terminatorsignaal fungeert, heeft getranscribeerd.
RNA polymerase is normaal in staat om DNA efficiënt te transcriberen in enkelstrengs mRNA. Bij transcriptie over de poly-A signalen op het DNA-sjabloon wordt echter een conformatieverandering in het RNA-polymerase geïnduceerd door het voorgestelde verlies van geassocieerde eiwitten uit zijn carboxyl-einddomein. Deze verandering van conformatie vermindert de processiviteit van het RNA-polymerase, waardoor het enzym eerder geneigd is los te komen van zijn DNA-RNA-substraat. In dit geval wordt de beëindiging niet voltooid door de afbraak van mRNA, maar in plaats daarvan door de beperking van de elongatie-efficiëntie van RNA-polymerase, waardoor de kans toeneemt dat het polymerase dissocieert en zijn huidige cyclus van transcriptie beëindigt.