与DNA链互补的单链RNA的合成称为转录。在RNA聚合酶的作用下，编码在双链DNA中的遗传信息转化为RNA链。转录产生三个RNA类型:信使RNA (mRNA)、转移RNA (tRNA)和核糖体RNA (rRNA)。
- 信使rna:携带蛋白质合成指令
- tRNA:转运氨基酸
- rRNA:核糖体的组成部分
在这三种类型的RNA中，只有信使RNA (mRNA)被翻译成蛋白质。
双股是由两条单股组成。每一股都有它的功能。一条是模板链(非编码链、反义链)，另一个是非模板链(编码链、感觉链)．模板链作为RNA合成的模板，即，如果腺嘌呤(a)编码在模板链中，尿嘧啶(U)将编码在新合成的RNA中。如果鸟嘌呤(G)编码在模板链中，那么胞嘧啶(C)将编码在RNA中。
转录步骤(RNA合成)
原核生物的转录(例如，大肠杆菌)分为三个步骤:起始、延伸和终止。
初始化
转录开始于RNA聚合酶全酶与DNA启动子区域的结合。启动子区域是DNA中作为转录起始位点的特定序列。
RNA聚合酶由多个亚基组成。它由核心酶和全酶组成。RNA聚合酶有助于解开DNA双螺旋结构。然后其中一股作为模板。
- 核心酶由2α、β和β '组成。核心酶缺乏特异性，不能识别DNA模板的启动子区域。
- 全酶由-亚基和核心酶组成。-亚基(' sigma因子)帮助RNA聚合酶识别DNA上的启动子区域。
启动子区域
在大肠杆菌RNA聚合酶在转录开始位点前约70个碱基对(bp)到转录开始位点后约30个bp的区域内结合。转录起始位点的第一个碱基是“+1”，但没有一个碱基被指定为“0”。
启动子区域在成分-70和+30之间延伸。RNA聚合酶中的-亚基识别启动子位点。因子在启动子位点识别的序列称为普里布诺框．
普里布诺框位于转录起始位点的左侧-10个区域。6个核苷酸(5 ' -TATAAT- 3 '或塔塔盒子)都在里面。
-35年序列位于转录起始位点左侧35个碱基处。核苷酸序列(5 ' -TTGACA-3 ')。
绑定
RNA聚合酶识别并结合DNA中的启动子区域。最初，它形成DNA完整的封闭复合体。后来它形成了开放的复合体，其中DNA在RNA聚合酶的作用下开始展开。unwind发生在-10序列或TATA盒附近，因为没有足够的GC核苷酸对，并且在这个区域有弱键。两条DNA链的分离超过17个bp的片段。暴露编码链中的碱基，允许通过添加三磷酸核糖核苷来合成RNA。
伸长
RNA聚合酶开始合成DNA序列的转录本，也不需要引物。通常，嘌呤核糖核苷酸是在开始时添加的。当RNA链合成时，RNA- dna混合螺旋(8-9个核苷酸)形成。整个结构称为a转录泡沫。sigma亚基在DNA-RNA杂交体形成后被释放。
聚合酶离开启动子，发挥延长RNA的作用。sigma亚基需要被释放以延长RNA，因为它阻断了RNA出口通道。然后RNA聚合酶的核心酶沿着DNA模板移动到RNA延伸的终点。为了与核糖核苷酸结合，形成了磷酸二酯键。核糖核苷酸腺嘌呤(A)，尿嘧啶(U)，鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)被添加到生长链中。只要加入一个核糖核苷酸，焦磷酸盐就会释放出来。DNA拓扑异构酶I和II放松了在伸长过程中可能形成的超线圈。
终止
RNA链继续延长，直到到达终点。终止有两种类型:⍴)独立终止和独立终止。
Rho-dependent终止
ρ(⍴)蛋白质是释放RNA产物所必需的。Rho蛋白既不与RNA聚合酶结合，也不与DNA结合。它与RNA紧密结合，到达RNA聚合酶- dna复合物。Rho是一种依赖于atp的rna刺激解旋酶，可以破坏新生的RNA-DNA复合物。Rho蛋白与新合成RNA的3 '端附近的富c区结合，并迁移直到在5 ' -3 '方向上找到终止位点。
当它到达终止位点时，RNA和RNA聚合酶从DNA中释放出来。因此转录在其中终止。
Rho-independent终止
它不需要蛋白。RNA聚合酶可以识别终止信号，即DNA模板上富含gc的序列。它由倒立重复段和中心非重复段组成。
在新形成的RNA中，链内碱基配对通过自身折叠发生。然后形成发夹环状结构。A序列在DNA模板中遵循这个环结构。RNA中的互补碱基对就是RNA中的U序列。UA的结合很弱，因为U=A中只有两个氢键。类似地，在茎的基部，富含gc的区域稳定了发夹的二级结构。
当RNA分子的合成终止时，酶与DNA模板分离。然后它解离到自由核心酶和自由因子。
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原核生物和真核生物转录的差异西文
| 原核生物的转录 | 真核生物的转录 |
| 发生在细胞质中 | 发生在细胞核中 |
| 只有一种RNA聚合酶可以合成所有三种类型的RNA (mRNA, rRNA, tRNA) | 三种RNA聚合酶，I, II和III，分别合成rRNA, mRNA和tRNA。 |
| 转录起始不需要任何起始因子或蛋白质。 | 转录的启动需要被称为转录因子的蛋白质(TFIIA, TFIIB, TFIIID, TFIIE, TFIIF和TFIIH)，它们识别TATA盒。 |
| RNA聚合酶是5-多肽的复合体。 | RNA聚合酶是10-15个多肽的复合体。 |
| 转录单位有一个或多个基因(多顺子) | 转录单位只有一个基因(单顺子)。 |
| 抑制剂: 利福平:抑制RNA聚合酶的结合 放线菌素:阻断RNA聚合酶的运动 |
抑制剂: α-菊芋素:抑制RNA聚合酶II。 |
引用:
- 马迪根，马丁科，J. M.，斯塔尔，D. A.和克拉克，D. P.(2011)。微生物生物学(第13版)。本杰明Cumming。