按:由于转录的过程本身很复杂,需要的酶也很多,原核和真核又有区别,所以高中教材对该过程中所需要的酶没有具体介绍,并且以原核生物为例介绍的过程。加之教辅资料比较乱甚至错误很多。近期有不少朋友询问关于转录是否需要解旋酶的问题,今天就通过几个文献来集中解答一下。
1 转录的过程(1)转录起始
基因的转录是由RNA聚合酶催化进行的。基因的上游具有结合RNA聚合酶的区域,叫做启动子。启动子是一段具有特定序列的DNA,具有和RNA聚合酶特异性结合的位点,决定了基因转录的起始位点。RNA聚合酶与启动子结合后,在特定区域将DNA双螺旋两条链之间的氢键断开,使DNA解旋,形成单链区,以非编码链为模板合成RNA互补链的过程就开始了。
(2)转录延长
转录的延长是以首位核苷酸的3′-OH为基础逐个加入NTP,形成磷酸二酯键,使RNA逐步从5′向3′端延伸的过程。在原核生物,因为没有核膜的分隔,转录未完成即已开始翻译,而且在同一DNA模板上同时进行多个转录过程。电镜下看到的羽毛状图形和羽毛上的小黑点(多聚核糖体),是转录和翻译高效率的直观表现。
(3)转录终止
转录的终止在原核生物分为依赖Rho因子与非依赖Rho因子两类。在依赖Rho因子的生物类型中,因为Rho因子有ATP酶和解旋酶两种活性,能结合在转录产物的3′末端区并使转录停顿、产物RNA脱离DNA模板,所以可以终止转录。对于非依赖Rho因子的转录终止,其RNA产物3′端往往形成茎环结构,其后又有一串寡聚U。茎环结构可使RNA聚合酶变构而不再前移,寡聚U则有利于RNA脱离依附的DNA模板。因此,无论哪一种转录终止都有RNA聚合酶停顿和RNA产物脱出这两个必要过程。
2 原核生物转录解旋由RNA聚合酶完成在原核生物DNA转录解旋的过程中没有转录因子的参与,转录的解旋过程是在RNA聚合酶作用下完成的。
3 真核生物转录解旋由转录因子完成真核生物的转录过程远比原核生物复杂,所涉及酶的种类也不同。真核生物有3种RNA聚合酶:RNA聚合酶I 、RNA聚合酶II和RNA聚合酶III,它们在细胞内的定位、性质及转录的产物不同。与原核生物不同的是这3种酶不能直接与模板结合,必须借助于转录因子。
凡是转录起始所必需,但不是RNA聚合酶成分的任何蛋白质,都定义为转录因子。主要转录因子的功能见表:
真核生物转录过程中DNA的解旋不是由RNA聚合酶完成的,而是在转录因子的作用下实现的。
4 DNA复制由解旋酶解旋复制开始时,DNA分子首先利用细胞提供的能量,在解旋酶的作用下,把两条螺旋的双链解开,这个过程叫做解旋。
5 PCR过程中高温使DNA解旋在DNA的复制过程中,双链的解开是进行DNA复制的前提。如何在体外将双螺旋打开呢?这个过程可以通过控制温度来实现。在80~100℃的温度范围内,DNA的双螺旋结构将解体,双链分开,这个过程称为变性。
DNA复制所需要的基本条件↑
综上所述在遗传信息转录过程中,原核细胞中RNA聚合酶起解旋的作用,真核细胞中是某些转录因子起解旋作用,因此,在遗传信息的转录过程中,没有解旋酶参与,只有在DNA复制的过程中,需要解旋酶。
参考文献:
1.遗传信息的转录需要解旋酶吗_刘聪
2.转录解旋过程需要的是RNA聚合酶还是转录因子_于海林
3.转录需要解旋酶吗_谭艳华