让我纠正一个习惯性的错误

让习惯性思维离我们远一些

——由一道试题引发的教学思考

作者：钱志强

摘要：许多试题在考察基因功能——性状表达过程中，常常在设计DNA的转录过程，都是以需要解旋酶把双链DNA解旋为单链DNA。针对这个问题，笔者进行了较为详尽的阐述。

关键词：DNA复制转录 RNA聚合酶解旋酶

试题：（8分）下图是蛋白质合成示意图，请据图回答下列问题：

（1）图中所示属于基因控制蛋白质合成过程中的步骤，该步骤发生细胞的部位。

(2) 3 是，它以DNA一条链为模板，按原则而形成，这个过程

中氢键断裂需要的酶是酶是，所需原料是。

（3）2 是，其上的可与3配对的三个碱基统称是。

答案：（2） mRNA 碱基互补配对解旋酶四种游离的核糖核苷酸

分析：图中显示的为转录过程，对于转录：人教版生物必修2 P63关于转录的叙述有这样一段话：“当细胞开始合成某种蛋白质时，编码这个蛋白质的一段DNA双链将解开，双链的碱基得以暴露。”文中没有提到DNA双链的解旋是否需要解旋酶，部分生物教师在教学中，习惯性的认为DNA的双链变为单链肯定需要解旋酶。不然怎么解开呢?

针对这个问题，笔者查阅普通高中课程标准实验教科书生物（2）遗传与进化——教师教学用书P99关于转录过程如下:

（1）转录起始

基因的转录是由RNA聚合酶催化进行的。基因的上游具有结合RNA聚合酶的区域，叫做启动子。启动子是一段具有特定序列的DNA，具有和RNA聚合酶特异性结合的位点，决定了基因转录的起始位点。RNA聚合酶与启动子结合后，在特定区域将DNA双螺旋两条链之间的氢键断开，使DNA解旋，形成单链区，以非编码链为模板合成RNA互补链的过程就开始了。

（2）转录延长

转录的延长是以首位核苷酸的3′-OH为基础逐个加入NTP，形成磷酸二酯键,使RNA逐步从5′向3′端延伸的过程。在原核生物，因为没有核膜的分隔，转录未完成即已开始翻译,而且在同一DNA模板上同时进行多个转录过程。电镜

下看到的羽毛状图形和羽毛上的小黑点（多聚核糖体），是转录和翻译高效率的直观表现。

（3）转录终止

转录的终止在原核生物分为依赖Rho因子与非依赖Rho因子两类。在依赖Rho因子的生物类型中，因为Rho因子有ATP酶和解旋酶两种活性，能结合在转录产物的3′末端区并使转录停顿、产物RNA脱离DNA模板，所以可以终止转录。对于非依赖Rho因子的转录终止，其RNA产物3′端往往形成茎环结构,其后又有一串寡聚U。茎环结构可使RNA聚合酶变构而不再前移，寡聚U则有利于RNA 脱离依附的DNA模板。因此，无论哪一种转录终止都有RNA聚合酶停顿和RNA

产物脱出这两个必要过程。

那么，转录的时候，DNA的双链的解旋，真的不需要解旋酶吗？笔者查阅了郑集、陈均辉编著的《普通生物化学》第4版（200706），和王镜岩、朱圣庚徐长法主编的《生物化学》第三版下册（200208），现将相关内容简述如下。1.原核生物的转录起始阶段

在原核基因的编码区上游，有一段序列叫启动子，启动子是DNA链上一段能与RNA聚合酶结合并能起始mRNA合成的序列，它是基因表达不可缺少的重要调控序列。

原核细胞只有一种RNA聚合酶，负责合成三种RNA，此酶由两条α链、一条β链、一条β′链、一条ω链和一个σ因子构成全酶。σ因子具有辨认启动子“识别位”的作用。转录开始时，RNA聚合酶的σ因子识别基因启动子的识别位（-35序列）并与-35序列结合，形成疏松的复合物，然后RNA聚合酶沿模板DNA3′→5′方向移动至Pribnow框（-10序列），由于Pribnow框A-T含量高，所以这一区域容易解旋。此时，RNA聚合酶与模板DNA呈紧密结合状态，形成稳定的复合物，DNA的构象从而发生改变，局部打开DNA双螺旋，即开始转录的起始。

2.真核生物的转录起始阶段

真核细胞RNA聚合酶有三种，能合成mRNA的酶是RNA聚合酶Ⅱ（pol Ⅱ），真核细胞启动子比原核细胞启动子更复杂和更多样，不同的RNA聚合酶有不同的启动子。原核细胞靠RNA聚合酶本身识别启动子，而真核细胞的RNA 聚合酶无法识别启动子，要靠转录因子识别启动子。

凡是转录起始所必需，但不是RNA聚合酶成分的任何蛋白质，都定义为转录因

转录起始时，首先是TFⅡD结合到TATA框上，接着TFⅡA立即结合上去，并稳定TFⅡD 和TATA框的结合。TFⅡD有两个亚基TBP和TAF。接着TF ⅡB结合，TFⅡB有两个结构域，一个结合TBP，另一个用于引进TFⅡF/ pol Ⅱ复合物。TFⅡB充当了桥连蛋白的作用。FⅡF/ polⅡ复合物结合上来后，TF ⅡE、H和J相继结合，最终形成至少含有40个多肽的转录起始复合物。TFⅡH 是多亚基蛋白复合体，具有依赖于ATP 供给能量的DNA 解旋酶活性，在转录链延伸中发挥作用。

综上所述,在遗传信息转录过程中，原核细胞中RNA聚合酶起解旋的作用，真核细胞中是某些转录因子起解旋作用，因此，在遗传信息的转录过程中，没有解旋酶参与，只有DNA复制过程中，解旋需要解旋酶。

笔者认为:作为一名生物学的教学工作者，必须具有严谨的教学态度，积极的思维习惯，不要把错误的结论再次延续下去。让习惯性的思维离我们在远一些！