As well as canonical hairpin-forming terminator, phage RNA polymerases also recognize intrinsic, hairpin-independent termination signal. A conserved 7-base pair sequence (ATCTGTT in the non-template strand) and U-rich sequence downstream of it are required for termination. Mutations at four amino acid residues, K303, R307, E738 and D766, increase termination efficiency on at hairpin-independent termination signal. Guanidine hydrochloride increases the termination efficiency at hairpin-independent terminator but exerts no effect on hairpin terminator, suggesting that a conformational change promoted by the denaturant be involved in this termination process. We also found that termination could occur prior to the known termination site. At each of the termination sites, RNA polymerase complex manifests multiple states. When a normal elongation complex is trapped by the termination signal, it becomes a paused complex, which is still capable of resuming transcription. The paused complex becomes a termination complex that is destined to disintegrate. The paused complex could revert to normal elongation state. It can also proceed further via an alternative pathway, which is slow and requires high NTP concentration compared to normal elongation. Collapse of transcription bubble at a region corresponding to the conserved sequence was observed 4 bp before the termination site. From these results, we proposed a model for termination at hairpin-independent termination signal.
박테리오파아지 RNA 중합효소는 두 종류의 인자 독립형 전사 종결신호를 인지한다. 이중 RNA 머리핀 구조가 만들어지지 않는 전사종결인자는 `ATCTGTT` 염기서열 뒤에 T 염기가 많은 부분이 존재하는 형태로 이루어져 있다. 돌연변이 T7 RNA 중합효소인 K303E, R307D, E748K, 그리고 D766K는 이러한 머리핀구조 독립형인 전사종결신호에서 전사종결 효율이 증가하는 반면 머리핀형 전사종결신호에서는 전사종결효율의 변화가 적었다. 구아니딘 하이드로클로라이드의 농도변화에 따른 전사종결효율의 변화를 관찰한 결과 머리핀구조 독립형인 전사종결신호에서의 전사종결효율만이 증가하였다. 이로써 이러한 전사종결신호에서 전사종결과정에 구조적인 변화가 일어나는 것을 추정할 수 있으며, 상기한 돌연변이들은 이러한 구조 변화를 촉진하는 것으로 생각된다. 이러한 구조적 변화는 고정된 DNA를 주형으로 한 전사 실험 에서도 관찰되었다. 전사연장구조체는 머리핀구조 독립적 전사 종결 위치 이전에서 정상적인 전사연장과는 다르게 속도가 느리고 높은 농도의 뉴클레오타이드를 필요로하는 전자연장 과정을 거쳐 전사종결위치에 이르게 된다. 이러한 느린 전사 연장체 구조 이외에도 RNA를 유지하고 있지만 전사 활성을 잃은 구조체도 관찰되었다. 따라서 머리핀 구조 독립적인 전사 종결신호에서의 전사종결은 전사종결 위치 이전에서 전사연장 구조체가 높은 농도의 뉴클레오타이드가 있는 상태에서 전사 연장을 할 수 있는 구조로 변하고, 이러한 상태로 전사연장을 계속하면서 전사활성을 잃은 전사종결 구조로 변하는 과정을 거쳐 일어난다. 이러한 구조적 변화는 정상적인 전사연장 구조내에 단일 가닥으로 존재하는 주형 DNA 부분이 이중나선을 이루는 과정을 수반한다. 이렇게 이중 나선 구조를 이루는 부분은 전사종결인자의 `ATCTGTT` 염기서열 부분과 일치하며, 이는 전사종결 단계에서 이 염기서열과 RNA 중합효소가 상호작용을 함으로써 촉진되는 것으로 생각된다. 이러한 결과를 바탕으로 머리핀구조 독립적인 전사종결신호에서의 전사종결 기작에 관한 모델을 제시하였다.
