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來自 孔夫子舊書網 的圖片

轉錄酶是一個科技名詞。

中國文字是歷史上最古老的文字之一[1]。也是至今通行的世界上最古老的文字。世界上還沒有任何一種文字像漢字這樣經久不衰。 從甲骨文發展到今天的漢字,已經有數千年的歷史。文字的發展經過了甲骨文、金文、大篆、小篆、隸書[2]、草書、楷書、行書等書體演變。

名詞解釋

RNA聚合酶(RNA polymerase)是以一條DNA鏈或RNA為模板,三磷酸核糖核苷為底物、通過磷酸二酯鍵而聚合的合成RNA的酶,因為在細胞內與基因DNA的遺傳信息轉錄為RNA有關,所以也稱轉錄酶。

參與過程

該酶需要四種核糖核苷酸三磷酸(NTP:ATP、GTP、CTP、UTP)作為RNA聚合酶的底物,DNA為模板,二價金屬離子Mg2+、Mn2+是該酶的必需輔因子。其催化的反應表示為:(NMP)n+NTP→(NMP)n+1+PPi。RNA鏈的合成方向也是5』→3',第一個核苷酸帶有3個磷酸基。其後每加入一個核苷酸脫去一個焦磷酸,形成磷酸二酯鍵,焦磷酸迅速水解的能量驅動聚合反應。與DNA聚合酶不同,RNA聚合酶無須引物,它能直接在模板上合成RNA鏈;RNA聚合酶能夠局部解開DNA的兩條鏈,所以轉錄時無須將DNA雙鏈完全解開,RNA聚合酶無校對功能。

特點

RNA聚合酶催化RNA的合成,其與DNA聚合酶有許多相同的催化特點:

①以DNA為模板;

②催化核苷酸通過聚合反應合成核酸;

③聚合反應是核苷酸形成3』,5』一磷酸二酯鍵的反應;

④以3』→5』方向閱讀模板,5』→3』方向合成核酸;

⑤按照鹼基配對原則忠實轉錄模板序列。

分類

通常可根據生物的類別,將RNA聚合酶分為原核生物RNA聚合酶、真核生物RNA聚合酶。

原核生物和真核生物的RNA聚合酶有共同特點,但在結構、組成和性質等方面又不盡相同。

(1)原核生物RNA聚合酶 研究得最清楚的是大腸桿菌RNA聚合酶。該酶是由五種亞基組成的六聚體(α2ββ'ωσ)分子量約500 000。其中α2ββ'ω稱為核心酶(coreenzyme),σ因子與核心酶結合後稱為全酶(holoenzyme)。

σ因子的主要作用是識別DNA模板上的啟動子,其單獨存在時不能與DNA模板結合,與核心酶結合成全酶後,才可使全酶與模板DNA上的啟動子結合。當它與啟動基因的特定鹼基序列結合後,DNA雙鏈解開一部分,使轉錄開始,故σ因子又稱起始因子。已經鑑定出大腸桿菌有7種σ因子,不同的σ因子可以競爭結合核心酶,以決定哪個基因被轉錄。其中σ70(數字表示其分子量大小)協助識別管家基因的啟動子。環境變化可以誘導產生特定σ因子,啟動特定基因的轉錄。

核心酶只有一種,參與整個轉錄過程,催化所有RNA的轉錄合成。

其他原核生物的RNA聚合酶在結構和功能上均與大腸桿菌相似。抗生素利福平或利福黴素可以特異抑制原核生物的RNA聚合酶,成為抗結核菌治療的藥物。它專一性地結合RNA聚合酶的β亞基。若在轉錄開始後才加入利福平,仍能發揮其抑制轉錄的作用,這說明β亞基足在轉錄全過程都起作用的。

(2)真核生物RNA聚合酶 真核生物具有3種不同的細胞核RNA聚合酶,分別是RNA聚合酶I(RNA pol I)、RNA聚合酶Ⅱ(RNA pol II)和RNA聚合酶Ⅲ(RNA pol llI).這三種RNA聚合酶不僅在功能和理化性質上不同,而且對α一鵝膏蕈鹼(一種毒蘑菇含有的環八肽毒素)的敏感性也不同。

真核生物的3種細胞核RNA聚合酶的結構比原核生物複雜,3種RNA聚合酶都有2個不同的大亞基、2個類α亞基和1個類ω亞基,分別與大腸桿菌核心酶的β和β』、2個α亞基和ω亞基同源。除上述5個亞基外,三種RNA聚合酶還各含7~11個小亞基。合成RNA時,原核細胞依賴RNA聚合酶的各個亞單位就能完成轉錄過程,而真核細胞還需要一些蛋白質因子參與,並對轉錄產物進行加工修飾。

真核生物線粒體有自己的RNA聚合酶,催化合成線粒體mRNA、tRNA、rRNA。線粒體RNA聚合酶在功能和性質上與原核細胞RNA聚合酶類似,其活性也可被利福平或利福黴素抑制。

參考文獻