RNA的合成 Bacteria have only a single RNA polymerases whilere are three: RNA Pol I, II and III
在某些细菌中含有识别不同启动子的σ因子， 以适应不同生长发育阶段的要求，控制不 同基因转录的起始。
大肠杆菌RNA聚合酶的组成分析
亚基 基因 分子量 亚基数 组分
功能
α rpoA 36500
2
核心酶 核心酶组装，启动子识别
β rpoB 151000
1
核心酶 β和β‘共同形成RNA合成的
活性中心，形成磷酸二酯键
β' rpoC 155000
1
核心酶
ω？ σ rpoD
11000 70000
1
核心酶
与DNA模板结合
Active center cleft
启动子的结构和功能
启动子是一段位于结构基因5’端上游区的保 守的DNA序列，能活化RNA聚合酶，使之 与模板DNA准确地相结合并具有转录起始 的特异性。
启动子位于转录起始位点（+1）上游，因 此不被转录。
-10区的发现
1975年，Pribnow和 Schaller将RNA聚合酶全 酶与模板DNA结合后， 用DNaseI降解DNA，得 到41～44个核苷酸对的 DNA片段。
不同点：不同点聚合酶；不同的底物；转 录不需要引物，能够起始新链的合成，而 且保留5‘端3磷酸；产生的RNA不需要与 DNA模板结合；正确率比复制低；转录对 某个基因的重复的转录，产生多个拷贝， 复制1：1；终止方式
RNA聚合酶
RNA聚合酶是催化RNA合成的大分子：
RNA聚合酶的反应条件
1. 需双链DNA模板; 2. 转录时，按5’ 3’方向合成RNA链； 3. 以4种NTP（A，U，G，C）为底物； 4. 不需引物，能够起始新链的合成，而且保留5‘端3磷酸。
RNA polymerases的亚基
细菌 RNA polymerase
The core enzyme alone synthesizes RNA
b’
b
w
原核生物
真核生物 RPB3
RPB11
b’ b
w
RPB2
相同的颜色 代表两个酶 的同源区
RPB1 RPB6
“Crab claw” shape of RNAP (The shape of DNA pol is__)
1
σ因子 存在多种σ因子，用于识别
不同的启动子
核心酶与全酶的区别
•核心酶与DNA序列结合是随机的，平均结合常数 是2×1011； •全酶因为包含σ亚基与特异序列（启动子）的结合 能力提高，降低与随机序列结合的能力。
RNA聚合酶
RNA polymerases come in different forms, but share many features
RNA polymerases performs essentially the same reaction in all cells
1.识别启动子，核心酶通过结合不同的σ因子能够识别不同的 启动子
2.结合DNA使之解链，并具有解旋和重新螺旋化DNA的作用 3.RNA聚合作用 4.识别转录终止信号 5.与转录因子相互作用调节转录速度 6.在转录受阻时候进行自身调整，借助辅助因子回复和维持
2.2 原核生物中的RNA聚合酶 原核生物中由一种RNA聚合酶催化所有RNA (mRNA, rRNA和 tRNA)的合成。
核心酶： 2 ，β；β’；ω亚基 RNA聚合酶全酶
σ亚基：启动子的识别 RNA聚合酶是目前已知的最大的酶之一。
β
α
σ
ω
α
β’
图 12-5 E.coli RNA 聚合酶的亚基组成
序列分析发现，在被保护 区内有一个由5个核苷酸 组成的保守序列，是聚合 酶结合位点，称为 Pribnow区，其中央大约 位于起点上游10bp处， 所以又称为–10区。
其保守序列为TATAAT，位于-10bp左右， 其中3′端的“T”十分保守。
A.T较丰富，易于解链。
它和转录起始位点I一般相距5bp。
模板链（template strand）：根 据碱基互补的原则指导RNA合 成的DNA链称为模板链，又叫 反义链（antisense strand）。
转录的基本特点
1. 转录的不对称性：在RNA的合成中， DNA的二条链中仅有一条链可作为转录的 模板，称为转录的不对称性。 模板链并非永远在同一条单链上
转录起点是指与新生RNA链第一个核苷酸 相对应DNA链上的碱基，通常为嘌呤。在 原核中90%为嘌呤，A或G；
把起点5’末端的序列称为上游（upstream）， 把其3’末端的序列称为下游（downstream）。
转录与复制的比较
相同点：体现在酶学和化学上，反应的方 向，以DNA为模板，起始延伸终止三阶段；
-35区的发现
提纯被保护的片段后却发现，RNA聚合酶 并不能重新结合或并不能选择正确的起始 点，表明在保护区外可能还存在与RNA聚 合酶对启动子的识别有关的序列。
从噬菌体的左、右启动子PL及PR和SV40启 动子的–35 bp附近找到了另一段共同序列： TTGACA。
2. 转录的方向性：RNA聚合酶与DNA聚合酶 聚合方向一样是5-3方向，模板是3-5方向。
3. 转录有起始和终止位点：
转录单元：可被RNA聚合酶转录成完整的 RNA的一段DNA序列包括启动子和终止子； 一个转录单元可能包括多个基因(?)
4. 原材料：NTPs
A transcription unit is a sequence of DNA transcribed into a single RNA, starting at the promoter and ending at the terminator.
优选分子生物学第五 章原核转录
转录相关的一些概念
转录：在RNA 聚合酶的作用下，以一段 DNA链为模板合成RNA，将DNA携带的遗 传信息传递给RNA的过程。
其后果是合成一条鱼DNA链序列完全相同 （除T/U）的RNA单链。
编码链（coding strand）：与 mRNA序列相同的DNA链称为 编码链，又叫有义链（sense strand）。