Leí Un poco de ayuda para comprender el superenrollamiento del ADN , Comprender el superenrollamiento del ADN y ¿Por qué el subenrollamiento crea una tensión topológica del ADN? , pero todavía hay algo que no entiendo. La transcripción crea superenrollamientos positivos delante de la ARN polimerasa y superenrollamientos negativos detrás de ella y, según mis TA, esto provoca suficiente tensión mecánica como para que, a veces, incluso se detenga la transcripción. ¿Por qué la polimerasa simplemente no gira alrededor del ADN para aliviar la tensión?
El video a continuación es útil para comunicar lo que está haciendo la pregunta. El modelo que me enseñaron es que la polimerasa avanza en un camino lineal, no en un camino helicoidal, y por lo tanto la burbuja de transcripción fuerza superenrollamientos positivos hacia adelante y negativos hacia atrás. El video muestra esto con un bolígrafo en lugar de la polimerasa y un cordón de zapatos en lugar del ADN; el desplazamiento de la pluma tensa las bobinas aguas abajo y las afloja aguas arriba. La forma en que esto parece apartarse de la realidad es el escritorio o el fondo del video, que evita que el bolígrafo gire, y el aire, que no ofrece fricción ni energía térmica. En la vida real, la polimerasa no es un bolígrafo y el ADN no está sentado en un escritorio y el medio circundante es acuoso y, por supuesto, todo está en una escala física más pequeña, por lo que el calor se experimenta de manera diferente. Pero ¿por qué no
https://www.youtube.com/watch?v=J4YlcD59-yw
PD: también miré ¿La ARN polimerasa se mueve alrededor del ADN o el ADN gira debajo de la polimerasa? , pero no estoy seguro de qué tomar de ese hilo. Algunas respuestas no están de acuerdo y otras solo mencionan el desenrollado, que afaik es una fuente de tensión mucho menor en comparación con la falta de rotación.
Considere eso:
Estas ideas se discuten en el artículo original que propone el modelo de "bucle transcripcional gemelo" o "dominio superenrollado gemelo" para explicar la observación del superenrollamiento del ADN acoplado transcripcionalmente:
Para que este modelo funcione, el torque requerido para superenrollar el ADN, lo que provocaría la rotación del complejo RNAP, debe ser superado por el torque de fricción que se opone a la rotación de dicho complejo. Un tratamiento matemático en este documento estima que RNAP en sí mismo con una transcripción de tamaño modesto y un solo ribosoma unido no sería suficiente para introducir un superenrollamiento significativo en una solución acuosa diluida .
Sin embargo, estiman que una transcripción más grande con 20 ribosomas unidos tendría suficiente par de fricción opuesto a la rotación de RNAP para causar un superenrollamiento de ADN. Además, los autores reconocen que este modelo en solución acuosa diluida no es representativo de las condiciones reales dentro de una célula, donde la presencia de otras macromoléculas podría impedir la rotación de RNAP mucho más significativamente que el agua sola.
Además, el propio RNAP, el transcrito de ARN o las proteínas que lo unen pueden anclarse físicamente a alguna estructura celular durante la transcripción. Por ejemplo:
Tal anclaje físico del complejo de transcripción ciertamente evitaría su rotación alrededor de la hélice del ADN.
Quizás también sea importante señalar que las células tienen topoisomerasas que alivian la tensión superhelicoidal generada por la transcripción (entre otros procesos). Si el torque en RNAP causado por el superenrollamiento es anulado por estas topoisomerasas, realmente no hay otra fuerza que haga que RNAP gire. Sin embargo, el superenrollamiento como resultado de la transcripción ocurre in vivo y tiene implicaciones importantes en la estructura genómica y la regulación génica. Consulte el siguiente documento para obtener una revisión:
bryan krause