教学反思:RNA聚合酶在试题中出现的频率较高,平常我在教学中经常总结的功能有3种:解旋、识别相应的结合位点和聚合核糖核苷酸。而实际情况是这种酶的种类有多种;功能也有多种,需要整理总结。
RNA聚合酶(RNA polymerase):以一条DNA链或RNA为模板催化由核苷-5′-三磷酸合成RNA的酶。也就是说,RNA复制也需要RNA聚合酶催化。
常见的RNA聚合酶是催化以DNA为模板、三磷酸核糖核苷为底物、通过磷酸二酯键而聚合的合成RNA的酶。因为在细胞内与基因DNA的遗传信息转录为RNA有关,所以也称转录酶。
1、大肠杆菌的RNA聚合酶组成和功能
亚基 | 分子量 | 亚基数目 | 功能 |
α | 65 000 | 2 | 与启动子结合 |
β | 15 000 | 1 | 含催化部位,起催化作用 |
β | 51 000 | 1 | 与DNA结合 |
ω | 11 000 | 1 |
|
σ | 70 000 | 1 | 识别起始位点 |
2、真核生物中三种RNA聚合酶
RNA聚合酶I:合成核糖体RNA (rRNA)前体45S,当成熟后会成为28S、18S及5,8S核糖为RNA,是将来核糖体的主要RNA部份。
RNA聚合酶Ⅱ:合成信使RNA (mRNA)的前体及大部份小核RNA (snRNA)以及微型RNA (microRNA)。因为它在转录过程中需要多种转录因子才能与启动子結合,所以这是现时最多研究的种类。
RNA聚合酶Ⅲ:合成转运RNA (tRNAs)、rRNA 5S及其他可以在细胞胞核及原生质找到的細小的RNA。
三种RNA聚合酶的比较
酶 | 位置 | 产物 | 活性比较 | 对α-鹅膏蕈碱的敏感性 |
RNA聚合酶Ⅰ | 核仁 | rRNA | 50-70% | 不敏感 |
RNA聚合酶Ⅱ | 核浆 | hnRNA | 20-40% | 敏感 |
RNA聚合酶Ⅲ | 核浆 | 小RNA | 10% | 有种属特异性 |
据相关文献资料介绍,原核细胞内只有一种RNA聚合酶,负责核查3种RNA,RNA聚合酶中的一种因子具有辨认启动子“识别位”并与之结合形成疏松的复合物,然后RNA聚合酶沿模板DNA3'—5'方向移动至Pribnow框(原核生物中,在启动子上游有一个由于5-6个核苷酸组成的共有序列,以发现者科学家的名字命名),这一区域容易解旋。
真核细胞内有RNA聚合酶3种,能合成mRNA的是RNA聚合酶Ⅱ,不同的RNA聚合酶有不同的启动子,比原核细胞启动子更加复杂和多样。
原核细胞靠RNA聚合酶本身识别启动子,而真核细胞的RNA聚合酶无法识别启动子,要靠转录因子识别启动子。转录因子主要有6种,各有不同的作用,是转录因子与模板DNA上的TATA框(是真核生物一启动子元件之一)一序列结合,形成转录起始复合物,是一种多亚基蛋白复合体,具有依赖于ATP供能的DNA解旋酶活性,在转录链延伸中发挥作用。
总之,在遗传信息转录过程中,原核细胞中RNA聚合酶起解旋作用,真核细胞中是某些转录因子起解旋作用,因此,在遗传信息的转录过程中,没有解旋酶参与,只有在DNA复制的过程中,需要解旋酶。
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