轉錄
轉錄起始(transcription initiation)
抄寫員動筆之前,得先找到正確的那一頁,並把筆尖落在第一個字上。轉錄起始恰恰如此:RNA聚合酶找到一個基因的起點,在那裡打開DNA,並落實頭幾個RNA字母。它是三個階段中最具決定性的,因為大多數調控都發生在「開不開始」這一步——細胞主要正是靠控制轉錄是否啟動來掌控一個基因。
在細菌中,起始是這樣進行的。RNA聚合酶全酶(核心酶加一個西格瑪因子)沿DNA掃描,直到西格瑪因子識別出啟動子,也就是基因的起始信號。酶在那裡結合形成「閉合複合物」,隨後熔開約十幾個鹼基對以暴露模板——即「開放複合物」,也叫轉錄泡。起始位點處的模板鏈一旦暴露,聚合酶便開始把頭幾個核苷酸連成RNA,通常以一個嘌呤開頭。在真核生物中,同樣的目標以更繁複的方式達成:一群通用轉錄因子在啟動子上組裝,把RNA聚合酶II招募進一個前起始複合物,然後合成才開始。
起始並不是一錘定音的乾淨事件。聚合酶常在最開始處「結巴」,製造又釋放出一些短小無用的轉錄本——這叫流產式起始——之後才得以清離啟動子、切換到高效的延伸。正因為這裡決定了太多,起始成為基因調控的主要槓桿:激活蛋白與阻遏蛋白、西格瑪因子和轉錄因子,大都靠加速或阻斷這一步起作用。
在乳糖操縱子的啟動子處,除非附近結合了激活蛋白(CAP)且阻遏蛋白已離開操縱基因,否則RNA聚合酶不會高效起始——起始正是細胞所調節的那個開關。
由於起始是主要控制點,調控因子的作用都集中在這裡。
起始遠比延伸緩慢、艱難——找到啟動子、熔開DNA、再脫離啟動子才是限速的關卡。聚合酶一旦順利進入延伸,每秒可添加幾十個核苷酸。
又稱
另見