RNA聚合酶（RNA Polymerase）（II）

RNA聚合酶（RNA Polymerase）（II）
國立新莊高級中學陳偉民退休教師/國立台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

RNA聚合酶的作用
結合與起始期
在原核生物中，RNA聚合酶的結合，包含α次單元辨認出DNA的上游單元（upstream element）（40至-70鹼基對），以及σ因子辨認出-10至-35區塊。有數個σ因子調控基因表現。舉例而言，在正常條件下，σ70會表現，使RNAP與管家基因結合，而σ32誘使RNAP與熱休克基因結合。

與DNA結合之後，RNA聚合酶由閉合複合體切換成開放複合體。此一變化包括DNA兩股分離，形成解螺旋的DNA區段，長度約有13 bp（鹼基對之縮寫）。根據華生－克里克鹼基對交互作用，核苷酸和模板DNA股之間以鹼基配對。因為DNA要解旋及重旋，所以超線圈（supercoiling）在聚合酶的活性中，占有重要地位。在RNAP前方的DNA區段要解旋，有一補償性正超線圈存在。在RNAP後方的DNA區段要重旋，存在著負超線圈。

延長期
轉錄延長期包含進一步加入核糖核苷酸，以及開放式複合體變成轉錄複合體。因為RNAP與啟動子的結合很強，無法開始形成完整長度的轉錄本。此一階段的轉錄，生成較短的RNA片段，大約只有9 bp，此一步驟稱為退化轉錄。一旦RNAP開始形成較長的轉錄本，它會清除啟動子。此時，-10至-35啟動子區塊瓦解，σ因子脫離RNAP。當σ因子抓緊RNAP的適當位置時，剩餘的RNAP複合體向前移動。17-bp轉錄複合體有8-bp的DNA-RNA混成體，也就是說，有8個鹼基對參與RNA轉錄本與DNA模板股的結合。當進行轉錄時，核糖核苷酸由RNA轉錄本的3’端加入，而且RNAP複合體沿著DNA移動。雖然RNAP看起來沒有3’末端核酸酶（exonuclease）的活性，不會像DNA聚合酶那樣有校對的功能，但有證據顯示，RNAP遇到配對錯誤的鹼基對會暫停，並將錯誤更正。

把核糖核苷酸加入RNA轉錄本中，其機制與DNA聚合酶非常類似──一般相信，這些聚合酶在演化上有相關性。PNAP的天冬胺（asp）殘株會緊緊抓住Mg²⁺離子，反過來，Mg²⁺離子與核糖核苷酸的磷酸根形成配位鍵結。第一個Mg²⁺會抓緊要加入的NTP之α磷酸根。使得RNA轉錄本對3’OH進行親核攻擊，將新的NTP加入鏈中。第二個Mg²⁺會抓緊NTP的焦磷酸根，總反應方程式為：
(NMP)_n + NTP –> (NMP)_n+1 + PP_i

終結期
RNA轉錄的終結分為Rho-獨立及Rho-依賴兩種。
未接受rho 蛋白質的轉錄終結，為Rho-獨立轉錄終結。DNA的重複區段在轉錄時，造成RNA轉錄迴圈形成髮夾迴紋結構，且同一股不同區段之間以鹼基對連接。這種結構通常富含G-C鹼基對，使其比DNA-RNA混成體更穩定。結果，在轉錄複合物，8 bp的DNA-RNA混成體變成4 bp混成體。最後4鹼基對是較弱的A-U鹼基對，整個RNA轉錄本會與DNA脫離。

參考資料：
http://en.wikipedia.org/wiki/RNA_polymerase