备课素材：原核生物的转录 高一下学期生物人教版必修2

原核生物的转录一、原核生物启动的开始RNA聚合酶首先结合到DNA的启动子启动转录过程。启动子：DNA分子上被RNA聚合酶识别并结合形成转录起始复合物的区域。在结构基因的上游总是有40～60bp的保守序列，能与RNA酶相互作用，这段序列就是启动子。描述碱基位置时，把DNA上开始转录生成RNA5'端第一个核苷酸的位置定为+1，下游的碱基依次为+2、+3……上游的碱基依次为-1、-2……分析了100多个大肠杆菌启动子结构后发现，它们含有的保守序列大致分为四个区域。1.起始点开始转录的位点，标示为+1，编码链上与+1相应的碱基，通常是A或G。转录起始点和翻译起始点不在一块，翻译的起始点在下游。2.-10区保守序列的中心之一，位于转录起始点上游-10bp处，其保守序列为TATAAT。在RNA聚合酶诱导下，该区域是首先溶解使封闭复合物转化为开放复合物，便于转录起始的区域。3.-35区（识别位点）另一保守序列的中心位于-35bp，其序列是TTGACA。TTGACA是σ因子的识别位点，RNA聚合酶首先识别并结合于此，形成转录起始复合物4.-10区～-35区之间序列为RNA聚合酶提供合适的空间结构利于转录。基因启动子-35和-10区的保守序列是σ因子识别位点，不同的σ因子识别位点不同。原核生物RNA转录的起始，不需要引物

——RNA聚合酶与DNA聚合酶的重大区别。转录起始生成RNA的第一位，也就是5'-端，总是三磷酸嘌呤核苷酸GTP/ATP，以GTP常见。当5'-GTP(5'-pppG-OH)与第二位NTP聚合生成磷酸二酯键后，仍保留其5'-端3个磷酸，这个结构在RNA脱落后仍保留着。归纳起来，转录起始可分为四个阶段：（1）核心酶在σ因子的参与下与DNA模板接触，生成非专一的、不稳定复合物在模板移动。（2）σ因子辨认启动子-35区，全酶与该区结合，形成疏松复合物，此时双链未打开，称为“封闭型”的RNA聚合酶-启动子复合物。（3）RNA聚合酶向-10区移动，在-10区附近DNA发生局部解链，RNA聚合酶与DNA结合更紧密，形成“开放型”的复合物。（4）RNA聚合酶按照模板催化第一个磷酸二酯键生成，σ因子从全酶脱离（可再次与核心酶结合重复利用），形成“RNA核心酶-启动子-NTP”三元复合物。启动子调控转录的起始序列，决定着基因的表达强度。RNA聚合酶与启动子亲和力越高，转录起始的频率就越多。二、原核生物转录的延伸核苷酸链中第一个磷酸二酯键形成后，σ因子从全酶脱落，核心酶就能沿DNA开始移动。在转录延伸过程中，DNA双链解开10～20bp，形成局部单链区像一个小泡，称为转录泡（转录泡也指RNA聚合酶-DNA模板-转录产物RNA结合在一起的复合物）当然，DNA解链需要解旋酶和拓扑异构酶帮助。在转录局部形成的RNA：DNA杂化双链之间的引力比DNA双链的弱，所以延长的RNA双链的5'-端会被重新合成的DNA双链挤出，使合成中的RNA的5'端游离于复合物。在电镜下观察原核生物的转录现象，可看到“羽毛状”图形。这说明：同一DNA模板上，有多个转录同时进行。RNA链上的小黑点是核糖体，正在翻译。所以原核生物是边转录边翻译。真核不同，转录在细胞核内，翻译在细胞质内。三、原核生物转录的终止根据体外试验中RNA聚合酶是否需要辅助蛋白参与终止，分为两类。1.依赖ρ因子的转录停止ρ因子是一种蛋白质，依赖ρ因子的终止位点，没有特殊的DNA序列，但ρ因子可以和转录中的RNA结合。ρ因子被RNA包绕，激活其ATP酶活性，使其沿着RNA向3'端滑动，滑到RNA聚合酶附近时使其失活，让RNA：DNA杂化双链解链，RNA释放出来。2.不依赖ρ因子的转录停止内源性终止子有两个明显结构特点：一个二级结构的发夹，和转录单位最末端的连续6个U残基的区段，这两个特点都是终止所必须的。