内容正文:
第4章 基因的表达
第1节 基因指导蛋白质的合成
1. 基因是有遗传效应的DNA片段。DNA主要存在于细胞核中,而蛋白质是在细胞质中合成的。
2. RNA是另一类核酸,它的分子组成与DNA的很相似∶它也是由基本单位——核苷酸连接而成的,核苷酸也含有4种碱基,这些特点使得RNA具备准确传递遗传信息的可能。与DNA不同的是,组成RNA的五碳糖是核糖而不是脱氧核糖;RNA的碱基组成中没有碱基T(胸腺嘧啶),而替换成碱基U(尿密啶);RNA一般是单链,而且比DNA短,因此能够通过核孔,从细胞核转移到细胞质中。
3. 这种作为 DNA 信使的 RNA叫信使RNA(messenger RNA)。也叫 mRNA。此外还有转运 RNA(transfer RNA),也叫 tRNA,以及核糖体RNA(ribosomal RNA),也叫 rRNA。
4. 科学家通过研究发现,RNA是在细胞核中,通过RNA聚合酶以DNA的一条链为模板合成的,这一过程叫作转录(transcription)。
5. 下面以 mRNA为例说明转录的基本过程。当细胞开始合成某种蛋白质时,RNA聚合酶与编码这个蛋白质的一段 DNA结合,使DNA 双链解开,双链的碱基得以暴露。细胞中游离的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对,在 RNA聚合酶的作用下,依次连接,然后形成一个mRNA分子。
6. mRNA合成以后,通过核孔进入细胞质中。游离在细胞质中的各种氨基酸,就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质,这一过程叫作翻译(translation)。
7. 翻译的实质是将mRNA的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列。
8. mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸。每3个这样的碱基叫作1个密码子。
9. mRNA进入细胞质后,就与蛋白质的"装配机器"——核糖体结合起来,形成合成蛋白质的"生产线"。
10. 将氨基酸运送到"生产线"上去的"搬运工",是另一种RNA——tRNA。
11. tRNA的种类很多,但是,每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。
12. tRNA比mRNA小得多,分子结构也很特别∶RNA链经过折叠,看上去像三叶草的叶形,其一端是携带氨基酸的部位,另一端有3个相邻的碱基(图4-6)。
13. 每个tRNA的这3个碱基可以与mRNA 上的密码子互补配对,叫作反密码子。
14. 核糖体是沿着mRNA移动的。
15. 核糖体与mRNA的结合部位会形成2个tRNA的结合位点。
16. 通常,一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成,因此,少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白质。
17. 科学家克里克首先预见了遗传信息传递的一般规律,并于1957年提出了中心法则(central dogma)∶遗传信息可以从DNA流向DNA,即DNA的复制;也可以从DNA流向RNA,进而流向蛋白质,即遗传信息的转录和翻译。
18. 科学家对中心法则作出了补充∶少数生物(如一些RNA病毒)的遗传信息可以从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA。
19. 在遗传信息的流动过程中,DNA、RNA是信息的载体,蛋白质是信息的表达产物,而ATP为信息的流动提供能量,可见,生命是物质、能量和信息的统一体。
第2节 基因表达与性状的关系
1. 基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状。
2. 基因还能通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
3. 科学家研究发现,细胞中的基因有些表达,有些不表达。在不同类型的细胞中,表达的基因大致可以分为两类∶一类是在所有细胞中都表达的基因,指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必需的,如核糖体蛋白基因、ATP 合成酶基因;另一类是只在某类细胞中特异性表达的基因,如卵清蛋白基因、胰岛素基因。
4. 细胞分化的本质就是基因的选择性表达。
5. 生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传变化的现象,叫作表观遗传(epigenetic inheritance )。
6. 在大多数情况下,基因与性状的关系并不是简单的一一对应的关系。一个性状可以受到多个基因的影响。一个基因也可以影响多个性状。同时,生物体的性状也不完全是由基因决定的,环境对性状也有着重要影响。
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$第4章 基因的表达
第1节 基因指导蛋白质的合成
1. 基因是有 的DNA片段。DNA主要存在于 中,而蛋白质是在 中合成的。
2. RNA是另一类 ,它的分子组成与 的很相似∶它也是由基本单位—— 连接而成的,核苷酸也含有 种碱基,这些