原核生物基因的转录起始包括四个步骤

原核生物基因的转录起始包括四个步骤（图4-1）。

1．形成闭合的启动子复合物 在转录起始过程中，RNA聚合酶全酶中的σ因子识别基因或操纵子中的启动子，RNA聚合酶全酶与启动子结合形成复合物，此时DNA仍是闭合的双链形式，此复合物称为闭合的启动子复合物（closed promoter complex）。

原核生物有多种σ亚基，其相对分子质量差异很大，在32～90ku不等，一般以它们的相对分子质量命名区别。如分子量为70ku则命名为σ70。σ70是辨认典型转录起始位点的蛋白质，负责大多数基因转录的通用因子，其他σ因子则只有在特定条件下才被激活进而介导特殊基因表达。不同细菌的σ因子在氨基酸序列上有4个保守区域，区域2又分为4个亚区（2．1～2．4），区域4可分为2个亚区（4．1和4．2）。其中2．4亚区识别启动子的-10区；4．2亚区识别启动子的-35区（图4-2）。

σ因子不能单独与启动子或DNA的其他区域结合，只有与核心酶结合组成全酶后，构象发生改变，暴露出DNA结合域（含有螺旋-回折-螺旋结构），δ因子才能与启动子结合。

图4-1　转录起始阶段

图4-2　不同细菌σ因子的4个保守区

2．闭合的启动子复合物转变为开放的启动子复合物 在RNA聚合酶的作用下，从-10区到转录起始点下游＋3区约17bp的范围内，DNA互补碱基对断裂，双链打开，暴露出DNA模板链，形成开放的启动子复合物，此时RNA聚合酶与DNA紧密结合。解旋解链的DNA与酶结合的局部，形成了所谓的转录泡（图4-3）。从闭合性复合物转变为开放性复合物涉及DNA双链的解链和聚合酶结构的变化，这种转变称异构化作用。

3．RNA聚合酶仍保持（结合）在启动子部位，催化RNA合成反应 开放性复合物中DNA局部解链暴露了模板链，为转录起始展开空间。转录起始不需要引物，两个与模板配对的相邻核苷酸，在RNA聚合酶的催化下生成磷酸二酯键彼此连接。第一个核苷酸多为GTP或ATP，即5′-端为pppG或pppA，以pppG更常见。第二个核苷酸具有游离的3′-OH，可以继续加入NTP，RNA链不断延长，直至产生一条约9个核苷酸组成的短的RNA为止。此时，整个转录泡由RNA聚合酶、DNA模板和一小段转录产物RNA构成，称三元复合物。

图4-3　转录泡的结构

4．RNA聚合酶释放σ因子，进入延伸阶段 当RNA聚合酶合成新生的RNA链为8～9nt时，聚合酶释放σ因子，与DNA的结合变得较为松散，便于移动。RNA聚合酶离开启动子区，沿DNA移动，进入延伸阶段。