Бактериальная РНК-полимераза состоит из нескольких белковых субъединиц и существует, в зависимости от стадии транскрипции, в двух формах:
1) кор-фермент (core enzyme) в составе субъединиц, обозначаемых как ? (две копии), ?, ? 'и ?, 2) голофермент (holoenzyme)? комплекс корферменту с субъединицей ?. Кор-фермент имеет достаточно высокую неспецифическую сродство к ДНК, что позволяет ему работать на различных последовательностях. Появление субъединицы ? в составе голоферменту приводит к снижению общей неспецифической родства, но при этом возникает специфическое сродство к особым участков, из которых транскрипция должна начинаться? промоторов (promoters). За счет этого голофермент имеет возможность эффективно перебирать (путем связывания и быстрой диссоциации) различные участки ДНК, осуществляя поиск промотора, взаимодействие с которым является прочной.
Итак, субъединица ? выполняет роль общего фактора инициации транскрипции. Различные промоторы различаются сродством к голоферменту (силой промотора). Соответственно, опознание слабых промоторов зависит от дополнительных, специфических для данного гена или группы генов, факторов инициации (см. ниже). Рабочий цикл РНК-полимеразы состоит из следующих стадий.
• Инициирование транскрипции, которая также является многостадийным процессом (рис. 5.1): в связки голоферменту с промотором. В результате формируется закрытый комплекс, в составе которого ДНК сохраняет форму двойной спирали; в локальное плавление двойной спирали с образованием открытого комплекса? различия цепей ДНК, которая позволяет использовать один из них как матрицу; в включения первых двух нуклеотидов к молекуле РНК (Синтез первого фосфодиэфирных связи в активном центре полимеразы)? самая медленная стадия процесса; в рост первичного короткого транскрипта? присоединение 8?? 9 нуклеотидов. После этого возможна абортивная инициация (освобождение короткого транскрипта), есть неудачная попытка инициации; о в противном случае происходит очистка промотора? диссоциация ?-фактора, которая маркирует переход к элонгации транскрипции.
• Элонгация транскрипции, в каждом элементарном акте которой (елонгацийному цикле) происходит присоединение очередного нуклеотида к 3'-концу РНК и передвижения кор-фермента на один нуклеотид вдоль матрицы (транслокация).
• Терминация транскрипции при опознании полимеразой специального сигнала терминации (особого элемента последовательности), когда происходит освобождение транскрипта. Далее корфермент снова взаимодействует с ?-субъединицей и осуществляет новый поиск промотора.
Существенной особенностью прокариотической системы транскрипции белковых генов является то, что молекула мРНК связывается с рибосомами непосредственно во время транскрипции? транскрипция мРНК и белковый синтез (раздел 8) является единым процессом.