基因转录

基因转录

基因转录是在细胞核内进行的。它是指以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。

一. DNA的转录

在真核生物中，DNA的转录在细胞核中进行，其中rRNA的合成发生在核仁，mRNA的tRNA的合成发生在核质中。

在原核生物中，转录在细胞质的核质区进行。

1. 转录的反应

2. 转录的方式

转录开始不需要引物，链的延长方向也是 5′→ 3′。

每次被转录的DNA只是一个小区段，而且是其中的一条链。

我们将用作RNA合成的模板的链叫做反义链；另一条不做模板的链叫有义链。

对于整个DNA双链，每条链上有的区段用作有义链，有的区段用作反义链。

3. 原核生物参与转录的酶

RNA聚合酶

有五种亚基：a、b、b′、w、s，此外每个酶分子还含有2个Zn原子。

a2bb'ws

=

a2bb'w+s

全酶

核心酶

s亚基：用于识别DNA上转录的起始位点，引导核心酶结合到它上面

核心酶：由s亚基识别起始点后，由核心酶负责解开DNA双链、RNA链的延伸、恢复后面的DNA双螺旋

a亚基 —— 与启动子结合

b亚基 —— 催化磷酸二酯键的形成

b'亚基 —— 与DNA模板结合

4. 转录的过程

(1)转录的启动

DNA上存在着转录的起始信号，它是特殊的核苷酸序列，称为启动子。

转录是由RNA聚合酶全酶结合于启动子而被启动的。

其机理是：s因子能识别启动子，并识别有义链，它与核心酶结合，引导核心酶定位到启动子部位。

(2)转录的起始

当聚合酶结合到启动子上后，在启动子附近将DNA局部解链，约解开17个碱基对。（酶与启动子结合的部位是AT富集区，有利于解链）

第一个核苷三磷酸(常常是GTP或ATP)结合到全酶上，形成“启动子-全酶-核苷三磷酸”三元起始复合物。

第二个核苷酸参入，连结到第一个核苷酸的3'羟基上，形成了第一个磷酸二酯键。

s因子从全酶上掉下，又去结合其它的核心酶。

(3)链的延伸

当s因子从核心酶上脱落后，核心酶与DNA链的结合变得疏松(依靠其蛋白质的碱性与酸性核酸之间的非特异性的静电引力)，可以在模板链上滑动，方向为DNA模板链的 3′→ 5′，同时将核苷酸逐个加到生长的RNA链的3'-OH端，使RNA链以 5′→ 3′方向延伸。

在RNA链延伸的同时，RNA聚合酶继续解开它前方的DNA双螺旋，暴露出新的模板链，而后面被解开的两条DNA单链又重新形成双螺旋，DNA双螺旋的解开区保持约17个碱基对的长度。

新合成的RNA链能与模板形成RNA-DNA杂交区，这个杂交区也在随着RNA聚合酶的移动而不断地移动着。

(4)转录的终止

DNA分子上有终止转录的特殊信号，也是特定的核苷酸序列，称为终止子。

RNA聚合酶可以识别终止子，它在一种蛋白质 —— r因子的帮助下，终止转录，放出RNA链；有时，RNA聚合酶不需要r因子的帮助即可终止转录。

核心酶释放了RNA后，也离开DNA。

DNA上的解链区重新形成双螺旋。