1． 起始位點的識別

RNA的合成不需要引物。體外試驗表明，不含σ亞基的核心酶會隨機地在一個基因的兩條鏈上啟動。當有σ亞基時就會選擇正確的起點。RNA聚合酶先與DNA模板上的特殊啟動子部位結(jié)合，σ因子起著識別DNA分子上的起始信號的作用。DNA分子上的起始信號，即“啟動序列”稱為啟動子。為方便起見，在DNA上使RNA分子開始合成的第一個核苷酸標為 1，它的5′上游標為（-），3′下游標為（ ）。通過比較原核生物的啟動子的結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)在轉(zhuǎn)錄起點上游大約-10處有6個堿基的TATATA保守序列，稱為Pribnow框，約在-35處有TTGACA保守序列。啟動子的結(jié)構(gòu)至少由三部分組成：-35序列提供了RNA聚合酶全酶識別的信號；-10序列是酶的緊密結(jié)合位點；第三部分是RNA合成的起始點。雖然單獨的核心酶能與DNA結(jié)合，但主要是由于堿性蛋白質(zhì)與酸性核酸之間的非特異性靜電引力造成的，DNA仍保持雙螺旋形式，而σ亞基能改變RNA聚合酶與DNA之間的親和力，大大地增加酶與啟動子的結(jié)合常數(shù)和停留時間。因此開始時核心酶在σ亞基參與下與DNA分子接觸，形成非專一性復合物，這樣的復合物是很不穩(wěn)定的，酶分子可在DNA鏈上滑動。在σ亞基作用下幫助全酶迅速找到啟動子，并與之結(jié)合生成較松弛的封閉型啟動子復合物。這時酶與DNA外部結(jié)合，識別部位大約在啟動子的-35位點處。接著是DNA構(gòu)象改變活化，得到開放型的啟動子復合物，此時酶與啟動子緊密結(jié)合，在-10位點處解開DNA雙鏈，識別其中的模板鏈。由于該部位富含A-T堿基對，故有利于DNA解鏈。開放型復合物一旦形成，DNA就繼續(xù)解鏈，酶移動到起始位點。

2． 起始

停留在起始位點的全酶結(jié)合第一個核苷三磷酸。加入的第一個核苷三磷酸常是GTP或ATP。所形成的啟動子、全酶和核苷三磷酸復合物稱為三元起始復合物，第一個核苷酸摻入的位置稱為轉(zhuǎn)錄起始點。這時σ亞基被釋放脫離核心酶。

3． 延伸

從起始到延伸的轉(zhuǎn)變過程，包括σ因子由締合向解離的轉(zhuǎn)變。DNA分子和酶分子發(fā)生構(gòu)象的變化，核心酶與DNA的結(jié)合松弛，核心酶可沿模板移動，并按模板序列選擇下一個核苷酸，將核苷三磷酸加到生長的RNA鏈的3′-OH端，催化形成磷酸二酯鍵。轉(zhuǎn)錄延伸方向是沿DNA模板鏈的3′→5′方向按堿基配對原則生成5′→3′的RNA產(chǎn)物。RNA鏈延伸時，RNA聚合酶繼續(xù)解開一段DNA雙鏈，長度約17個堿基對，使模板鏈暴露出來。新合成的RNA鏈與模板形成RNA-DNA的雜交區(qū)，當新生的RNA鏈離開模板DNA后，兩條DNA鏈則重新形成雙股螺旋結(jié)構(gòu)。

4． 終止

在DNA分子上（基因末端）有終止轉(zhuǎn)錄的特殊堿基順序稱為終止子（terminators），它具有使RNA聚合酶停止合成RNA和釋放RNA鏈的作用。這些終止信號有的能被RNA聚合酶自身識別，而有的則需要有ρ因子的幫助。ρ因子是一個分子量為200kDa的四聚體蛋白質(zhì)，它能與RNA聚合酶結(jié)合但不是酶的組分。它的作用是阻止RNA聚合酶向前移動，于是轉(zhuǎn)錄終止，并釋放出已轉(zhuǎn)錄完成的RNA鏈。對于不依賴于ρ因子的終止子序列的分析，發(fā)現(xiàn)有兩個明顯的特征：即在DNA上有一個15～20個核苷酸的二重對稱區(qū)，位于RNA鏈結(jié)束之前，形成富含G-C的發(fā)夾結(jié)構(gòu)。接著有一串大約6個A的堿基序列，它們轉(zhuǎn)錄的RNA鏈的末端為一連串的U。寡聚U可能提供信號使RNA聚合酶脫離模板。由rU-dA組成的RNA-DNA雜交分子的堿基配對結(jié)合力很弱，利于RNA鏈釋放。在真核細胞內(nèi)，RNA的合成要比原核細胞中的復雜得多。