Die Transkription wird in speziellen Nukleotidsequenzen eingeleitet.
Die Transkription wird durch die Bildung eines stabilen Komplexes zwischen der Holoferment und einer spezifischen Sequenz initiiert, die als Promotor bezeichnet wird und sich am Anfang aller Transkriptionseinheiten befindet. Die Untersuchung der Nukleotidsequenz von mehr als 50 verschiedenen Prokaryote-Promotorstellen und die Mutationsanalyse ergaben nur zwei konservative Stellen, die eine Schlüsselrolle bei der Erkennung und Funktion des Promotors zu spielen scheinen. Eine dieser Sequenzen besteht aus sechs oder sieben Basenpaaren und befindet sich etwa 10 Basen entfernt von dem Nukleotid, von dem aus die Transkription beginnt; dieses Signal wird üblicherweise als -10-Sequenz bezeichnet. Eine vergleichende Analyse der 10 Sequenzen von etwa 50 Prokaryote-Promotoren ergab, dass sie sich alle leicht von der TATAAT-Konsensussequenz unterscheiden. Das unterstrichene T ist in fast allen Promotoren vorhanden, während die anderen Positionen in jedem Promotor von einer bis mehreren Varianten beobachtet werden können.
Die zweite Sequenz, deren Länge in der Regel neun Nukleotide beträgt, befindet sich in einem Abstand von ~ 35 Basen zur Initiationsstelle und tritt auch in den meisten Prokaryotenpromotoren auf. Die Nukleotidsequenz eines Segments zwischen -35- und -10 Stellen ist nicht kritisch, nur der Abstand zwischen diesen Stellen ist wichtig. Die -35-Sequenz ist an der Bindung der rnA-Polymerase beteiligt, die dem Enzymtransfer zur Pribnowbox vorausgeht. Es ist möglich, dass die RNA-Polymerase, beginnend mit der Pribnowbox, eine lokale Auflösung der Helix bewirkt und Bedingungen für den Beginn der RNA-Synthese schafft.
Es stellt sich jedoch die Frage, ob die einfache Bindung der RNA-Polymerase an einen Promotor ausreicht, um eine lokale Kettendivergenz in der Nähe der Initiierungsstelle der RNA- oder RNA-Polymerasensynthese zur Ausbreitung der Helix in der Startup-Stelle zu erreichen. Unabhängig vom Mechanismus ermöglicht die Bildung eines "offenen" Promotorkomplexes der RNA-Polymerase, das erste und zweite Ribonukleosidtriphosphat mit der Matrixkette zu verbinden und die Bildung der ersten Phosphodiesterbindung zu katalysieren.
Unterschiede in der Transkriptionseffizienz einzelner Gene hängen zum Teil von der Struktur ihrer Promotoren ab. Sowohl die Stärke der Interaktion der RNA-Polymerase mit der Promotorsequenz als auch die Effizienz der Bildung eines "offenen" Promotorkomplexes werden durch die spezifischen Nukleotidsequenzen der -35- bzw. -10-Regionen bestimmt. Mutationen in diesen Regionen führen zu erheblichen Veränderungen in der Fähigkeit vieler Projektträger, Transkriptionsinitiativen anzubieten. In einigen Fällen wird die Einleitung der Transkription in ineffektiven Promotoren durch Hilfsproteine erleichtert, die an DNA-Sequenzen nahe -35 binden. Das Wesen dieses Phänomens ist nicht vollständig bekannt, aber es ist bekannt, dass manchmal die Proteine an -35-Sequenzen binden, die Wahrscheinlichkeit erhöhen, dass es von der RNA-Polymerase erkannt wird und an sie bindet. Die Bindung von Aktivatorproteinen kann auch zu Veränderungen in der Struktur der DNA führen und so zur Einleitung der Transkription beitragen. Veränderungen in der topologischen Struktur der DNA - insbesondere die Zunahme der Anzahl negativer Superkreise - können ebenfalls zu einer erhöhten oder verminderten Effizienz einiger Promotoren führen.
Beendigung der Transkription und Trennung von RNA-Schaltungen
DNA-Sequenzen, die Transkriptionsstoppsignale sind, werden als Transkriptionsterminatoren bezeichnet. Es wurden zwei Arten von Abschlusssignalen erkannt: p-abhängige und p-unabhängige Terminatoren. Beide haben einige Gemeinsamkeiten. Beide enthalten invertierte Wiederholungen, so dass das 3'-Ende der RNA-Transkripte zu unterschiedlich langen Stegen addiert wird. Die Stiele der p-unabhängigen Terminatorstollen enthalten in der Regel GC-reiche Bereiche; einer davon befindet sich in der Nähe der Stielunterseite und wird durch einen Abschnitt ergänzt, der aus vier sechs uridilovyh und zwei adenilovyh Resten besteht. Im Gegensatz dazu enthält der Stamm der p-abhängigen Terminatoren nur wenige GC-Paare, und Uridin-3'-Schwänze können fehlen.
Der genaue Mechanismus der p-unabhängigen und p-abhängigen Transkriptionskündigung ist immer noch Gegenstand der Diskussion. Die folgende Erklärung der p-unabhängigen Terminierung ist sehr wahrscheinlich: Die rnA-Polymerase stoppt nach der Transkription der invertierten Wiederholung, da die Bolzenstruktur als Hindernis erscheint. Dadurch wird rnA unmittelbar nach dem Stopp des Prozesses von der Matrixkette in der Nähe des U-reichen Bereichs getrennt, der relativ schwach mit dem A-reichen Bereich der Matrix gekoppelt ist. Dies scheint die Tatsache zu erklären, dass das Ende der RNA-Kette meist Uridil- oder Adenicereste enthält.
P ist ein oligomeres Protein, das fest an die RNA bindet und in diesem Zustand ATP an ADP und anorganisches Phosphat hydrolysiert. In einem der Modelle wird die Wirkung von p-Protein dadurch erklärt, dass es an die synthetisierte Kette der RNA bindet und sich entlang in Richtung 5' - >3' zum Ort der RNA-Synthese bewegt; die für seine Bewegung notwendige Energie wird bei der Hydrolyse von ATP freigesetzt. Trifft ein p-Protein auf einen in RNA gebildeten Bolzen, stoppt es die Polymerase, die die Transkription fortsetzen könnte. Es ist möglich, dass dieser p-induzierte Stop ausreicht, um die RNA aus der Matrix zu lösen, aber es ist möglich, dass das p-Protein selbst zur Dissoziation und Trennung beiträgt.
Die Beendigung der Transkription ist selten völlig abhängig oder völlig unabhängig vom p-Protein. Einige p-unabhängige Terminatoren arbeiten in Gegenwart von p effizienter. Und unter bestimmten Bedingungen verursachen so genannte p-abhängige Terminatoren die Terminierung auch ohne p, wenn auch nicht so erfolgreich.
Sowohl die Beendigung als auch die Einleitung der RNA-Synthese ist ein geregelter Prozess. Es gibt Proteine, die als Antiterminatoren fungieren und die Terminierung in p-unabhängigen Terminatoren verhindern; andere Proteine sind auch dafür bekannt, p zu hemmen und so eine Kettenlängung nach den Terminierungssignalen zu gewährleisten. Unter bestimmten Umständen können RNA-Moleküle alternative Studienstrukturen auf bestimmten Sequenzen bestimmter DNA-Stellen bilden. Einige dieser Strukturen können zur Beendigung der Abtreibung führen, während andere zur Fortsetzung der Transkription führen können.