DNA转录成mRNA

---

DNA是存在于真核生物（多细胞生物）中的双链结构，而RNA（核糖核酸）是存在于原核生物（单细胞生物，如细菌）中的单链结构。在转录过程中，DNA在细胞核内被转换成RNA。转换完成后，信使RNA（mRNA）从细胞核出来，并在细胞的细胞质中开始翻译过程以产生蛋白质。

如果将DNA视为遗传密码，则必须读取和理解它才能处理这些指令，从而执行细胞乃至整个生物体的功能。读取DNA中遗传密码的过程有两种——**转录和翻译**。

DNA是存在于真核生物（多细胞生物）中的双链结构，而RNA（核糖核酸）是存在于原核生物（单细胞生物，如细菌）中的单链结构。在转录过程中，DNA在细胞核内被转换成RNA。转换完成后，信使RNA（mRNA）从细胞核出来，并在细胞的细胞质中开始翻译过程以产生蛋白质。

即使DNA有两条链，也只有一条链被用作模板。用作模板的链称为**模板链（非编码链）**或**反义链**。编码发生在另一条链上，这条链称为**非模板链（编码链）**或**正义链**——这条链的序列与新产生的RNA相同。在同一染色体中，模板链也可以充当其他基因的非模板链。

在电子显微镜下，DNA看起来像树干，而RNA看起来像从树干中长出的树枝。DNA酶和RNA酶是酶，当应用时分别消除DNA（树干状结构）和RNA（树枝）。

RNA聚合酶

三种类型的RNA聚合酶，即：

• RNA聚合酶1

• RNA聚合酶2和

• RNA聚合酶3。

它们各自用于转录不同的RNA。每种聚合酶都与几种其他称为转录因子的蛋白质结合。每种聚合酶都有其自身的特异性转录因子和核心启动子位点。转录因子（较小的蛋白质）帮助聚合酶附着在启动子位点上。只有当聚合酶识别其特异性核心启动子位点时，它才会附着在该特定位置。

转录阶段

转录过程的五个阶段是**激活、起始、延伸、修饰和终止**。

当DNA链经历激活和起始阶段时，它被称为上游序列。当DNA链经历终止阶段时，它被称为下游序列。

RNA聚合酶2需要四种不同的蛋白质，即转录激活因子（Sp1和CTf1）、结构调节因子、辅激活因子和基础转录因子，才能附着到核心启动子位点。

激活

转录激活因子Sp1和CTf1分别结合到基因组的增强子区域的GC框和CAAT框上，并向核心启动子发出信号以启动激活过程。

结构调节因子（也称为高迁移率族蛋白，HMG）附着在DNA上并弯曲DNA，使增强子更靠近核心启动子，向它们发出信号以启动起始。辅激活因子或介导物充当增强子之间的桥梁，向核心启动子发出信号以启动起始。

起始

在起始过程中，RNA聚合酶附着在DNA的核心启动子上开始读取它。起始过程由几个基本的转录因子执行，即TF2A、TF2B、TF2D、TF2E、TF2F和TF2H。CTD（羧基末端结构域）是附着在RNA聚合酶上的尾状结构。

TF2D中存在的TATA框结合蛋白（TBP）识别TATA框，并帮助TF2D与TATA框结合，TF2A稳定该结合。继TF2A之后，TF2B也附着在TATA框上，而另外三个——TF2F、TF2E和TF2H——帮助RNA聚合酶附着在核心启动子上。

延伸

TF2H将有助于将DNA的双螺旋结构分解成单链。TF2H有助于使RNA聚合酶磷酸化，使其离开核心启动子位点，从而沿着单链DNA自由移动。因此，从核心启动子位点开始，RNA聚合酶沿着DNA移动，在检查点偶尔暂停，直到到达终止位点。在移动过程中，在RNA聚合酶与其分离之前，会产生RNA转录本的单链。

修饰

通过延伸过程产生的mRNA序列包含两个区域——外显子，编码蛋白质的条带；内含子，非编码条带。必须从mRNA序列中去除内含子条带，同时连接分裂的外显子以形成用于翻译的mRNA链。5'和3'端也分别添加到其各自的末端。整个过程称为内含子剪接。

内含子剪接由一种称为剪接体的蛋白质-RNA复合物进行，该复合物也连接外显子片段。完成的mRNA序列现在从细胞核中出来并到达细胞质。

终止

两种称为CPSF（切割和多腺苷酸化特异性因子）和CSTF（切割刺激因子）的蛋白质附着在mRNA上，以阻止RNA聚合酶进一步修饰双链DNA。mRNA与聚合酶分离。

转录过程完成后，翻译过程在细胞的细胞质中开始以产生蛋白质。复杂的转录过程涉及多种蛋白质、酶和赖氨酸等，以在聚合酶附着、检测特定位点等过程中执行每个步骤，然后产生mRNA。

常见问题

问题1.参与起始过程的蛋白质是什么？

**答案** 转录激活因子（Sp1和CTf1）、结构调节因子、辅激活因子帮助在转录过程中开始起始过程。

问题2.什么是内含子剪接？

**答案** 通过延伸过程产生mRNA后，必须去除mRNA的非编码内含子区域，并将分裂的外显子（即编码区域）连接在一起，以便在细胞核外进行翻译过程。从RNA链中去除内含子的过程称为内含子剪接。

问题3.翻译在哪里发生？

**答案** 在细胞核中进行转录后，由此产生的mRNA将通过核孔从细胞核移动到细胞质，在那里发生翻译。

问题4.参与终止过程的蛋白质是什么？

**答案** 两种称为CPSF（切割和多腺苷酸化特异性因子）和CSTF（切割刺激因子）的蛋白质附着在mRNA上，以阻止RNA聚合酶进一步修饰双链DNA。mRNA与聚合酶分离。

问题5.参与起始过程的蛋白质是什么？

**答案** 在起始过程中，RNA聚合酶附着在DNA的核心启动子上开始读取它。起始过程由几个基本的转录因子执行，即TF2A、TF2B、TF2D、TF2E、TF2F和TF2H。CTD（羧基末端结构域）是附着在RNA聚合酶上的尾状结构。