基因表達的轉錄過程由RNA聚合酶(RNAP)進行,以DNA為模板,產物為RNA。RNA聚合酶沿著一段DNA移動,留下新合成的RNA鏈。
基因組DNA由兩條反向平行和反向互補鏈組成,每條鏈具有5'和3'末端。這兩條鏈分別稱為“模板鏈”(產生RNA轉錄物的模板)和“編碼鏈”(含有轉錄本序列的DNA序列)。
轉錄在細胞核內進行。根據堿基配對原則,RNA聚合酶一次將一個RNA核苷酸添加到生長的RNA鏈中。該RNA與模板鏈的的3'→5'DNA鏈互補,其本身與編碼鏈的5'→3'DNA鏈互補。因此,得到的5'→3'RNA鏈與編碼DNA鏈相同,只是DNA中的胸腺嘧啶(T)被RNA中的尿嘧啶(U)取代。編碼鏈中的“ATG”通過模板鏈中的“TAC”間接轉錄為mRNA中的“AUG”。
原核生物的轉錄是通過單一類型的RNA聚合酶進行的,需要一個稱為Pribnow盒的DNA序列以及sigma因子(σ因子)以開始轉錄。真核生物的轉錄由三種類型的RNA聚合酶進行,每種RNA聚合酶需要一種稱為啟動子的特殊DNA序列和一組DNA結合蛋白(轉錄因子) 來啟動該過程。 RNA聚合酶I負責核糖體RNA(rRNA)基因的轉錄。 RNA聚合酶II(Pol II)轉錄所有蛋白質編碼基因以及一些非編碼RNA(例如snRNA,snoRNA或長非編碼RNA)。 RNA聚合酶III轉錄5S rRNA,轉移RNA(tRNA)基因和一些小的非編碼RNA(例如7SK)。當聚合酶遇到稱為終止子的序列時,轉錄結束。
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