Молекулы РНК, обычно синтезируемые РНК-полимеразами, строго комплементарны
транскрибируемым участкам матричной РНК. Однако в редких случаях in vivo, а
также в определенных искусственных условиях РНК-полимеразы способны
осуществлять так называемый реитеративный синтез гомополимеров, во время
которого молекула РНК-полимеразы, многократно проскальзывая вдоль короткой
гомополимерной последовательности (transcriptional slippage)
, синтезирует длинные комплементарные этой последовательности гомополимеры
- поли(А), поли(U) или поли(С). Размеры образующихся при этом
гомополимерных продуктов могут более чем в 10-20 раз превышать длину
матричной последовательности.
Реитеративный синтез протекает особенно эффективно на одноцепочечных ДНК в
присутствии ионов Mn2+ вместо Mg2+ и необходимого рибонуклеозидтрифосфата.
Если же олигонуклеотидная последовательность матрицы включена в случайную
последовательность, то реитеративного синтеза не происходит при наличии в
реакционной смеси кроме нуклеотида, составляющего гомополимер, других
рибонуклеозидтрифосфатов. Это обусловлено пребыванием тройного комплекса в
состоянии обычной элонгации.
Реитеративный синтез гомополимеров РНК-полимеразами может происходить как
во время инициации транскрипции, так и в фазе элонгации. При инициации
РНК-полимераза может начинать реитеративный синтез при наличии в
окрестностях точки инициации транскрипции гомополимера длиной в 3 и даже 2
нуклеотида. Во время элонгации РНК-полимераза предпочитает осуществлять
реитеративный синтез на более длинных гомополимерных последовательностях. В
двух исследованных случаях элонгирующая РНК-полимераза E.coli осуществляла
реитеративный синтез поли(A) или поли(U) на последовательностях, состоящих
из dT или dA, длиной в 10 нуклеотидов. Несмотря на то, что реитеративный
синтез гомополимеров является редким событием in vivo, он выполняет
определенные функции в регуляции транскрипции.
Показано, что проскальзывание РНК-полимеразы вдоль гомополимерных
последовательностей матрицы может быть механизмом, изменяющим рамки
считывания мРНК при трансляции, редактирующим генетическую информацию мРНК,
осуществляющим присоединение к РНК поли(А)-хвостов и 5'-концевых
последовательностей к вирусным РНК, а также регулирующим инициацию
транскрипции некоторых
бактериальных оперонов
(например,
pyrBI
или
codBA
).
Нерегулируемый реитеративный синтез внутри кодирующих частей генов таит
опасность для их экспрессии, поэтому предполагают, что гомополимерные
последовательности в транскрипционных единицах являются мишенью для
эволюционного отбора, который их элиминирует. Компьютерный анализ
последовательностей нуклеотидов E.coli показал отсутствие достаточно
протяженных гомополимеров в кодирующих частях генов и их наличие в
некодирующих последовательностях бактериального генома.