（一）RNA聚合酶能直接启动RNA链的合成
DNA依赖的RNA聚合酶催化合成RNA RNA合成的化学机制与DNA依赖的DNA 聚合酶催化DNA合成相似
( NMP )n + NTP → ( NMP ) n+1 + PPi
RNA
延长的RNA
DNA聚合酶在启动DNA链延长时需要引 物存在，而RNA聚合酶不需要引物就能直 接启动RNA链的延长。
义为+1，相邻的
上游核苷酸为负
5
3 值，下游记为正
3
5 值。
5
3
-50 -40 -30 -20 -10 +1 +10
3
5
-35 区
TTGACA AA C T G T
转录开始 -10 区
TATAAT ATATTA
－ 35区
－ 10区
+1
trp
TTGACA N17 TTAACT N7 A
调控序列中的启动子(promoter)是RNA聚合 酶结合模板DNA的部位，也是控制转录的关键 部位。
调控序列
结构基因
5'
启RN动A-子pol
3'
3' 5'
RNA
聚 合 酶 保 护 法
用RNA聚合酶保护法研究转录起始区
以DNA模板链上转 录RNA链5’端的
第一位核苷酸定
RNA聚合酶保护区 结构基因
5′···GCAGTACATGTC ···3′ 编码链 3′··· c g t g a t g t a c a g ···5′ 模板链
转录 5′···GCAGUACAUGUC ···3′ mRNA
翻译
N······Ala ·Val ·His ·Val ······C
蛋白质
二、RNA合成由RNA聚合酶催化
ttRRNAtTrrpp TTTACA N16 TATGAT N7 A
lac
TTTACA N17 TATGTT N6 A
rec A TTGATA N16 TATAAT N7 A
ara
CTGACG N18 TACTGT N6 A
最大一致性
x/45
TTGACA
38 36 29 37 37 28
TATAAT
40 25 30 41 29 44
原核生物启动子－35区（5 TTGACA- 3）是RNA-pol对转录起始 的辨认位点。辨认结合后，酶向下游 移动，达到－10区（5 -TATAAT- 3， 又叫Pribnow盒），此处更易发生解链， 与RNA聚合酶形成开链复合物。
RNA聚合酶全酶在转录起始区的结合
其一是在DNA分子双链上，一股链用作模板 指引转录；另一股链不转录；
其二是模板链并非总是在同一单链上。
5' 3'
5′
3′
5′
3' 5'
3′
DNA双链中按碱基配对规律能指引转录生成 RNA的一股单链，称为模板链(template strand)，也称作-链或Watson链。
相对的另一股单链是编码链(coding strand)， 也称为+链或Crick链。
核心酶 (core enzyme)
ω
转录延长阶段
全酶 (holoenzyme)

转录起始阶段
RNA聚合酶的作用
1) 识别启动子。主要依赖于亚基， 亚基只参与转 录的起始，并决定转录的方向。
2) 与DNA结合并使之解链，另外还具有解旋、重新使 DNA螺旋化作用。
3) 催化RNA聚合反应，负责三种RNA合成。 4) RNA聚合酶核心酶通过与不同的亚基结合，识别
第11章
RNA的生物合成
RNA Biosynthesis ( Transcription )
转录 (transcription)
生物体以DNA为模板在RNA聚合酶催化下，以4 种三磷酸核苷酸（ATP、GTP、CTP、UTP）为原料 合成RNA的过程。
转录பைடு நூலகம்
DNA
RNA
参与转录的物质
原料: NTP (ATP, UTP, GTP, CTP) 模板: DNA 酶: RNA聚合酶(RNA polymerase, RNA-pol)
ω
第二节
原核生物的转录过程
The Process of Transcription in Prokaryote
一、转录起始需要RNA聚合酶全酶
转录起始需解决两个问题：
RNA聚合酶必须准确地结合在转录 模板的起始区域。 DNA双链解开，使其中的一条链作 为转录的模板。
转录起始过程
1. RNA聚合酶全酶(2)与模板结合，形 成闭合转录复合体(closed transcription complex) ； 2. DNA双链局部解开约17bp，形成开放转 录复合体(open transcription complex) ；
3. 在RNA聚合酶作用下发生第一次聚合反 应，形成转录起始复合物：
5-pppG -OH + NTP 5-pppGpN - OH 3 + PPi
转录起始复合物
RNApol (2) - DNA - pppGpN- OH 3
第一个磷酸二酯键生成后，σ亚基即 从转录起始复合物上脱落，核心酶连 同四磷酸二核苷酸，继续结合于DNA 模板上，酶沿DNA链前移，进入延长 阶段。
RNA聚合酶和DNA的特殊序列——启动 子(promoter)结合后，就能启动RNA合成。
（二）RNA聚合酶由多个亚基组成
核心酶 全酶
亚基 功 能 决定哪些基因被转录
与转录全过程有关（催化） ’ 结合DNA模板（开链） ω 功能尚不清楚
辩认起始点
β
α
σ
ω
α
β’
图 12-5 E.coli RNA 聚合酶的亚基组成
Mg2+和Mn2+
其他蛋白质因子
第一节
原核生物转录的模板和酶
Templates & Enzymes in Prokaryotic Transcription
一、原核生物转录的模板
DNA分子上转录出RNA的区段，称为结构 基因(structural gene)。
不对称转录(asymmetric transcription)的两 方面含义：
不同的启动子。
其他原核生物的RNA聚合酶，在结构、 组成、功能上均与E. coli相似。
原核生物的RNA聚合酶都受一类抗结 核药利福平或利福霉素的特异性抑制。这 类药物能与RNA聚合酶的亚基特异结合， 从而影响酶的活性。
三、RNA聚合酶结合到DNA的启动子 上起启动转录
原核生物每一转录区段可视为一个转录单位， 称为操纵子(operon)。操纵子包括若干个结构 基因及其上游(upstream)的调控序列。