【正文】 轉(zhuǎn)錄起始點 ——開始轉(zhuǎn)錄的位點，常標(biāo)以 +1 結(jié)合部位 ——約為 7個堿基長度，其中心位于上 游 10 bp處被稱為 – 10區(qū) 或 Pribnow 盒 (TATA盒）。 識別部位 ——RNA聚合酶 ?亞基識別的部位， 約 含 6個堿基長度，其中心位于上游 35 bp處被稱為 –35 區(qū) 。 539。 DNA 編碼鏈 模板鏈 35 區(qū) 10 區(qū) + 1 5‘ McGPPP 轉(zhuǎn)錄起始部位 啟動子 基因轉(zhuǎn)錄區(qū) RNA產(chǎn)物 NH2 翻譯開始 轉(zhuǎn)錄開始 基本過程 轉(zhuǎn)錄起始 原核生物 需要依賴 ? 因子辨認(rèn)轉(zhuǎn)錄起始點， 被辨認(rèn)的 DNA區(qū)段處 35區(qū)特定序列。 延長 在 RNA聚合酶催化下，按 5??3? 方向合成 5?， 3?磷酸二酯鍵。 終止 原核生物有兩種機制： （ 1）依賴 ? 因子（ Rho factor） 的轉(zhuǎn)錄終止 ——可識別來自 RNA產(chǎn)物的終止信號，而不是來自 DNA摸板。 真核生物的轉(zhuǎn)錄終止是與轉(zhuǎn)錄后修飾密切相關(guān)的： 啟動子 (promoter) 指 DNA分子上被 RNA聚合酶識別并結(jié)合形成起始轉(zhuǎn)錄復(fù)合物的區(qū)域 ，它還包括一些調(diào)節(jié)蛋白因子的結(jié)合位點 (頻率、效率 ) 模板識別階段 主要指 RNA聚合酶與啟動子 DNA雙鏈相互作用并與之相結(jié)合的過程。轉(zhuǎn)錄起始就是 RNA鏈上第一個核苷酸鍵的產(chǎn)生。一旦 RNA聚合酶成功地合成 9個以上核苷酸并離開啟動子區(qū)，轉(zhuǎn)錄就進(jìn)人正常的 延伸 階段。一般說來，通過啟動子的時間越短，該基因轉(zhuǎn)錄起始的頻率也越高。 RNA聚合酶的移動 新的單鏈DNA模板 新生 RNA鏈的 3′末端不斷延伸 解鏈區(qū)形成 RNADNA雜合物 雙螺旋重新合成 RNA鏈的延伸圖解 3180。 RNADNA雜交螺旋 聚合酶的移動方向 新生 RNA 復(fù)鏈 解鏈 有義鏈 模板鏈（反義鏈） 延長部位 轉(zhuǎn)錄的終止 當(dāng) RNA鏈延伸到轉(zhuǎn)錄終止位點時，RNA聚合酶不再形成新的磷酸二酯鍵， RNADNA雜合物分離，轉(zhuǎn)錄泡瓦解， DNA恢復(fù)成雙鏈狀態(tài)，而 RNA聚合酶和 RNA鏈都被從模板上釋放出來 復(fù) 制 轉(zhuǎn) 錄 模板 兩股鏈 模板鏈（反義鏈） 原料 dNTP NTP 配對 A T , G C A U , G C 聚合酶 DNA聚合酶 RNA聚合酶 產(chǎn)物 半保留 DNA 三種 RNA 轉(zhuǎn)錄與復(fù)制的區(qū)別 真核生物 RNA聚合酶 不能直接識別基因的啟動子區(qū)， 需要轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子 (輔助蛋白質(zhì) )按特定順序結(jié)合于啟動子上，RNA聚合酶才能與之相結(jié)合并形成復(fù)雜的前起始復(fù)合物。 轉(zhuǎn)錄機器的主要成分 RNA聚合酶 ?原核和真核生物的 RNA在分子組成、種類和生化特性上各有特色。α核 心 酶 （ c o r e e n z y m e ）σ全 酶 （ h o l o e n z y m e ）αββ 39。 各亞基的特點和功能 （ 1） σ 因子 ? σ 因子可重復(fù)使用 ? 修飾 RNApol構(gòu)型 ? 使 Holo Enzyme 識別啟動子的 Sextama Box(－ 35區(qū) ), 并通過 σ 與模板鏈結(jié)合 2 α ＋ β α2ββ′＋ σ α 2 β ＋ β′ α2ββ′σ （ 3）全酶的組裝過程 ? 不同的 σ因子識別不同的啟動子 中有四種 σ因子（ σ70、 σ3 σ5 σ28） 枯草桿菌中有 11種 σ因子 （ σ因子的更替對轉(zhuǎn)錄起始的調(diào)控） （ 2） α因子 ? 核心酶的組建因子 ? 促使 RNApol 與 DNA模板鏈結(jié)合 α＋ α 2α＋ β α2β＋ β′ ? 前端 α因子－－使模板 DNA雙鏈解鏈為單鏈 ? 尾端 α因子－－使解鏈的單鏈 DNA重新聚合為雙鏈 （ 3） β因子 ? 促進(jìn) RNApol＋ NTP RNA elongation ? 完成 NMP之間的磷酸酯鍵的連接 ? Editing 功能（排斥與模板鏈不互補的堿基） ? 與 Rho （ ρ）因子競爭 RNA 3′－ end E site（ elongation site RifR） :對 NTP非專一性地結(jié) 合（催化作用和 Editing功能） （ 4） β′ 因子 ? 參與 RNA非模板鏈（ sense strand）的結(jié)合 （充當(dāng) SSB） ? 構(gòu)成 Holoenzyme 后， β因子含有兩個位點 I site（ initiation site . Rifs） : 該位點專一性地結(jié)合 ATP或者 GTP （需要高濃度的 ATP或 GTP） 由于各亞基的功能，使全酶本身含有五個功能位點 ? 有義 DNA鏈結(jié)合位點（ β′亞基提供） ? DNA/RNA雜交鏈結(jié)合位點（ β亞基提供 ） ? 雙鏈 DNA解鏈位點（前端 α亞基提供 ） ? 單鏈 DNA重旋位點（后端 α亞基提供 ） ? σ因子作用位點 E. coli RNA polymerase 用于起始和延伸 只用于起始 KD KD 151 KD 155 KD 11 KD 70 KD 表 1 2 1 E . c o l i R N A P o l 的結(jié)構(gòu)和功能亞基 基因 分子量（ K D a ）數(shù)目 組分 可能的功能α r p o A 40 2 核心酶 酶的連接，裝配β r p o B 1 5 5 1 核心酶 和底物 （核苷酸）結(jié)合β ’ r p o C 1 6 0 1 核心酶 模板結(jié)合ω 10 1 核心酶σ r p o D 70 1 σ 因子 和啟動子結(jié)合，識別模板鏈參照 B . L e w i n : 《 G E N E S 》Ⅴ . 1 9 9 4 , T a b l e 1 4 . 1 1 4 . 2每個細(xì)胞中約有 7000個 RNA聚合酶分子 每一時刻有 2022— 5000個酶在執(zhí)行轉(zhuǎn)錄 DNA模板的功能 σ因子大大增加聚合酶對啟動子的親和力，并降低酶對非專一位點的親和力，使酶專一性識別模板上的啟動子 轉(zhuǎn)錄的起始從化學(xué)過程來看是單個核苷酸與開鏈啟動子－酶復(fù)合物相結(jié)合構(gòu)成新生 RNA的 5′ 端，再以磷酸二酯鍵的形式與第二個核苷酸相結(jié)合 起始的終止反映在 σ因子的釋放 當(dāng)新生 RNA鏈達(dá)到 6～ 9個核苷酸時，能形成穩(wěn)定的酶－DNA－ RNA三元復(fù)合物，并釋放 σ 因子，轉(zhuǎn)錄進(jìn)人延伸期 ? 當(dāng)聚合酶按 5′→ 3′ 方向延伸 RNA鏈時，解旋的 DNA區(qū)域也隨之移動。 ? 自由核苷酸能被聚合酶加到新生的 RNA鏈上，并形成 DNARNA雜合體。 ? RNA的 3′端大約有 20～ 30個核苷酸與 DNA和聚合酶相結(jié)合。 線粒體 RNA聚合酶只有一條多肽鏈，相對分子質(zhì)量小于7x104，是已知最小的 RNA聚合酶之一，與 T7噬菌體 RNA聚合酶有同源性 葉綠體 RNA聚合酶比較大，結(jié)構(gòu)上與細(xì)菌中的聚合酶相似，由多個亞基組成，部分亞基由葉綠體基因組編碼 亞基組成： 分子量 500KDa,含兩個大亞基和 7~12 個小亞基 RNApolⅡ ： ? 大亞基中有 C 末端結(jié)構(gòu)域 (carboxy terminal domain CTD) ? CTD中含一保守氨基酸序列的多個重復(fù) Tyr－ Ser－ Pro－ Thr－ Ser－ Pro－ Ser C 端重復(fù)七肽 ? 不同生物中重復(fù)數(shù)目不一樣（酶活性） ? CTD中的 Ser和 Thr可被高度磷酸化 磷酸化的 RNApol Ⅱ 被稱為 Ⅱ A 非磷酸化的 RNApol Ⅱ 稱為 Ⅱ B ? CTD參與轉(zhuǎn)錄 → Ⅱ B → Ⅱ A → 使 RNApol易于離開 啟動子進(jìn)入延伸過程（ 10倍） ? 真核生物中共有 3類 RNA聚合酶，它們在細(xì)胞核中的位置不同，負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)錄的基因不同。 聚合酶中有兩個相對分子質(zhì)量超過 l 105的大亞基； 同種生物 3類聚合酶有 共享 小亞基的傾向，即有幾個小亞基是其中 3類或 2類聚合酶所共有的 3類聚合酶的亞基種類和大小存在兩條普遍遵循的原則 轉(zhuǎn)錄復(fù)合物 啟動子選擇階段 RNA聚合酶全酶對啟動子的識別 聚合酶與啟動子可逆性結(jié)合形成封閉復(fù)合物 （ closed plex） 伴隨著 DNA構(gòu)象上的重大變化，封閉復(fù)合物轉(zhuǎn)變成 開放復(fù)合物 (open plex) 開放復(fù)合物與最初的兩個 NTP相結(jié)合并在這兩個核苷酸之間形成磷酸二酯鍵后 → (RNA聚合酶、 DNA和新生 RNA)三元復(fù)合物。 三元復(fù)合物可以進(jìn)入兩條不同的反應(yīng)途徑 一是合成并釋放 2～ 9個核苷酸的短 RNA轉(zhuǎn)錄物－－流產(chǎn)式起始 。 σ 因子的作用只是起始而已，一旦轉(zhuǎn)錄開始，它就脫離了起始復(fù)合物，而由核心酶負(fù)責(zé) RNA鏈的延伸。 終止信號 轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物 轉(zhuǎn)錄延伸復(fù)合物 RNA聚合酶 較穩(wěn)定 啟動子與轉(zhuǎn)錄起始 ? 大腸桿菌 RNA聚合酶與啟動子的相互作用主要包括 啟動子區(qū)的識別 酶與啟動子的結(jié)合 σ 因子的結(jié)合與解離 啟動子（ promoter）的結(jié)構(gòu)與功能 （ ） 啟動子由兩個部分組成 （ 1） 上游部分 — CAPcAMP結(jié)合位點 （基因表達(dá)調(diào)控的正控制位點） CAP（ catabolite gene Activator Protein） 降解物基因活化蛋白，環(huán)腺苷酸（ cAMP）的受體蛋白 （ 2） 下游部分 — RNApol的進(jìn)入（結(jié)合）位點 － 35 ~ － 10 包括識別位點和結(jié)合位點（ R B位點） RNA聚合酶的進(jìn)入位點 （ 1） Sextama 框（ Sextama Box） 167。 RNA聚合酶依靠其 σ亞基識別該位點 — 識別位點（ R位點） 167。 重要性 :很大程度上決定了啟動子的強度 （ RNApol 的 σ因子） 167。 10序列， RNA聚合酶的牢固結(jié)合位點 結(jié)合位點（ B 位點） 167。 位置范圍 － 4 到－ 13 因此又稱 TATA Box 保守 T 啟動子的研究： (RNA聚合酶保護(hù)法 )