原核生物RNA的转录.pptx

基本概念基本概念基本概念基本概念；原核生物转录起始、原核生物转录起始、原核生物转录起始、原核生物转录起始、RNARNA聚合酶、启动子；聚合酶、启动子；聚合酶、启动子；聚合酶、启动子；转录的转录的转录的转录的基本过程；基本过程；基本过程；基本过程；真核生物真核生物真核生物真核生物转录起始、转录起始、转录起始、转录起始、RNARNA聚合酶、启动子；聚合酶、启动子；聚合酶、启动子；聚合酶、启动子；转录的转录的转录的转录的基本过程；基本过程；基本过程；基本过程；真核生物转录后的加工；真核生物转录后的加工；真核生物转录后的加工；真核生物转录后的加工；原核生物与真核生物原核生物与真核生物原核生物与真核生物原核生物与真核生物mRNAmRNA的特征比较；的特征比较；的特征比较；的特征比较；RNARNA合成与合成与合成与合成与DNADNA合成异同点；合成异同点；合成异同点；合成异同点；第一节第一节若干基本概念若干基本概念 基因表达的第一步；基因表达的第一步；基因表达的第一步；基因表达的第一步；以以以以D.S.DNAD.S.DNA中的一条单链作为转录的模板；中的一条单链作为转录的模板；中的一条单链作为转录的模板；中的一条单链作为转录的模板；在依赖在依赖在依赖在依赖DNADNA的的的的RNARNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶的作用下进行的；的作用下进行的；的作用下进行的；的作用下进行的；模板单链模板单链模板单链模板单链 DNADNA的极性方向为的极性方向为的极性方向为的极性方向为35,35,而非模板单链而非模板单链而非模板单链而非模板单链DNADNA的极性方向与的极性方向与的极性方向与的极性方向与RNARNA链相同，均为链相同，均为链相同，均为链相同，均为5353；(书写基因序列时，仅写非模板序列，可不注明极性方向书写基因序列时，仅写非模板序列，可不注明极性方向书写基因序列时，仅写非模板序列，可不注明极性方向书写基因序列时，仅写非模板序列，可不注明极性方向)DNADNA 3 3-TACTCAT-5-TACTCAT-5 RNA 5RNA 5-AUGAGUA-3-AUGAGUA-3 5 5-ATGAGTA-3-ATGAGTA-3 Non-template(sense strand)Non-template(sense strand)template(antisense strand)template(antisense strand)按按按按AA U U，CGCG配对的原则，合成配对的原则，合成配对的原则，合成配对的原则，合成RNARNA分子；分子；分子；分子；RNA RNA的转录包括的转录包括的转录包括的转录包括promotion,elongation,termination promotion,elongation,termination 三过程三过程三过程三过程 从启动子（从启动子（从启动子（从启动子（promoterpromoter）到终止子（）到终止子（）到终止子（）到终止子（terminatorterminator）称为）称为）称为）称为转录单位转录单位转录单位转录单位 （transcriptional unittranscriptional unit）转录原点记为转录原点记为转录原点记为转录原点记为+1+1，其上游记为负值，下游记为正值，其上游记为负值，下游记为正值，其上游记为负值，下游记为正值，其上游记为负值，下游记为正值 原核生物中的转录单位多为原核生物中的转录单位多为原核生物中的转录单位多为原核生物中的转录单位多为 polycistron in operonpolycistron in operonpolycistron in operonpolycistron in operon 真核生物中的转录单位多为真核生物中的转录单位多为真核生物中的转录单位多为真核生物中的转录单位多为monocistron,No operon monocistron,No operon monocistron,No operon monocistron,No operon+1+1-10 -10+10+10upstreamupstreamstart pointstart pointdownstreamdownstream 位于起始位点之位于起始位点之位于起始位点之位于起始位点之前前前前的序列称为转录单位的的序列称为转录单位的的序列称为转录单位的的序列称为转录单位的上游上游上游上游(Upstream)(Upstream)，起始，起始，起始，起始 位点之位点之位点之位点之后后后后(在在在在转录序列之转录序列之转录序列之转录序列之内内内内)的序列的序列的序列的序列被被被被称为称为称为称为下游下游下游下游(Downstream)(Downstream)。转录的不对称性：转录的不对称性：转录的不对称性：转录的不对称性：在在在在RNARNARNARNA的合成中，的合成中，的合成中，的合成中，DNADNADNADNA的二条链中仅有一条链可作为的二条链中仅有一条链可作为的二条链中仅有一条链可作为的二条链中仅有一条链可作为转录的模板，称为转录的模板，称为转录的模板，称为转录的模板，称为转录的不对称性转录的不对称性转录的不对称性转录的不对称性。编码链与模板链编码链与模板链编码链与模板链编码链与模板链与与与与mRNAmRNAmRNAmRNA序列相同的那条序列相同的那条序列相同的那条序列相同的那条DNADNADNADNA链称为链称为链称为链称为编码链编码链编码链编码链；将另；将另；将另；将另一条根据碱基互补原则指导一条根据碱基互补原则指导一条根据碱基互补原则指导一条根据碱基互补原则指导mRNAmRNAmRNAmRNA合成的合成的合成的合成的DNADNADNADNA链称链称链称链称为为为为模板链模板链模板链模板链。模板链并非永远在同一条单链上转录方向转录方向5 5 3 3 3 3 5 5 模板链模板链编码链编码链编码链编码链模板链模板链转录方向转录方向第二节第二节原核生物的转录原核生物的转录一、原核生物转录的分子基础；一、原核生物转录的分子基础；二、转录的起始，延伸；二、转录的起始，延伸；三、转录的终止；三、转录的终止；四、转录的抗终止。四、转录的抗终止。一、原核生物转录的分子基础：一、原核生物转录的分子基础：（一）、（一）、RNA聚合酶：聚合酶：1 1 1 1、E.coliE.coliE.coliE.coli的聚合酶负责所有的聚合酶负责所有的聚合酶负责所有的聚合酶负责所有mRNAmRNAmRNAmRNA、rRNArRNArRNArRNA和和和和tRNAtRNAtRNAtRNA的合成。的合成。的合成。的合成。一个一个一个一个E.coliE.coliE.coliE.coli细胞中约有细胞中约有细胞中约有细胞中约有7000 7000 7000 7000 个个个个RNARNARNARNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶分子。任意时刻分子。任意时刻分子。任意时刻分子。任意时刻大概有大概有大概有大概有20005000 RNA20005000 RNA20005000 RNA20005000 RNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶在合成在合成在合成在合成RNARNARNARNA；2 2、E.coliE.coli的全酶是一个质量约的全酶是一个质量约465kD 465kD 的分子，由的分子，由两个两个、亚基及一个亚基及一个 因子所组成。其中，因子所组成。其中，、亚基构成了亚基构成了核心酶核心酶，加上，加上因子之后便构成了因子之后便构成了全酶全酶。即：全酶=核心酶+因子（1 1）亚亚基的功能：基的功能：当当噬噬菌菌体体T4感染感染E.coli时，宿主时，宿主亚亚基基被糖基被糖基化修饰化修饰。修饰修饰导导致致了了原原来来被被全酶全酶所所识别识别的启动子的启动子亲亲和和力力下降下降，这就，这就提提示：示：3、各亚基的功能：、各亚基的功能：亚基在启动子识别中起作用亚基在启动子识别中起作用。亚基的作用亚基的作用：位于前端的位于前端的位于前端的位于前端的 因子使双链解链为单链因子使双链解链为单链因子使双链解链为单链因子使双链解链为单链 ；位于尾端的位于尾端的位于尾端的位于尾端的 因子使单链新聚合为双链因子使单链新聚合为双链因子使单链新聚合为双链因子使单链新聚合为双链。核心酶的组建顺序：因子核心酶的组建顺序：因子核心酶的组建顺序：因子核心酶的组建顺序：因子+2+2+（2 2）亚基：亚基：亚基：亚基：重复使用重复使用重复使用重复使用(Reusable)(Reusable)使使使使 Holo-enzymeHolo-enzyme识别识别识别识别启动子启动子启动子启动子,并并并并与模板链结合与模板链结合与模板链结合与模板链结合 修饰修饰修饰修饰 RNApol RNApol 构型，构型，构型，构型，降低全酶与降低全酶与降低全酶与降低全酶与DNADNA的非特异性结合力的非特异性结合力的非特异性结合力的非特异性结合力增强全酶与增强全酶与增强全酶与增强全酶与启动子位点启动子位点启动子位点启动子位点的特异性结合力的特异性结合力的特异性结合力的特异性结合力 RNARNA链合成达链合成达链合成达链合成达8989个碱基时，个碱基时，个碱基时，个碱基时，因子释放，离开核心酶，因子释放，离开核心酶，因子释放，离开核心酶，因子释放，离开核心酶，由核心酶负责延伸。由核心酶负责延伸。由核心酶负责延伸。由核心酶负责延伸。因子能够保证细菌因子能够保证细菌因子能够保证细菌因子能够保证细菌RNARNA聚合酶稳定地结合到某个特异的、聚合酶稳定地结合到某个特异的、聚合酶稳定地结合到某个特异的、聚合酶稳定地结合到某个特异的、唯一的唯一的唯一的唯一的DNADNA启动子上。启动子上。启动子上。启动子上。例如：正例如：正常常情情况况下负下负责责大大多多数数基基因因转录的是转录的是70。但但32和和E在在环环境境变变化（化（热激热激）时）时被被表达表达。28用于用于正正常常生生长长时时鞭毛鞭毛基基因因的表的表达达。在大肠杆菌中，在大肠杆菌中，存在多种存在多种因子因子。不同的不同的因因子可以识别不同的启动子序列，从而可以启动不子可以识别不同的启动子序列，从而可以启动不同基因的表达；同基因的表达；大肠杆菌的热大肠杆菌的热大肠杆菌的热大肠杆菌的热激应激应激应激应答基因的表达的调控答基因的表达的调控答基因的表达的调控答基因的表达的调控是是是是通通通通过过过过3232实现的。实现的。实现的。实现的。温温温温度度度度升高升高升高升高时时时时3232数数数数量量量量增增增增加加加加，而而而而温温温温度恢度恢度恢度恢复复复复,3232活性活性活性活性降降降降低低低低来来来来完完完完成成成成诱诱诱诱导导导导。3232合成的基合成的基合成的基合成的基本本本本信信信信号号号号是是是是温温温温度度度度增增增增加加加加导导导导致致致致未未未未折叠折叠折叠折叠蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质(部分部分部分部分变变变变性蛋白质性蛋白质性蛋白质性蛋白质)在在在在细细细细胞胞胞胞内内内内累积累积累积累积。另一另一另一另一组组组组热热热热调控调控调控调控基基基基因的表达是因的表达是因的表达是因的表达是由由由由E E 因因因因子子子子控控控控制制制制，它负它负它负它负责责责责对对对对比比比比3232更更更更剧烈剧烈剧烈剧烈的的的的温温温温度度度度变变变变化化化化应应应应答答答答。它它它它是由是由是由是由热变性热变性热变性热变性蛋白质的蛋白质的蛋白质的蛋白质的积积积积聚聚聚聚所所所所诱诱诱诱导导导导的。的。的。的。大大大大肠杆肠杆肠杆肠杆菌细菌细菌细菌细胞胞胞胞含含含含有有有有少少少少量量量量5454，当，当，当，当培养培养培养培养基中基中基中基中缺缺缺缺乏乏乏乏氮氮氮氮时时时时被被被被激活激活激活激活。在在在在这这这这些情些情些情些情况况况况下下下下，基，基，基，基因被因被因被因被开启开启开启开启以以以以便便便便利利利利用用用用可可可可替替替替代代代代氮氮氮氮源源源源。因子：因子：因子：因子：促进促进促进促进RNA pol+NTP RNA elongation RNA pol+NTP RNA elongation；完成完成完成完成 NTPNTP之间的磷酸脂键的连接之间的磷酸脂键的连接之间的磷酸脂键的连接之间的磷酸脂键的连接 ；与与与与 Rho()Rho()因子竞争因子竞争因子竞争因子竞争RNA 3RNA 3-end-end。因子；因子；强碱性亚基强碱性亚基 促使促使RNA聚合酶聚合酶与与有义链有义链（sense strand）的结合）的结合 总结总结：Holo Enzyme 含有的功能位点含有的功能位点 sense strand DNA binding point()DNA/RNA hybrid site()D.S.DNA unwinding point()D.S.DNA rewinding point()原核生物原核生物RNApol(Core)的结构与功能的结构与功能Enzyme MovementDNA coding strand()Rewinding point()Unwinding point()RNA binding site RNA/DNA hybrid()DNA template strand 10-17bp 总结：大肠杆菌总结：大肠杆菌RNARNA聚合酶的组成分析聚合酶的组成分析亚亚亚亚基基基基基因基因基因基因相对分相对分相对分相对分子量子量子量子量亚基亚基亚基亚基数数数数组分组分组分组分功能功能功能功能 rpoArpoA36500365002 2核心酶核心酶核心酶核心酶核心酶组装，启动子识核心酶组装，启动子识核心酶组装，启动子识核心酶组装，启动子识别。解螺旋及重新螺旋别。解螺旋及重新螺旋别。解螺旋及重新螺旋别。解螺旋及重新螺旋 rpoBrpoB1510001510001 1核心酶核心酶核心酶核心酶 和和和和共同形成共同形成共同形成共同形成RNARNA合合合合成的活性中心成的活性中心成的活性中心成的活性中心rpoCrpoC1550001550001 1核心酶核心酶核心酶核心酶？11000110001 1核心酶核心酶核心酶核心酶？rpoDrpoD70000700001 1 因子因子因子因子存在多种存在多种存在多种存在多种 因子，用于因子，用于因子，用于因子，用于识别不同的启动子识别不同的启动子识别不同的启动子识别不同的启动子RNARNA聚合酶与聚合酶与DNADNA聚合酶的区别聚合酶的区别RNARNARNARNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶DNADNADNADNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶大小大小大小大小(M)(M)(M)(M)大，大，大，大，4.8104.8104.8104.8105 5 5 5doldoldoldol小，小，小，小，1.09101.09101.09101.09105 5 5 5doldoldoldol引物引物引物引物无无无无有有有有产物产物产物产物较短，游离较短，游离较短，游离较短，游离较长，与模板以氢较长，与模板以氢较长，与模板以氢较长，与模板以氢键相连键相连键相连键相连作用方式作用方式作用方式作用方式一条链的某一段一条链的某一段一条链的某一段一条链的某一段两条链同时进行两条链同时进行两条链同时进行两条链同时进行外切酶活性外切酶活性外切酶活性外切酶活性无无无无5 5 5 5 3 3 3 3，3 3 3 3 5 5 5 5 校对合成能力校对合成能力校对合成能力校对合成能力 无无无无有有有有修复能力修复能力修复能力修复能力无无无无有有有有（二）、启动子（二）、启动子1、启动子的发现方法：、启动子的发现方法：Promoter region identified by DNAase method RNA polymerase (no NTP)DNA sequencing DNase digestion DNA+dissolve大肠杆菌大肠杆菌RNA聚合酶全酶所识别的启动子区聚合酶全酶所识别的启动子区 通过比较不同基因的启动子序列，发现细菌具有四通过比较不同基因的启动子序列，发现细菌具有四通过比较不同基因的启动子序列，发现细菌具有四通过比较不同基因的启动子序列，发现细菌具有四个保守位点：个保守位点：个保守位点：个保守位点：起始位点起始位点起始位点起始位点、-10-10区区区区、-35-35区区区区以及以及以及以及-10-10和和和和-35-35区之间间区之间间区之间间区之间间隔隔隔隔距距距距离离离离。2、原核生物启动子的特点：、原核生物启动子的特点：（1 1 1 1）、起始位点通常）、起始位点通常）、起始位点通常）、起始位点通常(90%)(90%)(90%)(90%)都是都是都是都是嘌呤碱基嘌呤碱基嘌呤碱基嘌呤碱基。该碱基。该碱基。该碱基。该碱基左右两侧的碱基通常是左右两侧的碱基通常是左右两侧的碱基通常是左右两侧的碱基通常是C C C C（左侧），（左侧），（左侧），（左侧），T T T T（右侧），即：（右侧），即：（右侧），即：（右侧），即：组成组成组成组成CATCATCATCAT序列序列序列序列。启动子定义：启动子定义：指能被指能被RNARNA聚合酶全酶聚合酶全酶识别、结合并识别、结合并启动基因转录的一段启动基因转录的一段DNADNA序列序列。（2 2）、在）、在起始位点起始位点上游上游，在在几几乎乎所所有的启动子中有的启动子中都都可以可以发发现现一个一个6bp的区域的区域。六六聚物的聚物的中中中中心心心心通常靠通常靠近近起始点起始点上游上游的的10bp。该区称为。该区称为10101010区区区区。它它的同的同源源序序列为列为TATAAT。可被总结为如下形式：可被总结为如下形式：可被总结为如下形式：可被总结为如下形式：T(80)A(95)T(45)A(60)A(50)T(96)T(80)A(95)T(45)A(60)A(50)T(96)，其中，数字表示，其中，数字表示，其中，数字表示，其中，数字表示碱基出现最大频率的百分数。该区又称为碱基出现最大频率的百分数。该区又称为碱基出现最大频率的百分数。该区又称为碱基出现最大频率的百分数。该区又称为PribnowPribnowBoxBox。-10-10序列中开始的高度保守的序列中开始的高度保守的序列中开始的高度保守的序列中开始的高度保守的TATA 和最后一个几乎完和最后一个几乎完和最后一个几乎完和最后一个几乎完全保守的全保守的全保守的全保守的T T 是最重要的碱基。是最重要的碱基。是最重要的碱基。是最重要的碱基。（3 3）、）、TTGACATTGACA区：区：大肠杆菌启动子中另外一个保大肠杆菌启动子中另外一个保守区是守区是以起始位点上游以起始位点上游-35bp-35bp为中心的为中心的，称，称-35-35区。区。其共有序列为其共有序列为TTGACATTGACA，各碱基出现的频率为：各碱基出现的频率为：T(82)T(84)G(78)A(65)C(54)A(45)。其中括号数。其中括号数字表示该碱基出现的频率。该区又称为字表示该碱基出现的频率。该区又称为SextamaBox。（4 4）、在）、在）、在）、在90%90%启动子中，启动子中，启动子中，启动子中，-35-35和和和和-10-10区之间的区之间的区之间的区之间的分隔距分隔距分隔距分隔距离离离离在在在在1616到到到到18bp18bp 之间，其中最适距离为之间，其中最适距离为之间，其中最适距离为之间，其中最适距离为17bp17bp，这个距，这个距，这个距，这个距离对于启动子启动基因表达效率是最佳的。个别例离对于启动子启动基因表达效率是最佳的。个别例离对于启动子启动基因表达效率是最佳的。个别例离对于启动子启动基因表达效率是最佳的。个别例外的可以外的可以外的可以外的可以小于小于小于小于1515 或者或者或者或者大于大于大于大于20bp20bp。尽管间隔区的真实序列并不重要，但间隔距离大小尽管间隔区的真实序列并不重要，但间隔距离大小尽管间隔区的真实序列并不重要，但间隔距离大小尽管间隔区的真实序列并不重要，但间隔距离大小可以保持两个区恰当的距离，从而使两个区适合于可以保持两个区恰当的距离，从而使两个区适合于可以保持两个区恰当的距离，从而使两个区适合于可以保持两个区恰当的距离，从而使两个区适合于RNARNA聚合酶的聚合酶的聚合酶的聚合酶的几何结构几何结构几何结构几何结构，所以可以，所以可以，所以可以，所以可以增加启动子的启增加启动子的启增加启动子的启增加启动子的启动效率动效率动效率动效率。原核生物启动子的结构：原核生物启动子的结构：典型启动子的结构典型启动子的结构 -35 -10 转录起点起点TTGACA 16-19bp TATAAT 5-9bp3、Sextama Box 与与Pribnow Box的功能：的功能：（2 2）、）、）、）、-10-10区序列的区序列的区序列的区序列的突突突突变变变变不不不不影响影响影响影响转录闭转录闭转录闭转录闭合合合合复复复复合合合合体体体体的的的的形形形形成，成，成，成，但但但但是其是其是其是其向向向向转录转录转录转录开开开开放放放放复合体复合体复合体复合体的转的转的转的转变变变变变变变变慢慢慢慢。（1）、两个区功能的研究方法：利用）、两个区功能的研究方法：利用碱基突变碱基突变来来验证序列功能。验证序列功能。该结果表明，该结果表明，-10区序列组成了启动子的区序列组成了启动子的“解旋域解旋域”(Unwindingdomain)。（3 3）、）、）、）、-35-35区序列的突变使区序列的突变使区序列的突变使区序列的突变使转录闭合复合体转录闭合复合体转录闭合复合体转录闭合复合体的形成的形成的形成的形成速度速度速度速度减慢减慢减慢减慢，但并不抑制其转变为，但并不抑制其转变为，但并不抑制其转变为，但并不抑制其转变为转录开放复合体转录开放复合体转录开放复合体转录开放复合体。因此因此-35区序列的功能是为区序列的功能是为RNA聚合酶的识别提聚合酶的识别提供信号供信号，因此，可以将，因此，可以将-35区序列看作是区序列看作是“识别识别域域”(Recognitiondomain)。（4 4）、）、）、）、Sextama Box Sextama Box 与与与与Pribnow Box Pribnow Box 间距间距间距间距17bp,17bp,有利于有利于RNApol启动启动17bp的间距较的间距较17bp的序列特异性对转录更为重要的序列特异性对转录更为重要（5 5）、）、）、）、Sextama Box or Pribnow Box mut.Sextama Box or Pribnow Box mut.转录率下降转录率下降100XSextama Box and Pribnow Box mut.转录率下降转录率下降1000X4、Promoter与与factor 间的作用间的作用 二二二二者者者者结结结结合合合合的的的的专专专专效效效效性性性性决决决决定定定定了了了了 某某某某个个个个启启启启动动动动子子子子是是是是strong strong strong strong promoter promoter promoter promoter 还是还是还是还是 weak promoter weak promoter weak promoter weak promoter 与标准启动子序列同源性愈高与标准启动子序列同源性愈高 启动强度愈大启动强度愈大 与标准启动子序列同源性愈低与标准启动子序列同源性愈低 启动强度愈小启动强度愈小 若与标准启动子序列差异很大若与标准启动子序列差异很大 则则由另一种由另一种因子启动因子启动E.coli;4factor recognition 4 promoters Bacillus;10factor recognition 10 promoters二、原核生物基因转录的起始过程：二、原核生物基因转录的起始过程：1 1 1 1、全酶、全酶、全酶、全酶结合到结合到结合到结合到启动子序列上，启动子序列上，启动子序列上，启动子序列上，形形形形成一个成一个成一个成一个闭闭闭闭合合合合(Closed)(Closed)的的的的二二二二元元元元复复复复合物合物合物合物而而而而开始开始开始开始反应；反应；反应；反应；2 2 2 2、与酶结合的一、与酶结合的一、与酶结合的一、与酶结合的一小小小小段段段段DNADNA序列的序列的序列的序列的“溶溶溶溶解解解解”导导导导致致致致了了了了闭闭闭闭合合合合复复复复合合合合体体体体转转转转变变变变为为为为开开开开放放放放(Open)(Open)复复复复合合合合体体体体。对于。对于。对于。对于强强强强启动启动启动启动子子子子来来来来说说说说，闭闭闭闭合合合合复复复复合合合合体体体体向向向向开开开开放放放放二二二二元元元元复复复复合物的转合物的转合物的转合物的转变变变变是是是是不不不不可可可可逆逆逆逆转的。转的。转的。转的。（一）、转录的起始：（一）、转录的起始：3 3 3 3、第三、第三、第三、第三步步步步是是是是最最最最开始的开始的开始的开始的两两两两个个个个核核核核苷酸苷酸苷酸苷酸之间的之间的之间的之间的连连连连接接接接。在它在它在它在它们们们们之间之间之间之间会会会会形形形形成一个成一个成一个成一个磷磷磷磷酸酸酸酸二酯键二酯键二酯键二酯键，这样，这样，这样，这样，所所所所产生的产生的产生的产生的三元复三元复三元复三元复合物合物合物合物(Ternarycomplex)(Ternarycomplex)就就就就包包包包括括括括RNARNA、DNADNA、聚合酶。聚合酶。聚合酶。聚合酶。4 4 4 4、当、当、当、当起始过程完成起始过程完成起始过程完成起始过程完成后后后后，聚合酶，聚合酶，聚合酶，聚合酶释放出释放出释放出释放出因因因因子子子子而而而而转转转转变变变变为为为为核核核核心心心心酶酶酶酶，后后后后者者者者和和和和DNADNA、新、新、新、新生生生生RNARNA组组组组成成成成延伸延伸延伸延伸三元复合物三元复合物三元复合物三元复合物。接下来加入的接下来加入的接下来加入的接下来加入的前九个核苷酸前九个核苷酸前九个核苷酸前九个核苷酸，聚合酶是一直不移动的聚合酶是一直不移动的聚合酶是一直不移动的聚合酶是一直不移动的，产生一条短产生一条短产生一条短产生一条短RNARNA链，直到链，直到链，直到链，直到九个碱基九个碱基九个碱基九个碱基为止。九个碱基中的任为止。九个碱基中的任为止。九个碱基中的任为止。九个碱基中的任何一个加入后，聚合酶都有释放何一个加入后，聚合酶都有释放何一个加入后，聚合酶都有释放何一个加入后，聚合酶都有释放RNARNA的可能性，导致的可能性，导致的可能性，导致的可能性，导致流产流产流产流产起始起始起始起始(Abortiveinitiation)(Abortiveinitiation)。但流产起始之后聚合酶又开始合。但流产起始之后聚合酶又开始合。但流产起始之后聚合酶又开始合。但流产起始之后聚合酶又开始合成第一个碱基。流产起始常常产生一系列短的寡聚核苷酸成第一个碱基。流产起始常常产生一系列短的寡聚核苷酸成第一个碱基。流产起始常常产生一系列短的寡聚核苷酸成第一个碱基。流产起始常常产生一系列短的寡聚核苷酸(29(29个碱基个碱基个碱基个碱基)。总结：转录的起始总结：转录的起始转录转录转录转录延伸延伸延伸延伸之之之之前前前前，RNARNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶要要要要经经经经过过过过数数数数个个个个步骤步骤步骤步骤。闭闭闭闭合合合合二二二二元元元元复复复复合物转化为开合物转化为开合物转化为开合物转化为开放放放放二二二二元元元元复复复复合物，开合物，开合物，开合物，开放放放放二二二二元元元元复复复复合物合物合物合物再再再再转化为转化为转化为转化为三三三三元元元元复复复复合物。合物。合物。合物。（二）、起始过程中的（二）、起始过程中的RNA聚合酶的形态聚合酶的形态变化：变化：1 1、当、当RNA聚合酶聚合酶全酶全酶最最初初结合到结合到DNA上上时，时，它它覆盖覆盖了从了从-55到到+20大大约约7580bp的的长度长度。2 2 2 2、伴伴伴伴随随随随因因因因子的子的子的子的失去失去失去失去，聚合酶与，聚合酶与，聚合酶与，聚合酶与-55-55到到到到-35-35 的结合的结合的结合的结合也也也也失失失失去去去去，仅仅仅仅剩剩剩剩下下下下约约约约60bp60bp的的的的DNADNA被被被被聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶所所所所覆盖覆盖覆盖覆盖。这说明：这说明：这说明：这说明：启动子的上游部分仅参与启动子的上游部分仅参与启动子的上游部分仅参与启动子的上游部分仅参与RNARNA聚合酶的聚合酶的聚合酶的聚合酶的起始识别，起始以后便不再起作用起始识别，起始以后便不再起作用起始识别，起始以后便不再起作用起始识别，起始以后便不再起作用。3 3 3 3、当、当、当、当RNARNA链链链链延伸延伸延伸延伸到到到到15152020 个碱基时，酶个碱基时，酶个碱基时，酶个碱基时，酶会会会会发发发发生生生生进进进进一一一一步步步步的的的的形形形形态态态态变变变变化，转化，转化，转化，转变变变变成成成成负负负负责责责责转录转录转录转录延伸延伸延伸延伸的的的的复复复复合合合合体体体体，仅，仅，仅，仅覆覆覆覆盖盖盖盖303040bp40bp长度长度长度长度。RNARNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶首先首先首先首先与与与与-55-55到到到到+20+20之间的区域之间的区域之间的区域之间的区域接接接接触触触触，当，当，当，当 因因因因子子子子解解解解离离离离下下下下来来来来后后后后，核核核核心心心心酶与酶与酶与酶与-30-30左右左右左右左右的序列结合。的序列结合。的序列结合。的序列结合。接接接接着着着着核核核核心心心心酶酶酶酶向前向前向前向前移动，结移动，结移动，结移动，结构构构构逐渐逐渐逐渐逐渐致致致致密密密密并最并最并最并最终终终终形形形形成成成成延伸复延伸复延伸复延伸复合物。合物。合物。合物。总结：转录起始过程中复合物的变化总结：转录起始过程中复合物的变化象蠕虫象蠕虫一样移一样移动动三、转录的三、转录的延伸：延伸：因子因子释放后，放后，进入入链的延的延长阶段段1 1、RNARNA合成合成合成合成在在在在一个一个一个一个“转录转录转录转录泡泡泡泡(Bubble)(Bubble)”中中中中进行进行进行进行，在在在在转录转录转录转录泡泡泡泡中，中，中，中，DNADNA被被被被瞬瞬瞬瞬间间间间分分分分离离离离成单链，其中一条成单链，其中一条成单链，其中一条成单链，其中一条被被被被作作作作为为为为RNARNA合成的模板。当合成的模板。当合成的模板。当合成的模板。当RNARNA聚合酶沿聚合酶沿聚合酶沿聚合酶沿DNADNA移动时，移动时，移动时，移动时，空泡空泡空泡空泡也也也也随随随随之移动。之移动。之移动。之移动。RNA RNA 链链 的的 延延 伸伸35RNA-DNARNA-DNA杂交螺旋杂交螺旋聚合酶的移动方向新生新生RNARNA复链复链解链解链有义链模板链（反义链）延长部位延长部位DNARNARNA链的合成方向链的合成方向5353 各种各种各种各种结结结结果果果果表表表表明明明明，RNA-DNARNA-DNA杂杂杂杂交交交交区的区的区的区的长度长度长度长度在在在在3939 个碱个碱个碱个碱基对之间。基对之间。基对之间。基对之间。所所所所有有有有核核核核苷酸苷酸苷酸苷酸的合成的合成的合成的合成都都都都是从是从是从是从游离核苷酸的游离核苷酸的游离核苷酸的游离核苷酸的5 5 -三磷三磷三磷三磷酸酸酸酸基基基基团团团团与与与与RNARNA链链链链末端末端末端末端的的的的3 3 -OHOH之间的之间的之间的之间的缩缩缩缩合合合合反应反应反应反应。新新新新加入加入加入加入核核核核苷酸苷酸苷酸苷酸失去失去失去失去末端末端末端末端的的的的两两两两个个个个磷磷磷磷酸酸酸酸基基基基(和和和和)；其其其其磷磷磷磷酸酸酸酸基与基与基与基与RNARNA链链链链形形形形成成成成磷磷磷磷酸酸酸酸二酯键二酯键二酯键二酯键。这个。这个。这个。这个反应反应反应反应发发发发生生生生在在在在催化位点催化位点催化位点催化位点。2、磷酸二酯键的形成：、磷酸二酯键的形成：3737时时时时反应反应反应反应速速速速度度度度约约约约为为为为每秒每秒每秒每秒4040个个个个核核核核苷酸苷酸苷酸苷酸(细菌细菌细菌细菌RNARNA聚聚聚聚合酶合酶合酶合酶)；这与这与这与这与翻译翻译翻译翻译的的的的速速速速度度度度(每秒每秒每秒每秒1515个个个个氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸)大致大致大致大致相同，相同，相同，相同，RNARNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶控控控控制制制制着着着着下下下下一个一个一个一个核核核核苷酸苷酸苷酸苷酸的的的的加入加入加入加入。该酶。该酶。该酶。该酶可可可可能仅能仅能仅能仅当一个当一个当一个当一个核核核核苷酸苷酸苷酸苷酸与模板与模板与模板与模板形形形形成成成成氢氢氢氢键键键键互补互补互补互补配配配配对对对对时时时时才允才允才允才允许许许许磷磷磷磷酸酸酸酸二酯键二酯键二酯键二酯键的的的的形形形形成。成。成。成。如如如如果果果果该该该该核核核核苷酸苷酸苷酸苷酸与模板与模板与模板与模板不不不不匹匹匹匹配配配配，则则则则将将将将其其其其去去去去除除除除，接接接接着着着着另一个另一个另一个另一个核核核核苷酸苷酸苷酸苷酸加入加入加入加入。3、延伸的速度：延伸的速度：4、核苷酸加入的控制：、核苷酸加入的控制：四、细菌四、细菌RNA转录的终止：转录的终止：1 1、一、一旦旦RNA聚合酶开始转录，酶就沿模板聚合酶开始转录，酶就沿模板向前向前移移动合成动合成RNA，直到，直到遇遇到一个到一个终止子终止子(Terminator)，聚合酶聚合酶停停止止向向正正在在生生长长的的RNA链链添添加加核核苷酸苷酸，释放释放合成的合成的RNARNA产物，从产物，从DNA模板模板上解上解离离。终止子：终止子：是是RNA聚合酶停止聚合酶停止RNA转录的一段转录的一段DNA序列序列。终止过程需要所有维持终止过程需要所有维持RNA-DNA杂交的氢键断裂，杂交的氢键断裂，然后然后DNA重新形成双螺旋。重新形成双螺旋。2 2、根、根据体据体外外实实验验中中RNA聚合酶是聚合酶是否否需需要要辅辅助蛋助蛋白质白质参参与终止，与终止，可将可将E.coli 中的终止子中的终止子分分为为两种两种类类型型：在体外，在体外，没有任何其它因子参与没有任何其它因子参与，核心酶也能在，核心酶也能在某些位点终止转录，这些位点被称为某些位点终止转录，这些位点被称为“内源性终止内源性终止子子(Intrinsicterminator)”。“因子依赖型终止子因子依赖型终止子”：体外体外需要需要因子的辅因子的辅助；突变实验显示助；突变实验显示体内体内该因子参与了终止过该因子参与了终止过程程。（1）、）、内内源源性性终止子：终止子：A A、终止子的结构特点：、终止子的结构特点：内源性终止子有两个明显的结构特点：一个二级内源性终止子有两个明显的结构特点：一个二级结构中的结构中的发夹结构发夹结构和转录单位最末端的和转录单位最末端的连续约连续约6个个U残基残基的区段。这两个特点都是终止所必需的。的区段。这两个特点都是终止所必需的。发夹的发夹的基底部基底部通常包含一个通常包含一个富含富含G:C区区。发夹发夹和和U区段的区段的典型距离典型距离为为79个碱基个碱基。有时有时U区段可区段可以插有其它碱基。以插有其它碱基。终止子终止子终止子终止子内部包含能内部包含能内部包含能内部包含能够够够够形形形形成成成成7-20bp7-20bp长度长度长度长度发发发发夹夹夹夹结结结结构构构构区。区。区。区。茎茎茎茎环环环环结结结结构构构构有有有有富富富富含含含含尿嘧啶尿嘧啶尿嘧啶尿嘧啶核核核核苷酸苷酸苷酸苷酸的的的的G-CG-C区。区。区。区。内内源源性性终止子的结构终止子的结构B B、内、内源源性性终止子终止子终止的机理：终止的机理：RNARNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶遇到遇到遇到遇到发发发发夹夹夹夹结结结结构时构时构时构时，RNARNA转录产物