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流產式起始與啟動子清離(abortive initiation and promoter clearance)
凡是推過拋錨汽車的人都知道,最難的是頭一米——一旦滾動起來,就輕鬆了。RNA聚合酶也有同樣的難處。在還錨定於啟動子時把頭幾個核苷酸連接起來,既彆扭又易錯,酶往往要「結巴」好幾次,才終於掙脫、順暢地滾入延伸。流產式起始與啟動子清離,描述的正是這笨拙卻關鍵的開端。
聚合酶最初打開DNA、開始連接核苷酸時,仍緊緊抓著啟動子。隨著短小的新生RNA增長,酶不得不在不鬆開上游的情況下把下游DNA捲進來——一種緊繃、蜷縮的狀態。它常常失敗:把那條小RNA(往往只有2到10個核苷酸長)釋放掉、從頭再來,一次又一次。這種反覆製造又釋放無用短轉錄本的過程,就是流產式起始。只有當RNA達到某個臨界長度,酶才斷開與啟動子及起始因子(細菌中的西格瑪因子,或真核中的通用因子)的接觸、認下這條轉錄本,轉入一個穩定的延伸複合物。這一掙脫,就是啟動子清離(也叫啟動子逃逸)。
這一階段之所以重要,是因為它是一個真實的、可調控的瓶頸——而非一道形式。清離啟動子的難易,幫助決定一個基因發動得多高產:有些調控因子正是靠幫助或妨礙逃逸、而非靠妨礙最初的結合來起作用。在真核生物中,一個密切相關的檢查點——啟動子近端暫停——會在Pol II剛起步後把它扣住,只在收到信號時才放行,從而給細胞提供了一條把基因徹底開啟的快速途徑。所以,那彆扭的頭幾個核苷酸並非可以無視的浪費——它們是轉錄的控制槓桿之一。
在一個強啟動子處,你能檢測到一陣2到9個核苷酸的小RNA被吐出來,最終才出現一條全長轉錄本——這些流產產物正是聚合酶頭幾次失敗的嘗試。
流產的短RNA不斷累積,直到聚合酶終於清離啟動子。
流產轉錄本是正常現象,並非缺陷——酶在逃逸之前幾乎總要「結巴」。要把啟動子清離(而不僅是啟動子結合)當作一個獨立的限速步驟,細胞可對其單獨加以調控。
又稱
另見