RNAP

Небольшие (в 100-500 нуклеотидов) регуляторные некодирующие РНК (sRNA) присутствуют у бактерий, эукариот и archaea. Функции sRNAs были неизвестны ещё 35 лет тому назад, когда 6S РНК была секвенирована от Escherichia coli. С того времени, бактериальные sRNAs, как было показано, регулируют такие процессы как, например, переход от роста к стационарной фазе, кворум чувствительности и вирулентности.

6S RNA нацелена на бактериальную RNA polymerase (RNAP). RNAP состоит из основного энзима (E) и субъединицы специфичности (sigma), которые формируют E-sigma комплекс, который инициирует транскрипцию. σ⁷⁰ является первичным фактором, используемым для инициации транскрипции при всех условиях роста. 6S РНК формирует устойчивый комплекс с Eσ⁷⁰, который приводит к прямому сдерживанию транскрипции в течение бактериальной стационарной фазы. Напротив, 6S РНК косвенно активизирует транскрипцию в промоторах, нуждающихся в разных сигма комплексах, EσS, это важно для выживания в течение стационарной фазы. Поэтому, регуляция с помощью 6S РНК транскрипции происходит на множественных уровнях и необходима для длительной персистенции и выживания E. coli, когда питательные вещества дефицитны.

Чтобы определить консервативные свойства 6S РНк, группа Wassarman, и лаборатория Breaker, сообщили о РНК, о проведении филогенетического анализа 6S РНК з многих бактериальных разновидностей. Они идентифицировали законсервированную вторичную структуру, содержащую двунитчатую область и центральную, однонитчатую выпуклость.

Чтобы определить, какие особенности были существенны для регуляции транскрипции, группа Wassarman использовала in vivo и in vitro исследования мутантных 6S РНК. Они показали, что, сокращая размер однонитчатой области или генерируя пары оснований в пределах выпуклости (bulge) уничтожилась способность 6S РНК, связаться с RNAP и ингибировалась транскрипция. Напротив, увеличивая размер выпуклости или вводя мутации в пределах этого региона, которые изменяют последовательность, но сохраняют её однонитчатой по природе, не оказывали влияния на функцию 6S РНК . Авторы также показали, что последовательность и/или структурная информация, присутствующая в дуплексной области, окружающей выпуклость, увеличила активность 6S РНК. Эти данные указывают, что структура РНК существенна для её активности.

В подходах по реконституции E. coli 6S РНК взаимодействует исключительно с Eσ⁷⁰, но не с EσS или свободной σ⁷⁰. К тому же, образование 6S-Eσ⁷⁰ комплекса in vitro приводило к ингибированию транскрипции. РНК воспринимает структуру, напоминающую ту, что обнаруживается в открытом промоторном комплексе во время инициации транскрипции. Это сходство структуры привело к предложению модели, согласно которой ингибирование транскрипции происходит в результате прямой конкуренции между промотором ДНК и 6S РНК за Eσ⁷⁰. Дальнейшие эксперименты нужны, чтобы проверить эту гипотезу

В добавление к двум 6S РНК, идентифицирована др. РНК у Bacillus subtilis, которая обнаруживает измененной RNAP-связывающей специфичностью. Как эта РНК функционирует не известно, но её существование указывает, что существуют множественные уровни транскрипционного регулирования с помощью не кодирующих РНК. 6S РНК, в дополнение к эукариотическим 7SK и B2 РНК, дополняет короткий, но всё увеличивающийся список некодирующих РНК, которые контролируют экспрессию генов путем прямого взаимодействия с транскрипционной кухней.