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構，發現在轉錄起點上游大約-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。啟動子的結構至少由三部分組成：-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結合，但主要是由于堿性蛋白質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合常數和停留時間。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，并與之結合生成較松弛的封閉型啟動子復合物。這時酶與DNA外部結合，識別部位大約在啟動子的-35位點處。接著是DNA構象改變活化，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就繼續解鏈，酶移動到起始位點。

2． 起始

停留在起始位點的全酶結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

從起始到延伸的轉變過程，包括σ因子由締合向解離的轉變。DNA分子和酶分子發生構象的變化，核心酶與DNA的結合松弛，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產物。RNA鏈延伸時，RNA聚合酶繼續解開一段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，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構。

4． 終止

在DNA分子上（基因末端）有終止轉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，它能與RNA聚合酶結合但不是酶的組分。它的作用是阻止RNA聚合酶向前移動，于是轉錄終止，并釋放出已轉錄完成的RNA鏈。對于不依賴于ρ因子的終止子序列的分析，發現有兩個明顯的特征：即在DNA上有一個15～20個核苷酸的二重對稱區，位于RNA鏈結束之前，形成富含G-C的發夾結構。接著有一串大約6個A的堿基序列，它們轉錄的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合力很弱，利于RNA鏈釋放。在真核細胞內，RNA的合成要比原核細胞中的復雜得多。