转录

转录泡与RNA-DNA杂合链(transcription bubble and RNA-DNA hybrid)

DNA是一条缠得很紧的双螺旋;当字母被拉链拉上、又朝里相对时,你根本读不出它们。于是RNA聚合酶抄录一个基因时,会随身带着一小块可移动的“解链区”——一小段把两条DNA链拉开、好让其中一条被读取的地方。这块随行的开放区域就是转录泡。

泡内——约十几个未配对碱基对宽——模板链被暴露出来,由聚合酶读取。每添加一个新的RNA核苷酸,RNA最新生成的那一端会短暂地与模板配对,形成一小段RNA-DNA杂合链(约8到9个碱基对)。这段杂合链是临时的异源双链,新生RNA在此抓住它所抄录的DNA,就像沿着轨道铺设的一截尚未成形的第二条钢轨。泡随酶一同移动:前方DNA解旋,RNA-DNA杂合链居中,酶的后方DNA重新退火回到它正常的双螺旋,而此刻已造好的RNA则被剥离、穿引而出。酶能始终不脱落、跨越数千碱基持续前行的本领,叫做持续合成能力。

正是这个小小的移动气泡,才让转录得以成立——它给聚合酶开了一扇窥见编码的窗,同时把扰动降到最小、且可逆。它也带来后果:前方DNA解旋、后方重新缠绕,会产生超螺旋应力,细胞必须靠拓扑异构酶来释放;而那段瞬时的RNA-DNA杂合链,若在酶后方拉得太长,会形成麻烦的结构(R环),与基因组不稳定相关联。泡虽小,但把它处理得干净利落,正是让转录成为一个受控过程、而非把基因组撕扯开来的一部分原因。

想象一个移动的区域:聚合酶前方DNA闭合,其内部被打开、RNA与模板配对,而其后方DNA又重新合拢、造好的RNA垂挂在外——气泡只在必须开的地方才开。

转录泡:中间打开,前后封闭,随酶一同移动。

RNA-DNA杂合链有意做得既短暂又短小:只有最新的几个碱基保持配对,RNA其余部分都被释放。一段持久的长杂合链(R环)通常是个麻烦,而非常态——转录希望RNA及时让开。

又称
transcription bubbleRNA-DNA hybridopen complex转录泡RNA-DNA杂合体