基因轉(zhuǎn)錄（以DNA鏈為模板合成RNA的過(guò)程）
次瀏覽 | 更新時(shí)間：2023-05-22
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基因轉(zhuǎn)錄
以DNA鏈為模板合成RNA的過(guò)程
基因轉(zhuǎn)錄是在細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)內(nèi)進(jìn)行的。它是指以DNA的一條鏈為模板，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，合成RNA的過(guò)程?；蜣D(zhuǎn)錄有正調(diào)控和負(fù)調(diào)控之分。
基本信息
| 中文名 | 基因轉(zhuǎn)錄 |
| 外文名 | Gene transcription |
轉(zhuǎn)錄因子
基因轉(zhuǎn)錄
這篇文章的試驗(yàn)方法是，通過(guò)高密度的寡核苷酸芯片，反映出人21和22號(hào)染色體的幾乎所有的非重復(fù)序列，通過(guò)這種芯片，檢測(cè)三種轉(zhuǎn)錄因子，Sp1、 cMyc、和p53的結(jié)合位點(diǎn)。結(jié)果表明，每種轉(zhuǎn)錄因子都有大量的TFBS與之結(jié)合。然而，只有22%的轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)分布在蛋白編碼基因的5'端， 36%的TFBS分布在蛋白編碼基因的中部或3'端，并且這36%的TFBS常常和基因組中的非蛋白編碼RNA分布在一起。這暗示，在人的基因組中，不僅包含蛋白編碼基因，也包含數(shù)量相當(dāng)?shù)姆蔷幋a基因（noncoding genes），他們都受常見的轉(zhuǎn)錄因子所調(diào)控。
蛋白質(zhì)分類
真核生物在轉(zhuǎn)錄時(shí)往往需要多種蛋白質(zhì)因子的協(xié)助。一種蛋白質(zhì)是不是轉(zhuǎn)錄機(jī)構(gòu)的一部分往往是通過(guò)體外系統(tǒng)看它是否是轉(zhuǎn)錄起始所必須的。一般可將這些轉(zhuǎn)錄所需的蛋白質(zhì)分為三大類：
(1)RNA聚合酶的亞基，它們是轉(zhuǎn)錄必須的，但并不對(duì)某一啟動(dòng)子有特異性。
(2)某些轉(zhuǎn)錄因子能與RNA聚合酶結(jié)合形成起始復(fù)合物，但不組成游離聚合酶的成分。這些因子可能是所有啟動(dòng)子起始轉(zhuǎn)錄所必須的。但亦可能僅是譬如說(shuō)轉(zhuǎn)錄終止所必須的。但是，在這一類因子中，要嚴(yán)格區(qū)分開哪些是RNA聚合酶的亞基，哪些僅是輔助因子，是很困難的。
(3)某些轉(zhuǎn)錄因子僅與其靶啟動(dòng)子中的特異順序結(jié)合。如果這些順序存在于啟動(dòng)子中，則這些順序因子是一般轉(zhuǎn)錄機(jī)構(gòu)的一部分。如果這些順序僅存在于某些種類的啟動(dòng)子中，則識(shí)別這些順序的因子也只是在這些特異啟動(dòng)子上起始轉(zhuǎn)錄必須的。
基因轉(zhuǎn)錄
DNA的轉(zhuǎn)錄
轉(zhuǎn)錄的位置
在真核生物中，DNA的轉(zhuǎn)錄在細(xì)胞核中進(jìn)行，其中rRNA的合成發(fā)生在核仁，mRNA的tRNA的合成發(fā)生在核質(zhì)中。
在原核生物中，轉(zhuǎn)錄在細(xì)胞質(zhì)的核質(zhì)區(qū)進(jìn)行。
轉(zhuǎn)錄的方式
轉(zhuǎn)錄開始不需要引物，鏈的延長(zhǎng)方向也是 5′→ 3′。
每次被轉(zhuǎn)錄的DNA只是一個(gè)小區(qū)段，而且是其中的一條鏈。
對(duì)于整個(gè)DNA雙鏈，每條鏈上有的區(qū)段用作有義鏈，有的區(qū)段用作反義鏈。
3. 原核生物參與轉(zhuǎn)錄的酶
RNA聚合酶
有五種亞基：a、b、b′、w、s，此外每個(gè)酶分子還含有2個(gè)Zn原子。
a2bb'ws | = | a2bb'w + s |
全酶 | 核心酶 |
核心酶：由s亞基識(shí)別起始點(diǎn)后，由核心酶負(fù)責(zé)解開DNA雙鏈、RNA鏈的延伸、恢復(fù)后面的DNA雙螺旋
a亞基 —— 與啟動(dòng)子結(jié)合
b亞基 —— 催化磷酸二酯鍵的形成
b'亞基 —— 與DNA模板結(jié)合
轉(zhuǎn)錄的過(guò)程
(1)轉(zhuǎn)錄的啟動(dòng)
DNA上存在著轉(zhuǎn)錄的起始信號(hào)，它是特殊的核苷酸序列，稱為啟動(dòng)子。
轉(zhuǎn)錄是由RNA聚合酶全酶結(jié)合于啟動(dòng)子而被啟動(dòng)的。
基因轉(zhuǎn)錄
(2)轉(zhuǎn)錄的起始
當(dāng)聚合酶結(jié)合到啟動(dòng)子上后，在啟動(dòng)子附近將DNA局部解鏈，約解開17個(gè)堿基對(duì)。（酶與啟動(dòng)子結(jié)合的部位是AT富集區(qū)，有利于解鏈）
s因子從全酶上掉下，又去結(jié)合其它的核心酶。
(3)鏈的延伸
當(dāng)s因子從核心酶上脫落后，核心酶與DNA鏈的結(jié)合變得疏松(依靠其蛋白質(zhì)的堿性與酸性核酸之間的非特異性的靜電引力)，可以在模板鏈上滑動(dòng)，方向?yàn)镈NA模板鏈的 3′→ 5′，同時(shí)將核苷酸逐個(gè)加到生長(zhǎng)的RNA鏈的3'-OH端，使RNA鏈以 5′→ 3′方向延伸。
在RNA鏈延伸的同時(shí)，RNA聚合酶繼續(xù)解開它前方的DNA雙螺旋，暴露出新的模板鏈，而后面被解開的兩條DNA單鏈又重新形成雙螺旋，DNA雙螺旋的解開區(qū)保持約17個(gè)堿基對(duì)的長(zhǎng)度。
(4)轉(zhuǎn)錄的終止
RNA聚合酶可以識(shí)別終止子，它在一種蛋白質(zhì) —— r因子的幫助下，終止轉(zhuǎn)錄，放出RNA鏈；有時(shí)，RNA聚合酶不需要r因子的幫助即可終止轉(zhuǎn)錄。
核心酶釋放了RNA后，也離開DNA。
DNA上的解鏈區(qū)重新形成雙螺旋。
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