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流产式起始与启动子清离(abortive initiation and promoter clearance)
凡是推过抛锚汽车的人都知道,最难的是头一米——一旦滚动起来,就轻松了。RNA聚合酶也有同样的难处。在还锚定于启动子时把头几个核苷酸连接起来,既别扭又易错,酶往往要“结巴”好几次,才终于挣脱、顺畅地滚入延伸。流产式起始与启动子清离,描述的正是这笨拙却关键的开端。
聚合酶最初打开DNA、开始连接核苷酸时,仍紧紧抓着启动子。随着短小的新生RNA增长,酶不得不在不松开上游的情况下把下游DNA卷进来——一种紧绷、蜷缩的状态。它常常失败:把那条小RNA(往往只有2到10个核苷酸长)释放掉、从头再来,一次又一次。这种反复制造又释放无用短转录本的过程,就是流产式起始。只有当RNA达到某个临界长度,酶才断开与启动子及起始因子(细菌中的西格玛因子,或真核中的通用因子)的接触、认下这条转录本,转入一个稳定的延伸复合物。这一挣脱,就是启动子清离(也叫启动子逃逸)。
这一阶段之所以重要,是因为它是一个真实的、可调控的瓶颈——而非一道形式。清离启动子的难易,帮助决定一个基因发动得多高产:有些调控因子正是靠帮助或妨碍逃逸、而非靠妨碍最初的结合来起作用。在真核生物中,一个密切相关的检查点——启动子近端暂停——会在Pol II刚起步后把它扣住,只在收到信号时才放行,从而给细胞提供了一条把基因彻底开启的快速途径。所以,那别扭的头几个核苷酸并非可以无视的浪费——它们是转录的控制杠杆之一。
在一个强启动子处,你能检测到一阵2到9个核苷酸的小RNA被吐出来,最终才出现一条全长转录本——这些流产产物正是聚合酶头几次失败的尝试。
流产的短RNA不断累积,直到聚合酶终于清离启动子。
流产转录本是正常现象,并非缺陷——酶在逃逸之前几乎总要“结巴”。要把启动子清离(而不仅是启动子结合)当作一个独立的限速步骤,细胞可对其单独加以调控。
又称
另见