识别特异性启动子：T7 RNA 聚合酶仅识别 T7 噬菌体基因组中的特定启动子序列（如保守的 “TAATACGACTCACTATAGGG” 序列），启动噬菌体基因的转录。
区分早期与晚期基因转录：
早期基因转录：感染初期，T7 聚合酶优先转录噬菌体的早期基因（如核酸代谢相关酶、抗宿主防御蛋白等），抑制宿主基因表达，为自身复制奠定基础。
晚期基因转录：随后转录晚期基因（如衣壳蛋白、组装蛋白、裂解酶等），促进子代噬菌体的组装和宿主菌的裂解。
T7 RNA 聚合酶的转录速度显著快于大肠杆菌宿主的 RNA 聚合酶（约为其 5 倍），能在短时间内大量合成噬菌体所需的 RNA，包括 mRNA 和调控 RNA，加速噬菌体基因组复制和蛋白质合成。
通过特异性转录噬菌体基因，T7 聚合酶绕过宿主对自身启动子的调控，避免被宿主限制修饰系统识别，确保噬菌体基因的高效表达。
在 T7 噬菌体基因组复制过程中，T7 RNA 聚合酶可能通过转录特定 RNA 分子（如引物 RNA）或调控复制相关蛋白的表达，间接促进 DNA 复制的起始和延伸。
原理：利用含 T7 启动子的 DNA 模板（如质粒、PCR 产物），在体外通过 T7 聚合酶合成特定 RNA。
应用场景：
mRNA 生产：如 mRNA 疫苗（如新冠疫苗）、基因治疗用 mRNA，利用 T7 聚合酶高效合成大量单链 mRNA。
siRNA/miRNA 制备：用于 RNA 干扰（RNAi）研究，沉默特定基因表达。
RNA 探针合成：标记放射性或荧光基团的 RNA 探针，用于分子杂交（如 Northern blot、原位杂交）。
优势：
特异性强：仅识别 T7 启动子，避免宿主或其他序列的干扰。
产量高：单次反应可合成微克至毫克级 RNA，满足大规模需求。
可修饰性：可在 RNA 产物中引入修饰核苷酸（如假尿苷），提高稳定性或降低免疫原性。
原核表达中的应用：
在大肠杆菌中构建 “T7 启动子 - 聚合酶” 系统：目标基因克隆至含 T7 启动子的载体，宿主菌（如 BL21 菌株）携带受乳糖操纵子调控的 T7 聚合酶基因（如整合于染色体或质粒）。
诱导表达机制：通过 IPTG 诱导 T7 聚合酶表达，其识别 T7 启动子并驱动目标基因的高强度转录，实现外源蛋白的高效表达（如重组抗体、酶蛋白等）。
强启动子：T7 启动子的转录效率远高于大肠杆菌天然启动子，适合表达低丰度或难表达的蛋白。
严紧调控：通过乳糖操纵子控制聚合酶表达，可避免目标基因的泄漏表达（如毒性蛋白）。
利用 T7 聚合酶合成短链干扰 RNA（siRNA）或向导 RNA（gRNA，如 CRISPR-Cas 系统中的 sgRNA），用于基因功能研究或基因编辑。
在病毒载体（如腺相关病毒 AAV、慢病毒）生产中，T7 聚合酶用于合成病毒基因组 RNA 或包装所需的辅助 RNA。
在 mRNA 疫苗中，其高效合成能力是规模化生产的关键技术基础。
结构决定特异性：T7 RNA 聚合酶是单亚基酶（约 99 kDa），其结构中保守的 “启动子结合结构域” 仅识别 T7 启动子的 - 17 至 + 2 区域，确保高度特异性。
无需辅助因子：与细菌多亚基 RNA 聚合酶不同，T7 聚合酶单独即可完成转录起始、延伸和终止（终止依赖 DNA 模板的茎环结构或寡聚 U 序列）。
高保真度：转录错误率低（约 10⁻⁶），适合需要精确序列的 RNA 合成（如 mRNA 疫苗）。
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