RNA 转录是以 DNA 的一条链作为模板,在 RNA 聚合酶的催化之下,按照碱基互补配对原则合成 RNA 的过程,这个过程是基因表达的第一步,转录的产物包括信使 RNA 也就是 mRNA,转运 RNA 也就是 tRNA,核糖体 RNA 也就是 rRNA,还有小 RNA 等多种类型,转录和复制不一样,转录只选择性转录基因片段,不是整条 DNA 全部复制,并且转录只使用 DNA 其中一条链作为模板链,另一条链叫做编码链,转录之后合成的 RNA 序列和编码链基本一致,只是把碱基 T 替换成 U,原核生物和真核生物转录存在明显差别,真核生物转录发生在细胞核,转录完成之后还需要经过 RNA 加工修饰,原核生物没有细胞核,转录和翻译可以同时进行,也就是边转录边翻译,整个转录核心分成启动 延伸 终止三个大阶段,是高中生物还有大学分子生物必考知识点。
转录基础概念对照表
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 模板 | DNA 模板链 |
| 催化酶 | RNA 聚合酶 |
| 原料 | 四种核糖核苷酸 ATP GTP CTP UTP |
| 碱基配对规则 | A 配对 U T 配对 A G 配对 C C 配对 G |
| 产物 | RNA mRNA tRNA rRNA |
| 转录方向 | 5 端向 3 端延伸 |
| 原核场所 | 细胞质 |
| 真核场所 | 细胞核为主 |
转录三个核心阶段
启动阶段
RNA 聚合酶识别并且结合 DNA 上面的启动子序列,启动子是基因上游的特殊序列,本身不会被转录,作用就是告诉聚合酶转录从哪里开始,结合之后 DNA 双链局部解开,形成转录泡,也就是一小段 DNA 解链区域,原核生物 RNA 聚合酶依靠 σ 因子识别启动子,真核生物需要多种转录因子协助 RNA 聚合酶结合启动子,启动阶段完成之后正式开始合成 RNA 链。
延伸阶段
转录泡保持解链状态,RNA 聚合酶沿着 DNA 模板链持续移动,按照碱基互补配对,不断加入核糖核苷酸,新合成 RNA 链持续延长,合成方向永远是 5 到 3,已经转录过的 DNA 区域会重新恢复双螺旋结构,RNA 链会从转录泡里面逐步游离出来,这个阶段聚合酶移动速度相对稳定,如果遇到特殊序列会出现暂停,属于正常调控现象。
终止阶段
当 RNA 聚合酶移动到终止子序列的时候,转录就会停止,RNA 聚合酶脱离 DNA 模板,已经合成好的 RNA 链释放,转录泡闭合,DNA 恢复完整双螺旋,原核生物终止分为依赖 ρ 因子终止和不依赖 ρ 因子终止两种类型,真核生物终止机制更加复杂,伴随多聚 A 尾相关的信号序列完成终止。
真核生物转录后加工重点
真核生物刚转录出来的初始产物叫做前体 mRNA,也就是 hnRNA,不能直接翻译,必须进行加工
1 5 端加帽,加上甲基化鸟苷酸帽,保护 RNA 防止降解,帮助后续翻译识别
2 3 端加尾,加上多聚 A 尾,提升 RNA 稳定性
3 剪接,切除内含子,把外显子连接在一起,内含子是不编码蛋白质的序列,外显子是编码序列
原核生物 mRNA 一般不需要这类加工,转录结束直接参与翻译。
转录和 DNA 复制核心区分
| 对比项 | 转录 | DNA 复制 |
|---|---|---|
| 模板 | DNA 一条链 | DNA 两条链 |
| 原料 | 核糖核苷酸 | 脱氧核糖核苷酸 |
| 酶 | RNA 聚合酶 | DNA 聚合酶 |
| 产物 | RNA | 子代 DNA |
| 是否全基因组 | 只转录基因 | 全部 DNA 复制 |
易错考点总结
转录不需要引物,这一点和 DNA 复制不一样,复制必须要有引物才能开始
模板链也叫反义链,编码链也叫有义链,不要记反
RNA 里面是尿嘧啶 U,没有胸腺嘧啶 T,配对的时候 DNA 上的 T 对应 RNA 上的 A
【常见问题】
问题 1 RNA 的转录过程需要引物吗
回答 1 RNA 的转录过程不需要引物,RNA 聚合酶可以直接启动核糖核苷酸聚合,这是 RNA 的转录过程和 DNA 复制非常关键的区别。
问题 2 RNA 的转录过程是两条 DNA 链都作为模板吗
回答 1 RNA 的转录过程只选择 DNA 其中一条链作为模板链,另一条编码链不参与转录,RNA 的转录过程不会同时使用 DNA 双链作为模板。
问题 3 真核生物 RNA 的转录过程在哪里进行
回答 1 真核生物 RNA 的转录过程主要发生在细胞核,转录得到前体 mRNA 之后还要完成加帽加尾剪接加工,原核生物 RNA 的转录过程是在细胞质完成。
问题 4 RNA 的转录过程产物可以直接翻译吗
回答 1 原核生物 RNA 的转录过程得到 mRNA 可以直接翻译,真核生物 RNA 的转录过程初始产物是前体 mRNA,必须经过加工之后才可以进行翻译。
【免责申明】
本内容为生物学科 RNA 转录知识点讲解,属于通用教材版本内容,不同教材表述细节略有差异,考试答题请以对应考纲教材为准。


