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RNA聚合酶的特点及分类
  • 发布日期:2023-05-06      浏览次数:859
    • RNA聚合酶(RNA polymerase)是以一条DNA链或RNA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。

      特点:
      RNA聚合酶催化RNA的合成,其与DNA聚合酶有许多相同的催化特点:
      ①以DNA为模板;
      ②催化核苷酸通过聚合反应合成核酸;
      ③聚合反应是核苷酸形成3’,5’一磷酸二酯键的反应;
      ④以3’→5’方向阅读模板,5’→3’方向合成核酸;
      ⑤按照碱基配对原则忠实转录模板序列。

      分类:
      通常可根据生物的类别,将RNA聚合酶分为原核生物RNA聚合酶、真核生物RNA聚合酶。
      原核生物和真核生物的RNA聚合酶有共同特点,但在结构、组成和性质等方面又不尽相同。

      (1)原核生物RNA聚合酶 研究得最清楚的是大肠杆菌RNA聚合酶。该酶是由五种亚基组成的六聚体(α2ββ'ωσ)分子量约500 000。其中α2ββ'ω称为核心酶(coreenzyme),σ因子与核心酶结合后称为全酶(holoenzyme)。
      σ因子的主要作用是识别DNA模板上的启动子,其单独存在时不能与DNA模板结合,与核心酶结合成全酶后,才可使全酶与模板DNA上的启动子结合。当它与启动基因的特定碱基序列结合后,DNA双链解开一部分,使转录开始,故σ因子又称起始因子。已经鉴定出大肠杆菌有7种σ因子,不同的σ因子可以竞争结合核心酶,以决定哪个基因被转录。其中σ70(数字表示其分子量大小)协助识别管家基因的启动子。环境变化可以诱导产生特定σ因子,启动特定基因的转录。
      核心酶只有一种,参与整个转录过程,催化所有RNA的转录合成。
      其他原核生物的RNA聚合酶在结构和功能上均与大肠杆菌相似。抗生素利福平或利福霉素可以特异抑制原核生物的RNA聚合酶,成为抗结核菌治疗的药物。它专一性地结合RNA聚合酶的β亚基。若在转录开始后才加入利福平,仍能发挥其抑制转录的作用,这说明β亚基足在转录全过程都起作用的。

      (2)真核生物RNA聚合酶 真核生物具有3种不同的细胞核RNA聚合酶,分别是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).这三种RNA聚合酶不仅在功能和理化性质上不同,而且对α一鹅膏蕈碱(一种毒蘑菇含有的环八肽毒素)的敏感性也不同。
      真核生物的3种细胞核RNA聚合酶的结构比原核生物复杂,3种RNA聚合酶都有2个不同的大亚基、2个类α亚基和1个类ω亚基,分别与大肠杆菌核心酶的β和β’、2个α亚基和ω亚基同源。除上述5个亚基外,三种RNA聚合酶还各含7~11个小亚基。合成RNA时,原核细胞依赖RNA聚合酶的各个亚单位就能完成转录过程,而真核细胞还需要一些蛋白质因子参与,并对转录产物进行加工修饰。
      真核生物线粒体有自己的RNA聚合酶,催化合成线粒体mRNA、tRNA、rRNA。线粒体RNA聚合酶在功能和性质上与原核细胞RNA聚合酶类似,其活性也可被利福平或利福霉素抑制。

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