生物化学第8章 核酸代谢课件

第十一章核酸的代谢第一节核酸的消化吸收第十一章核酸的代谢第一节核酸的消化吸收1核酸的降解过程核酸酶（磷酸二酯酶）核苷酸酶（磷酸单酯酶）核苷磷酸化酶核酸核苷酸核苷磷酸嘌呤或嘧啶戊糖-1-磷酸核酸的降解过程核酸酶（磷酸二酯酶）核苷酸酶（磷酸单酯酶）核苷2

核酸酶：作用于核酸的磷酸二酯酶称为核酸酶,按其作用位置分为:一.核酸外切酶：作用于核酸链的末端（3’端或5’端），逐个水解下核苷酸。脱氧核糖核酸外切酶：只作用于DNA

核糖核酸外切酶:只作用于RNA二.核酸内切酶:从核酸分子内部切断3’，5’-磷酸二酯键。限制性内切酶：在细菌细胞内存在的一类能识别并水解外源双链DNA的核酸内切酶，可用于特异切割DNA,常作为工具酶。核酸酶：作用于核酸的磷酸二酯酶称为核酸酶,按其作用位置3某些核酸外切酶对RNA、DNA均有作用：牛脾磷酸二酯酶3-核苷酸蛇毒磷酸二酯酶5-核苷酸某些核酸外切酶对RNA、DNA均有作用：牛脾磷酸二酯酶蛇毒磷4第二节核苷酸的分解代谢一、核酸的分解

核苷酸+H2O核苷+Pi

核苷+H2O嘌呤（或嘧啶）+戊糖（核苷水解酶主要存在于植物和微生物体内，并且只能对核糖核苷起作用，对脱氧核糖核苷不起作用。）

核苷+H3PO4

嘌呤（或嘧啶）+1-磷酸戊糖

（核苷磷酸化酶存在广泛）

核苷酸酶核苷水解酶核苷磷酸化酶第二节核苷酸的分解代谢核苷酸酶核苷水解酶核苷磷酸化酶5

二、嘌呤的降解：

这是一个氧化降解过程，不同生物降解的产物不同。

6

腺嘌呤鸟嘌呤

H2O

H2O

NH3

NH3

次黄嘌呤黄嘌呤

H2O+O2H2O2H2O+O2

H2O2

尿囊素

尿酸

H2OCO2+H2O22H2O+O2

尿囊酸

尿素+乙醛酸

H2O2H2O

4NH3+2CO2

（人类和灵长类动物、爬虫、鸟类）（灵长类以外的哺乳动物）（植物）（鱼类、两栖类）（海洋无脊椎动物）腺嘌呤脱氨酶鸟嘌呤脱氨酶黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶尿酸氧化酶尿囊素酶尿囊酸酶脲酶别嘌呤醇：别黄嘌呤底物类似物经酶作用后成为酶的灭活物，称之为自杀作用物。自杀性底物腺嘌呤鸟嘌7三、嘧啶的降解：这是一个还原降解过程。

胞嘧啶尿嘧啶二氢尿嘧啶

H2ONH3NAD(P)H+H+NAD(P)+H2O

β-丙氨酸β-脲基丙酸

H2O

胸腺嘧啶二氢胸腺嘧啶

NAD(P)H+H+NAD(P)+H2O

β-氨基异丁酸β-脲基异丁酸

H2O

胞嘧啶脱氨酶二氢尿嘧啶脱氢酶二氢嘧啶酶脲基丙酸酶二氢尿嘧啶脱氢酶二氢嘧啶酶脲基丙酸酶NH3+CO2+NH3+CO2+三、嘧啶的降解：这是一个还原降解过程。胞嘧啶脱氨酶二氢尿嘧啶8第三节核苷酸的合成一、嘌呤核苷酸的生物合成1N:来源于天冬氨酸

2、8C:来源于甲酸

3、9N:来源于谷氨酰胺4、5C和7N:来自甘氨酸

6C:来自CO2第三节核苷酸的合成一、嘌呤核苷酸的生物合成9PRPPIMPFH4PRPPIMPFH410IMP+Asp延胡索酸+AMP

GTPGDP+Pi腺苷酸的合成腺苷酸琥珀酸合成酶腺苷酸琥珀酸裂解酶羽田杀菌素（Asp的类似物）IMP+Asp延胡索酸+AMPGTP11鸟苷酸的形成谷氨酰胺谷氨酸IMP

XMPGMPATPAMP+PPiH2ONAD+NADH+H+脱氢酶合成酶鸟苷酸的形成谷氨酰胺谷氨酸IMPXMPGMPATP12嘌呤核苷酸的生物合成（从头合成）：嘌呤核苷酸的合成结果直接形成IMPIMP合成从5-P-核糖开始的，在ATP参与下先形成PRPP嘌呤的各个原子是在PRPP的C1上逐渐加上去的。由Asp、Gln、Gly、甲酸、CO2提供N和C四氢叶酸（FH4）是一碳单位的载体

嘌呤核苷酸的生物合成（从头合成）：嘌呤核苷酸的合成结果直接形13嘧啶核苷酸的嘧啶环是由氨甲酰磷酸和天冬氨酸合成的。二、嘧啶核苷酸的生物合成氨甲酰磷酸天冬氨酸嘧啶核苷酸的嘧啶环是由氨甲酰磷酸二、嘧啶核苷酸的生物合成氨14尿苷酸的生物合成其合成与嘌呤核苷酸的合成不同，先利用小分子化合物形成嘧啶环，再与核糖磷酸（PRPP）结合形成UMP，其关键的中产物是乳清酸。其他嘧啶核苷酸由尿苷酸转变而来尿苷酸的生物合成其合成与嘌呤核苷酸的合成不同，先利用15胞苷酸的生物合成

UMPUDPUTPATPADPATPADPUTP+NH3+ATPCTP+ADP+Pi(细菌体内)

在动物体内,由谷氨酰胺代替氨参加反应提供氨基

UTP+谷氨酰胺+ATP+H2OCTP+谷氨酸+ADP+Pi

CTP合成酶Mg2+尿嘧啶核苷酸激酶核苷二磷酸激酶CTP合成酶胞苷酸的生物合成CTP合成酶Mg2+尿嘧啶核苷16三、脱氧核糖核苷酸的生物合成（大肠杆菌、动物、植物）

NMP+ATPNDP+ADPNDP核糖核苷二磷酸还原酶

dNDP

SHS

硫氧还蛋白

硫氧还蛋白

SHS

(FAD)

硫氧还蛋白还原酶

NADP+

NADPH+H+

（dADP、dGDP、dCDP、dUDP)激酶B1B2dATPdGTPdCTPdUTP激酶三、脱氧核糖核苷酸的生物合成（大肠杆菌、动物、植物）（dAD17其它原核细胞中：NTPdNTP到目前为止，脱氧核糖核苷酸的生物合成机制仍然不太清楚VB12、二氢硫辛酸还原剂其它原核细胞中：NTP18

胸腺嘧啶脱氧核苷酸（dTMP）的合成

dUDP+H2OdUMP+Pi

dCMP+H2OdUMP+Pi

胸腺嘧啶核苷酸合酶

dUMPdTMP

N5,10亚甲基四氢叶酸

二氢叶酸酯酶脱氨酶甲基化胸腺嘧啶脱氧核苷酸（dTMP）的合成酯酶脱氨酶甲基化19辅酶核苷酸的生物合成CoANAD+NADP+FAD辅酶核苷酸的生物合成CoANAD+NADP+20DNA的生物合成DNA的生物合成21

DNA是生物遗传的主要物质基础，生物机体的遗传信息以密码的形式编码在DNA分子上，表现为特定的核苷酸排列顺序，并通过DNA的复制由亲代传递给子代。在后代的生长发育过程中，遗传信息自DNA转录给RNA,然后翻译成特异的蛋白质，以执行各种生命功能，使后代表现出与亲代相似的遗传性状。中心法则1964-1970劳氏肉瘤病毒的遗传方式致癌RNA病毒病毒（复制）复制转录DNARNA蛋白质翻译逆转录1958年，遗传信息的单向DNA是生物遗传的主要物质基础，生物机体的遗传22

复制：亲代DNA或RNA在一系列酶的作用下，生成与亲代相同的子代DNA或RNA的过程。转录：以DNA为模板，按照碱基配对原则将其所含的遗传信息传给RNA，形成一条与DNA链互补的RNA的过程。翻译：亦叫转译，以mRNA为模板，将mRNA的密码解读成蛋白质的AA顺序的过程。逆转录：以RNA为模板，在逆转录酶的作用下，生成DNA的过程。Reversetranscription复制：亲代DNA或RNA在一系列酶的作用下，生成与亲代23一、DNA的复制方式——半保留复制定义：由亲代DNA生成子代DNA时，每个新形成的子代DNA中，一条链来自亲代DNA，而另一条链则是新合成的，这种复制方式叫半保留复制半保留复制的实验证据:1958年Meselson和Stahl用同位素15N标记大肠杆菌DNA,首先证明了DNA的半保留复制。一、DNA的复制方式——半保留复制24DNA的半保留复制的生物学意义：DNA的半保留复制表明DNA在代谢上的稳定性，保证亲代的遗传信息稳定地传递给后代。

DNA在代谢上的稳定性并非指DNA是一种惰性物质。DNA的半保留复制的生物学意义：DNA的半保留复制表明DNA25二、与DNA复制有关的酶和蛋白质

原料：四种脱氧核苷三磷酸（dATP、dGTP、dCTP、dTTP)

模板：以DNA的两条链为模板链，合成子代DNA。

引物：一小段RNA(或DNA）为引物，在大肠杆菌中，DNA的合成需要一段RNA链作为引物。二、与DNA复制有关的酶和蛋白质26催化因子1.引物合成酶（引发酶）：此酶以DNA为模板合成一段RNA,这段RNA作为合成DNA的引物（Primer)。实质是以DNA为模板的RNA聚合酶。2.DNA聚合酶:以DNA为模板的DNA合成酶，其催化反应的特点（1）以四种脱氧核苷酸三磷酸为底物；（2）反应需要有模板的指导；（3）反应需要有3

-OH存在；（4）DNA链的合成方向为5

3

生物大分子合成：底物、酶、能量、模板催化因子生物大分子合成：27（5）DNA聚合酶的反应可以利用DNA双链作为模板和引物，亦可以单链DNA作为模板和引物（6）DNA的体外聚合必须加入少量的DNA才能进行。DNA在提取过程中易形成切口（nick）或缺口（gap）.则加入的DNA一条链作为模板而另一条链可作为引物。（5）DNA聚合酶的反应可以利用DNA双链作为模板和引物，28原核生物中的DNA聚合酶在大肠杆菌中发现有三种DNA聚合酶（用突变株研究其功能）：

⑴DNA聚合酶Ⅰ:单体酶,它具有5

3

聚合酶功能（对脱氧核苷酸的选择）；3’

5’外切酶活性（对双链无作用，校对功能。但在正常聚合条件下，此活性不能作用于生长链）及5’

3’外切酶活性（双链有效，主要是对DNA损伤的修复，以及在DNA复制时RNA引物切除及其空隙的填补）；在DNA链的3

形成焦磷酸解（生理意义不大）；无机焦磷酸盐与dNTP之间的焦磷酸基交换。

⑵DNA聚合酶Ⅱ：多亚基酶，聚合作用，但聚合活力很低；具有3’

5’外切酶活性。其它生理功能尚不清楚，可能在修复紫外光引起的DNA损伤中起作用。

原核生物中的DNA聚合酶在大肠杆菌中发现有三种DNA聚合酶（29⑶DNA聚合酶Ⅲ：是原核生物DNA复制的主要聚合酶，该酶由10种亚基组成，其中、、形成全酶的核心酶。具有5’

3’DNA聚合酶活性（亚基，速率高）；具有3’

5’外切酶（亚基）的校对功能，提高DNA复制的保真性；还具有5’

3’外切酶活性（单链有效，其意义未知）。（4）DNA聚合酶IV和V：1999年发现，当DNA严重损伤时，诱导产生。生物化学第8章核酸代谢课件30

DNA聚合酶ⅠDNA聚合酶ⅡDNA聚合酶Ⅲ

亚基数目1（单体酶）＞1（多亚基酶）＞1（多亚基酶）

5’3’聚合活性+中+很低+很高3‘5’外切活性+++（保护DNA复制的忠实性fidelity）5‘3’外切活性+--主要是对DNA损伤的修复；以及在DNA复制时切除RNA引物并填补其留下的空隙。修复紫外光引起的DNA损伤DNA复制的主要聚合酶，还具有3’-5‘外切酶的校对功能，提高DNA复制的保真性DNA聚合酶ⅠDNA聚合酶Ⅱ31

在真核细胞内有五种DNA聚合酶（与细菌DNA聚合酶的性质基本相同：底物、模板、引物、方向）

α

β

γ

δ

ε定位细胞核细胞核线粒体细胞核细胞核3‘-5’外切--+++酶活性功能引物合成修复作用线粒体DNA的复制核DNA的复制修复作用在真核细胞内有五种DNA聚合酶（与细菌DNA聚合酶32

3.DNA连接酶（1967年发现）：若双链DNA中一条链有切口，一端是3’-OH，另一端是5‘-磷酸基，连接酶可催化这两端形成磷酸二酯键，而使切口连接。但是它不能将两条游离的DNA单链连接起来。

大肠杆菌和其它细菌的DNA连接酶要求NAD+提供能量，在高等生物和噬菌体中，则要求ATP提供能量。T4噬菌体的DNA连接酶不仅能在模板链上连接DNA和DNA链之间的切口，而且能连接无单链粘性末端的平头双链DNA。

DNA连接酶在DNA复制、损伤修复、重组等过程中起重要作用作用3‘5‘3‘5‘OHP3.DNA连接酶（1967年发现）：若双链DNA中一33拓扑异构酶І：使DNA一条链发生断裂和再连接。作用是松解负超螺旋，反应不需要能量。主要集中在活性转录区，同转录有关。

拓扑异构酶Π：使DNA两条链发生断裂和再连接。当引入负超螺旋时需要由ATP提供能量，同复制有关。二者共同控制DNA的拓扑结构。5、解螺旋酶（解链酶）：通过水解ATP将DNA两条链打开。E.coli中的rep蛋白就是解螺旋酶，还有解螺旋酶I、II、III。每解开一对碱基需要水解2个ATP分子。4.拓扑异构酶：催化DNA的拓扑连环数发生变化的酶，在DNA重组修复和其他转变方面起重要作用。除连环数不同外其它性质均相同的DNA分子称为拓扑异构体，引起拓扑异构体反应的酶称为拓扑异构酶拓扑异构酶І：使DNA一条链发生断裂和再连接。作用是松解负超346.其它蛋白因子：⑴单链结合蛋白(SSB-single-strandbindingprotein)：稳定已被解开的DNA单链，阻止复性和保护单链不被核酸酶降解。⑵引发前体:它由多种蛋白质dnaA、dnaB、dnaC、n、n’、n’’

和i组成。引发前体再与引发酶结合组装成引发体。引发体可以沿模板链5’

3’方向移动,具有识别合成起始位点的功能，移动到一定位置上即可引发RNA引物的合成。移动和引发均需要ATP提供能量，n’蛋白具有ATP酶的活力。引发体的移动与复制叉移动的方向相同，与冈崎片段的合成方向相反。6.其它蛋白因子：⑴单链结合蛋白(SSB-single-st35三、DNA的复制过程：（以大肠杆菌为例）

双链的解开

RNA引物的合成

DNA链的延伸切除RNA引物，填补缺口，连接相邻的DNA片段三、DNA的复制过程：（以大肠杆菌为例）361、双链的解开一些概念：

DNA的复制有特定的起始位点，叫做复制原点。常用ori(或o）表示。许多生物的复制原点都是富含A、T的区段。大肠杆菌染色体DNA以及真核生物的细胞器DNA为双链环状，只有一个复制原点，而真核生物染色体DNA是线性双链分子，含有许多复制起点。从复制原点到终点，组成一个复制单位，叫复制子（基因组独立进行复制的单位）。1、双链的解开一些概念：37复制原点由DnaA蛋白识别，在原点由DnaB蛋白（解螺旋酶）将双螺旋解开成单链状态，分别作为模板，合成其互补链(DNA双链的解开还需DNA拓扑异构酶Π、SSB),在原点处形成一个眼状结构，叫复制眼。

DNA复制进行时，在眼的两侧出现两个叉子状的生长点(growthpoint)，叫复制叉。在复制叉上分布着各种与复制有关的酶和蛋白因子，它们构成的复合物称为复制体（replisome）复制叉复制叉复制原点由DnaA蛋白识别，在原点由DnaB蛋白（解螺旋酶38复制叉起点复制叉延伸延伸起点领头链领头链随后链随后链3’5’3’5’DNA的双向复制复制叉起点复制叉延伸延伸起点领头链领头链随后链随后链3’5’39（2）RNA引物的合成

引发体在复制叉上移动，沿模板链5’3’的方向移动，与复制叉移动的方向相同，识别合成的起始位点，DnaB蛋白活化引物合成酶。引发RNA引物的合成。领头链先引发开始合成，以原来一条DNA单链为模板（3’

5’),按5’

3’的方向合成一段RNA引物链。领头链开始合成后，随后链也开始合成其引物。引物长度约为几个至10个核苷酸，在引物的5’端含3个磷酸残基（引物酶的底物是核苷三磷酸），3’端为游离的羟基。（2）RNA引物的合成引发体在复制叉上移动，40（3）DNA链的延伸在DNA聚合酶Ш的催化下，以四种脱氧核糖核苷5’-三磷酸为底物，在RNA引物的3’端以磷酸二酯键连接上脱氧核糖核苷酸并释放出焦磷酸。DNA链的延伸同时进行领头链和随后链的合成。两条链方向相反。

领头链随后链冈崎片段半不连续复制冈崎模型（3）DNA链的延伸在DNA聚合酶Ш的催化下，以四种脱氧核糖41领头链—在DNA复制时，合成方向与复制叉移动的方向一致并连续合成的链。随从链—在DNA复制时，合成方向与复制叉移动的方向相反，形成许多不连续的片段，最后再连成一条完整的DNA链。半不连续复制—在DNA复制时，领头链是连续合成的,而随后链的合成是不连续的，这种复制方式称为半不连续复制。领头链—在DNA复制时，合成方向与复制叉移动的方向一致并连续42冈崎片段在DNA复制过程中，领头链能连续合成，而随后链只能是断续的合成5

3

的多个短片段，这些不连续的小片段以其发现者的名字命名为冈崎片段。冈崎片段：真核生物中100-200个核苷酸（核小体的DNA单位）。原核生物中1000-2000个核苷酸（相当于一个顺反子）。冈崎片段43（4）切除RNA引物，填补缺口，连接相邻的DNA片段（复制终止）

当新形成的冈崎片段延长至一定长度，其3’-OH端遇到上一个冈崎片段时即停止合成。复制叉移动到终止区即停止复制（大肠杆菌有一个终止区）。这时会发生一系列变化：在DNA聚合酶Ⅰ催化下切除RNA引物；留下的空隙由DNA聚合酶Ⅰ催化合成一段DNA填补上；在DNA连接酶作用下，连接相邻的DNA链；修复掺入DNA链的错配碱基；以修复方式填补终止区50-100bp的空缺。这样以两条亲代DNA链为模板，各自形成一条新的DNA互补链。结果是形成了两个DNA双股螺旋分子。（4）切除RNA引物，填补缺口，连接相邻的DNA片段44四、真核生物中DNA的复制特点1、真核生物染色体有多个复制起点，多复制眼，呈双向复制，多复制子。2、冈崎片段长约200bp.3、真核生物DNA复制速度比原核慢。4、真核生物染色体在全部复制完之前起点不再重新开始复制；而在快速生长的原核中，起点可以连续发动复制。真核生物快速生长时，往往采用更多的复制起点。5、真核生物有多种DNA聚合酶。6、真核生物线性染色体两端有端粒结构，防止染色体间的末端连接。由端粒酶负责新合成链5

RNA引物切除后的填补，亦保持端粒的一定长度。四、真核生物中DNA的复制特点1、真核生物染色体有多个复制起45定义:以RNA为模板，按照RNA中的核苷酸顺序合成DNA称为逆转录，由逆转录酶催化进行。五、逆转录定义:以RNA为模板，按照RNA中的核苷酸顺序合成DNA称为46+RNA+DNA-RNA+DNA-DNA+病毒RNA的逆转录过程

（以前病毒形式引起整合到宿主细胞DNA中而使细胞恶性转化）

单链病毒RNA

RNA-DNA杂交分子双链DNA（前病毒）

逆转录酶逆转录酶逆转录酶也和DNA聚合酶一样，沿5’

3’方向合成DNA，并要求短链RNA作引物。+RNA+DNA-RNA+DNA-DNA+逆转录酶逆转录酶逆47六、DNA的损伤修复DNA的损伤：DNA在复制时产生错配、病毒基因整合；某些物化因子如紫外光、电离辐射和化学诱变等，破坏DNA的双螺旋结构。从而影响DNA的复制，并使DNA的转录和翻译也跟着变化，因而表现出异常的特征（生物突变）。若DNA的损伤或错配得不到修复，会导致DNA突变。其主要形式：一个或几个碱基被置换插入一个或几个碱基一个或多个碱基对缺失

DNA的损伤修复——

四种修复途径:光复活、切除修复、复组修复和诱导修复（亦称暗修复）。六、DNA的损伤修复48

光复活：400nm左右的光激活光复活酶，专一分解紫外光照射引起的同一条链上TT（CCCT）二聚体。（包括从单细胞生物到鸟类，而高等哺乳动物无）切除修复：将DNA分子中的受损伤部分切除，以完整的那条链为模板再重新合成。特异内切酶、DNA聚合酶、DNA外切酶、DNA连接酶均参与。（发生在DNA复制前）重组修复

（发生在复制后）：复制时，跳过损伤部位，新链产生缺口由母链弥补，原损伤部位并没有切除但在后代逐渐稀释。诱导修复：造成DNA损伤或抑制复制的处理均能引起一系列复杂的诱导效应，称为应急反应（SOSresponse）。此过程诱导产生切除修复和重组修复中的关键蛋白和酶，同时产生无校对功能的DNA聚合酶。所以会有2种结果：修复或变异（进化）。

49DNA的合成方式：DNA的复制：以DNA为模板合成DNA。逆转录：以RNA为模板合成DNA。修复合成（DNA聚合酶I、

连接酶等）DNA的合成方式：50RNA的生物合成一、概念转录：以DNA的一条链为模板在RNA聚合酶催化下，按照碱基配对原则，合成一条与DNA链的一定区段互补的RNA链的过程称为转录。以四种核糖核苷三磷酸酸（NTP）为底物，形成3、5

-磷酸二酯键相连接。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。反义链（无意义链，负链）：在RNA的转录中，用作模板的DNA链称为反义链。有义链（编码链，正链）在RNA的转录中，不作为模板的DNA链称为有义链。RNA的生物合成一、概念51二、RNA聚合酶：大肠杆菌的RNA聚合酶全酶由5种亚基α2ββ’

σ

组成，σ因子与其它部分的结合不是十分紧密，它易于与β’βα2分离，没有σ、

亚基的酶称为核心酶——只催化链的延长，对起始无作用。五种亚基的功能分别为：

α亚基：与启动子结合功能。

β亚基：含催化部位，起催化作用，催化形成磷酸二酯键。

亚基：在全酶中存在，功能不清楚。

β’亚基：与DNA模板结合功能。

σ亚基：识别起始位点。

二、RNA聚合酶：大肠杆菌的RNA聚合酶全酶由5种亚基α2β52

真核细胞的RNA聚合酶酶类分布产物α-鹅膏蕈碱对酶的作用分子量反应条件ⅡIⅢ核仁核质核质rRNA5.8SrRNA18SrRNA28SrRNAmRNAtRNA5SrRNA不抑制低浓度抑制高浓度抑制500000~700000~700000_低离子强度,要求Mg2+或Mn2+高离子强度高Mn2+浓度真核细胞的RNA聚合酶酶类分布产物α-鹅膏蕈碱分子量反应53RNA聚合酶的特点：1、反应底物：NTP，DNA为模板、Mg2+促进聚合反应。

RNA聚合酶不需要引物，合成方向5

3。2、真核生物与原核生物的RNA聚合酶结构不同（具体说明）。3、利福平抑制原核生物RNA聚合酶活性；α-鹅膏蕈碱

抑制真核生物RNA聚合酶活性。RNA聚合酶的特点：1、反应底物：NTP，DNA为模板、Mg54三、RNA的转录过程：（以大肠杆菌为例）

起始位点的识别

转录起始链的延伸转录终止生物化学第8章核酸代谢课件55（1）起始位点的识别

RNA的合成不需要引物。体外实验证明，不含σ亚基的核心酶会随机地在一个基因的两条链上启动，当有σ亚基时就会选择正确的起点。σ亚基起着识别DNA分子上的起始信号（启动子——指RNA聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA序列P459）的作用。启动子的结构至少由三部分组成：-35序列提供了RNA聚合酶全酶识别的信号；-10序列是酶的紧密结合位点（富含AT碱基，利于双链打开）；第三部分是RNA合成的起始点。AACTGTATATTATTGACATATAAT+1转录起始点5’3’3’5’35序列

Sextama框10序列Pribnow框（1）起始位点的识别RNA的合成不需要引物。56（2）转录起始

RNA聚合酶全酶扫描解链区，找到起始点，然后结合第一个核苷三磷酸。加入的第一个核苷三磷酸常是GTP或ATP，很少是CTP，不用UTP。所形成的启动子、全酶和核苷三磷酸复合物称为三元起始复合物，第一个核苷三磷酸一旦掺入到转录起始点，σ亚基就会被释放脱离核心酶。因子仅与起始有关，RNA的合成一旦开始，便被释放

E-35-10pppG或pppA5‘5‘3‘3‘模板链（2）转录起始RNA聚合酶全酶扫描解链区，找到57（3）RNA链的延伸DNA分子和酶分子发生构象的变化，核心酶与DNA结合比较松弛，可沿DNA模板移动，并按模板顺序选择下一个核苷酸，将核苷三磷酸加到生长的RNA链的3’-OH端，催化形成磷酸二酯键。转录延伸方向从5’

3’（3）RNA链的延伸DNA分子和酶分子发生构象的变化，核心酶58（4）转录终止

在DNA分子