结构推理 简述原核生物mRNA转录的过程。
【正确答案】原核生物mRNA转录过程分为起始、延长和终止三个阶段。
   (1) 转录起始:原核生物转录的起始就是RNA-pol结合到DNA模板上,DNA双链解开,形成转录起始复合物。原核生物需要σ因子辨认转录起始点,被辨认的DNA区段是-35区的5'-TTGACA序列。在这一序列,酶与模板的结合松弛,酶移向-10区的5'-TATAAT序列并跨入了转录起始点,DNA双链解开。转录起始不需要引物,两个与模板配对的相邻排列的第一和第二个NTP,在RNA聚合酶催化下发生聚合,生成RNA链的第一个3',5'-磷酸二酯键,5'端的第一个核苷酸多为GTP或ATP,以GTP常见,由此生成RNApol-DNA-pp-pGpN-OH3'转录起始复合物。σ因子从转录起始复合物上脱落,核心酶连同四磷酸二核苷酸继续结合于DNA模板上并沿DNA链前移,进入延长阶段。而脱落的σ因子与另一个核心酶结合成全酶而被反复利用。
   (2) 转录延长:σ因子从转录起始复合物上脱落,核心酶的结构发生改变,与模板的结合较为疏松,有利于酶蛋白沿DNA模板链由3'向5'移动。因此RNA链的合成方向是5'至3'。每移动一个核苷酸,新生RNA链的3'-OH与另一分子相应的核苷酸形成一个新的磷酸二酯键,一般每秒可合成20~50个核苷酸。在转录延长过程中,RNA聚合酶沿DNA链向前移动,新合成的RNA链与模板链互补形成DNA-RNA杂化双链,长度约为12个碱基对,由于DNA和RNA形成的杂化双链结合较疏松,RNA链很容易从DNA模板链上脱离。在电子显微镜下观察转录现象,可以看到同一DNA模板上,有长短不一的新合成的RNA链散开成羽毛状图形,这说明在同一DNA基因上可以有很多RNA聚合酶在同时催化转录,生成相应的RNA链。而且较长的RNA链上已看到核糖体附着。形成多聚核糖体。说明某些情况下,转录过程尚未完全终止,翻译即已开始进行。
   (3) 转录终止:原核生物转录终止是RNA-pol在DNA模板上停止移动,转产物从模板上脱落下来,即转录终止。转录终止信号有依赖Rho因子与非依赖Rho两种情况。
   ①依赖Rho因子的转录终止。Rho子是由相同亚基组成的六聚体蛋白质,能结合RNA,Rho因子有ATP酶和解螺旋酶活性,Rho因子与RNA结合后,Rho和RNA聚合酶都发生结构改变,从而使RNA聚合酶停顿,解螺旋酶活性使DNA/RNA杂化双链分离,转录产物释放。
   ②非依赖Rho因子的转录终止。在这种转录终止系统中,DNA模板上靠近终止处,有些特殊的碱基序列,转录出RNA后,RNA产物形成特殊的茎环结构或称发夹结构。这样的二级结构可能与RNA聚合酶某种特定的空间结构相嵌合,阻碍了RNA聚合酶进一步发挥作用。在DNA模板下游有6~8个A,转录生成RNA3'端的寡聚U,此时RNA与模板的U-A配对是最不稳定的,RNA/DNA杂化链解离,RNA链脱落,转录停止。
【答案解析】