原核生物转录

关于原核生物转录第一页，共十八页，2022年，8月28日转录是细胞生物合成的重要环节，在RNA聚合酶催化下，以ATP、GTP、CTP、UTP为基本原料以DNA为模板依碱基配对原则(G/C,C/G,T/A,A/T）合成RNA的过程。合成方向：5’－3’。模板链称为反义链。非模板链因为和模板链序列反向互补，与子代RNA序列几乎完全相同（除了U代替了T），非模板链又叫编码链。不同基因的模板链与非模板链并非固定在DNA双螺旋分子的某一条链上。第二页，共十八页，2022年，8月28日模板链编码链编码链模板链第三页，共十八页，2022年，8月28日RNA的转录过程起始延长终止第四页，共十八页，2022年，8月28日原核生物中迄今只发现了一种DNA聚合酶，负责所有RNA的合成（包括tRNA，mRNA，rRNA等）。目前结构和机制比较清楚的是大肠杆菌的RNA聚合酶。第五页，共十八页，2022年，8月28日大肠杆菌RNA聚合酶的组成σ识别启动子，启动转录α2ββ’ω负责RNA链的延伸β’，β酶的催化活性中心α参与转录速度的调控ω功能尚不清楚第六页，共十八页，2022年，8月28日启动子：含有RNA聚合酶特异性结合和转录起始所需的保守序列。原核生物的启动子序列存在着较大差异，但存在着三个共有序列:

转录起始识别部位：位于－35区,共有序列是（TTGACA）的6~10bp序列。Pribnow盒:位于－10区，是几乎所有启动子都含有的一个6~8bp的序列，一般为TATAAT。RNA的合成起点：+1区，富含AGGTCCACC序列。转录起始第七页，共十八页，2022年，8月28日启动子结构普利布诺盒转录起始识别部位终止子合成起始点-35区-10区+1区第八页，共十八页，2022年，8月28日

转录起始RNA聚合酶全酶先与模板以较低的亲和力结合，可以沿着DNA双链滑动，σ亚基识别到启动子序列后，RNA聚合酶紧密结合在DNA模板上，形成转录起始复合物。（此时DNA双链仍处于双联状态，故该复合物被称为闭合转录复合物。）启动子中的普利布诺盒中富含AT碱基，因而碱基容易断裂，RNA聚合酶启动子部位的DNA双联间，发生约17bp的局部裂解，形成开放转录复合物，暴露出DNA模板链。在转录起始部位形成新的RNA第一磷酸二键基，RNA链的第一个核苷酸均为嘌呤A或G。（因为RNA的合成起点，富含AGGTCCACC序列。）第九页，共十八页，2022年，8月28日在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+

NTP5-pppGpN-OH3+ppi

第一个核苷三磷酸与第二个核苷三磷酸缩合生成3′-5′磷酸二酯键后，则启动阶段结束，进入延伸阶段转录起始第十页，共十八页，2022年，8月28日转录延伸亚基从全酶中脱落，核心酶变构，与模板结合相对松弛，有利于沿着DNA模板快速前移，继续RNA的合成，RNA链不断延长；2.在这一阶段，DNA分子链不断被打开，完成RNA分子转录后又恢复双链结构，使得DNA分子在电镜下呈现泡状结构，称为转录泡。第十一页，共十八页，2022年，8月28日转录延伸转录泡转录方向第十二页，共十八页，2022年，8月28日转录终止RNA聚合酶在DNA模板上停顿下来不再前进，转录产物RNA链从转录复合物上脱落下来。

在原核中，发现终止信号存在于RNA聚合酶已经转录过的序列之中。这种提供终止信号的结构就称为终止子。终止子可分为两类:1、不依赖于蛋白质辅因子就能实现终止作用。2、依赖蛋白辅因子才能实现终止作用。这种蛋白质辅因子称为释放因子，通常又称ρ因子。

第十三页，共十八页，2022年，8月28日

两类终止子有共同的序列特征：在转录终止点前有一段回文序列，回文序列的两个重复部分(每个7～20bp)由几个不重复的核苷节段隔开。

两类终止子的不同点：不依赖ρ因子的终止子的回文序列中富含GC碱基对，在回文序列的下游方向又常有6～8个AT碱基对(在模板链上为A、在mRNA上为U)；而依赖ρ因子终止子中回文序列的GC对含量较少。在回文序列下游方向的序列没有固定特征，其AT对含量比前一种终止子低。

转录终止第十四页，共十八页，2022年，8月28日不依赖ρ的转录终止不依赖P因子的序列中富含GC碱基对，由此形成的RNA转录子链能够通过形成氢键结构形成茎-环发卡结构，在此部分的DNA和RNA杂化链很不稳定，使RNA从模板上脱落，从而终止转录。第十五页，共十八页，2022年，8月28日茎-环发卡结构第十六页，共十八页，2022年，8月28日依赖ρ的转录终止不形成强的发夹结构，必须一种辅助因子即ρ蛋白来帮助转录终止。六聚体蛋白，依赖单链RNA水解ATP释放的能量来识别R