3.5原核生物RNA聚合酶与RNA转录

这是一篇关于3.5原核生物RNA聚合酶与RNA转录的思维导图，包括：原核生物RNA聚合酶、原核生物启动子结构、原核生物RNA转录周期。

3.5原核生物RNA聚合酶与RNA转录

• 原核生物RNA聚合酶
  • 大肠杆菌RNA聚合酶
    • 组成：2个α亚基、1个β亚基、1个β'亚基、1个ω亚基组成核心酶，加1个σ亚基后成为聚合酶全酶
    • 功能
      • α亚基可能与核心酶的组装和启动子的识别有关，并参与RNA聚合酶和部分调节因子的相互作用
      • β亚基和β'亚基共同形成聚合酶的活性中心，与DNA结合，催化形成磷酸二酯键
      • σ亚基负责模板链的选择和转录的起始，它是酶的别构效应物，使酶专一性识别模板链上的启动子
      • ω亚基在全酶中存在，功能不详
• 原核生物启动子结构
  • -10区（Pribnow box）
    • 共有序列TATAAT
    • 模板在转录方向上易解开
    • 为RNA聚合酶紧密结合位点
  • -35区（sextama box）
    • 共有序列TTGACA
    • RNA聚合酶识别区
    • σ因子识别位点
    • 与RNA聚合酶全酶全酶亲和力强
    • 决定启动子的强度，确保转录方向
  • UP原件（上游启动子原件）
    • 存在于某些高度表达基因-60~-40位置的启动子中
    • σ亚基识别位点
• 原核生物RNA转录周期
  • RNA转录起始：生成一个三元起始复合物的过程
    • RNA聚合酶全酶对启动子的识别，聚合酶与启动子可逆性结合形成封闭复合物，此时DNA双链仍处于双链状态
    • 伴随DNA构象的改变，封闭复合物转变成开放复合物，聚合酶全酶所结合的DNA序列中有一段双链被解开
    • 开放复合酶与最初2个NTP相结合，并在其间形成磷酸二酯键后转变成包括RNA聚合酶全酶、DNA和新生RNA的三元起始复合物
  • 新生RNA的延伸
    • 新生RNA链的长度达到9-10个核苷酸时，σ因子从RNA聚合酶全酶上脱落下来，核心酶沿着DNA模板链移动并使新生RNA不断延伸
    • DNA和RNA聚合酶分子都发生了构象改变，由核心酶、DNA和新生RNA共同组成了转录延伸复合物
    • RNA聚合酶的两种校对机制
      • 焦磷酸编辑：通过新加入焦磷酸来去除错误插入的核苷酸序列
      • 水解编辑：由一些Gre因子（延伸刺激因子）激发聚合酶快速延伸，同时除去含有错误配对的序列
  • RNA转录终止
    • 两种终止子
      • 依赖于ρ因子的终止
        • ρ因子是六聚体，具有NTP酶和解旋酶活性，通过催化NTP的水解促使新生RNA链从三元复合物中解离出来，从而终止转录
      • 不依赖于ρ因子的终止
        • 终止位点上游一般存在一个富含碱基的反向重复序列，由这段DNA转录产生的RNA容易形成发夹结构
        • 终止位点前面有一段4-8个A-T碱基对序列，其转录产物3'端为寡聚U