结构推理 何谓转录、转录单位、顺反子和不对称转录?催化转录的酶有何特点?简述原核生物RNA转录的基本过程。转录和复制有何区别?
【正确答案】DNA指导的RNA合成称为转录。转录一个mRNA分子的DNA片段称为一个转录单位。携带一条多肽链(或一条rRNA和tRNA链)所需信息的DNA片段称为一个基因或顺反子。原核细胞中大多数转录单位为多顺反子,真核细胞的大多数mRNA为单顺反子的产物。转录中充当模板的DNA单链称为模板链或负(-)链,另一条互补的DNA链称为编码链或正(+)链。转录中以DNA一条链的某一区段为模板的方式称为不对称转录。
   转录是由RNA聚合酶催化,在DNA模板指导下,以4种核苷三磷酸为底物,按碱基互补的原则,所进行的聚合反应。转录在DNA上特定的部位开始,至另一端的特定部位终止。大肠杆菌的RNA聚合酶只有一种,催化3类RNA的合成。大肠杆菌RNA聚合酶全酶的亚基组成为α2ββ'αω,σ因子可识别并使全酶结合于启动子部位(转录起始点上游-35序列和-10序列),核心酶(α2ββ')负责RNA链的延伸。
   RNA聚合酶合成RNA时不需要引物存在,合成的方向也是5'→3',其合成过程包括起始、延伸和终止。原核生物RNA转录过程如下:
   ①起始:在σ因子的帮助下RNA聚合酶先与DNA模板上的启动子结合,σ亚基有与模板结合的功能,使全酶牢固地结合在模板上。σ亚基还有催化RNA链合成的作用,当起始合成的第一个核苷酸(GTP或ATP)在起始位点与第二个核苷酸形成第一个磷酸二酯键后,σ亚基即脱离全酶。
   ②延伸:核心酶继续沿着模板的3'→5'方向滑动,按5'→3'方向催化完成RNA链的延伸。
   ③终止:当核心酶移至终止子部位时,即停止合成。终止子是基因末端一段特殊的序列,它使RNA聚合酶在模板上的移动减慢,停止RNA合成。终止子有依赖ρ和不依赖ρ因子两种。终止因子ρ促进RNA和酶与模板三者分开,释放出RNA。
   转录与DNA复制相似,但有以下不同:
   ①转录以核苷三磷酸为底物,生成的产物为核糖核酸,而复制是以脱氧核苷酸为底物,产物为脱氧核糖核酸。
   ②在RNA中以尿嘧啶代替DNA中的胸腺嘧啶与腺嘌呤配对。
   ③DNA的复制是DNA两条链均作为模板被复制。而转录通常只发生在DNA的一条链的某一区段上,称为不对称转录,被转录的链称为模板链或负(-)链,另一条不作为模板的链叫作编码链或正(+)链。
   ④RNA的合成不需要引物,而复制则需要引物。
【答案解析】