每個活細胞都會將 DNA 轉錄成 RNA。這個過程始于一種名為 RNA 聚合酶 (RNAP) 的酶夾住 DNA。在幾百毫秒內，DNA 雙螺旋解開形成一個稱為轉錄泡的節(jié)點，這樣一條暴露的 DNA 鏈就可以被復制成一條互補的 RNA 鏈。
RNAP 如何實現(xiàn)這一壯舉在很大程度上是未知的。RNAP 打開轉錄泡的過程快照將提供大量信息，但這個過程發(fā)生得太快，目前的技術無法輕松捕捉到這些結構的可視化?，F(xiàn)在，《自然結構與分子生物學》雜志上的一項新研究描述了大腸桿菌 RNAP 打開轉錄泡的過程。
該發(fā)現(xiàn)是在 RNAP 與 DNA 混合后 500 毫秒內捕獲的，它揭示了轉錄的基本機制，并回答了有關起始機制及其各個步驟的重要性的長期問題。
這是第一次有人能夠實時捕捉瞬時轉錄復合物的形成過程。了解這一過程至關重要，因為它是基因表達中的一個重要調控步驟。”
露絲·賽克 (Ruth Saecker)，第一作者，洛克菲勒大學賽斯·達斯特實驗室的研究專家
前所未有的視角
Darst 是第一個描述細菌 RNAP 結構的人，而梳理其精細結構一直是其實驗室的主要工作重點。盡管數(shù)十年的研究已經(jīng)證實，RNAP 與特定 DNA 序列結合會觸發(fā)一系列步驟來打開氣泡，但 RNAP 如何分離鏈并將一條鏈定位在其活性位點仍存在激烈爭論。
該領域的早期研究表明，氣泡打開是該過程的關鍵減緩因素，決定了 RNAP 進入 RNA 合成的速度。該領域后來的研究結果挑戰(zhàn)了這一觀點，并出現(xiàn)了關于這一限速步驟性質的多種理論。“我們從其他生物技術中了解到，當 RNAP 首次遇到 DNA 時，它會形成一堆受到嚴格調控的中間復合物，”該實驗室的博士后研究員、論文合著者 Andreas Mueller 說。“但這個過程的這一部分可以在不到一秒的時間內發(fā)生，我們無法在如此短的時間內捕捉到結構。”
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