DNA是双链结构,但只能转录其中一条链上的转录单位。转录单位是指RNA聚合酶作用的起始位点到终止位点之间的DNA顺序。真核生物多数转录单位只含1个结构基因,原核细胞则含几个功能相关的基因。DNA两股链中被转录的单链叫模板链(template strand),不被转录的单链称编码链(coding strand)。由于各个基因在DNA双链中分布不同,使各转录单位也分布在两链的不同节段,因此模板链并不固定于某条DNA单链。只转录DNA双链中模板链,而不转录编码链的转录方式称为不对称转录(asymmetrical transcription)。
DNA编码链上可与RNA聚合酶特异结合,使转录开始的特定部位称启动子(promoter),但启动子本身并不被转录。原核生物的启动子包括3个功能单位(图22-1):转录启始部位,即转录时与RNA链中第1个核苷酸互补结合的部位,常用+1表示其顺序位置,第二个核苷酸用+2表示,其后以此类推;结合部位,即RNA聚合酶结合的部位,在启动部位上游10(即-10)bp处,碱基顺序为TATAAT,故称TATA盒(TATA box);识别部位,即RNA聚合酶识别DNA所必需的部位,在启始部位上游35(-35)bP处,具TTGACA顺序。真核生物的启动子还不十分清楚,但已知也有一特殊富含AT碱基对区叫Hogness盒,在转录起始部位上游25(-25)bp处,是RNA聚合酶与启动子结合的部位。此部位上游45~85 bp处,有GGCCAATCT顺序,称CAAT盒,可能也与结合RNA聚合酶或启动子强度有关。
图22-1 原核生物启动子
除了启动子,在真核生物还有增强子(enhancer),位于启动子上游或下游,作用是增强转录速率。
在转录单位内,原核生物模板链的一级结构与蛋白质一级结构直接互相对应,真核生物则在基因之内还镶嵌着非编码区。把在基因中能编码蛋白质的DNA顺序称外显子(exon),而夹在外显子之间不编码蛋白质的DNA顺序叫内含子(intron)。(www.xing528.com)
DNA链上还有转录终止信号,称终止因子(terminator)。原核生物的终止因子有两类,一类为不含回文顺序(回文指一段正读和反读意义都相同的文字,在DNA链中指一段走向相反、顺序相同的双链顺序)或回文顺序较少,其终止转录作用需要ρ因子协助。ρ因子为一种协助转录终止的蛋白质,能与单股RNA链结合,具有ATP酶活性,可水解ATP释出能量供其沿RNA按5′→3′滑动,最后接触到RNA pol与之反应,使RNA-DNA杂交体解链,RNA释出。另一类则具回文顺序,其转录出的RNA形成发夹样结构,使RNApol、RNA和模板形成三元复合物,直接阻止RNA聚合酶的滑动(图22-2)。此外模板链5′端有3′AAAAAA5′顺序,在其mRNA3′端形成5′UUUUUU3′顺序,A—U结合键在碱基对中结合力最弱,使RNA易脱落而终止转录。
图22-2 回文顺序
A.终止部位的顺序;B.三元终止复合物的生成
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