抄写与翻译练习题

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发布日期:2019年8月21日

|最后更新:2021年12月20日

莫莉坎贝尔

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差异基因表达

信不信由你，多细胞生物中的所有细胞(不包括红细胞和配子)都含有完全相同的蛋白质相同DNA。在这种情况下，为什么心脏是由心肌细胞组成的?还是肝细胞?细胞怎么能含有呢相同DNA在生理上如此不同?

答案在于基因表达的差异——在特定细胞中打开(表达)或关闭(抑制)的基因的组合——这就是每个细胞的独特之处。

基因表达受到内部和外部因素的调控——基因组和环境之间的完美相互作用。¹

从基因到蛋白质的过程是复杂的，在每个细胞内都受到严格控制。它包括两个主要步骤:转录和翻译。这些步骤在原核细胞和真核细胞中是不同的。在这里，我们将关注真核细胞。

DNA vs RNA

要完全理解基因表达所涉及的不同过程，了解DNA和RNA之间的差异是关键。

需要概括一下吗?

Listicle
DNA与RNA - 5个关键的区别和比较

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什么是转录?

转录是从DNA模板合成任何类型的互补RNA:注意，几种类型的RNA都可以编码通过DNA链在这里，我们特别关注导致pre-mRNA, mRNA和最终蛋白质的转录。

在基因表达的过程中，转录包括从DNA模板中产生信使RNA (mRNA)。它发生在细胞核内，由酶催化RNA聚合酶2

RNA聚合酶

所有真核生物都有三种不同类型的RNA聚合酶:

RNA聚合酶I转录rRNA基因
RNA聚合酶II转录mRNA, miRNA, snRNA和snRNA基因
RNA聚合酶III转录一系列RNA基因，包括但不限于tRNA和5S rRNA基因。²

转录的步骤

转录过程包括以下几个步骤:

1.初始化

转录形成mRNA的第一步包括RNA聚合酶II与a结合启动子区域就在被转录基因的上游。启动子通常根据其对转录率和基因表达的影响分为强或弱两类。转录因子是帮助定位RNA聚合酶II的蛋白质，并协助打破DNA螺旋中的氢键。^3.

2.伸长

RNA聚合酶II破坏双螺旋结构中连接两条DNA链的氢键。然后，该酶将单个DNA链作为模板，在5'到3'方向上构建一条RNA链，将每个互补核苷酸添加到链的3'端。在RNA中，核苷酸胸腺嘧啶被核苷酸尿嘧啶所取代。^3.

5'和3'是什么意思?

这是指DNA和RNA主干中的碳数。5'碳核糖环上通常有一个磷酸基，3'碳端有一个羟基(-OH)。这种不对称性给了DNA和RNA链一个“方向”。

DNA链通过RNA聚合酶II酶。在核苷酸被添加形成pre-mRNA链的后面区域，DNA螺旋重新形成。这意味着产生的pre-mRNA最终从DNA模板中释放出单链。

3.终止

终止标志着RNA聚合酶II的结束，将核苷酸添加到pre-mRNA链和pre-mRNA的释放。尽管进行了广泛的研究，但关于终止妊娠的确切生理原因仍不明确——本文概述了几种机制纸．

从前信使rna到信使rna

真核前mrna在转译之前必须经过几个额外的处理步骤。首先，它们增加了一个5'帽和一个3'聚a尾，以防止转录本退化。⁴

在转录过程中产生的信使rna由核苷酸序列组成。一组由三个字母组成的核苷酸组合被称为A密码子．密码子既可以编码特定的氨基酸，作为翻译的开始信号，也可以作为标记翻译结束的停止信号。tRNA分子由反密码子．反密码子是由三个核苷酸组成的序列免费到信使rna中的特定密码子。

翻译的过程主要分为三个阶段:

1.初始化

核糖体的小单位结合到mRNA序列的开始，在开始密码子的位置。在所有的mRNA分子中，起始密码子都有一个AUG序列，它编码氨基酸蛋氨酸。携带反密码子的tRNA识别该序列并将氨基酸蛋氨酸携带到mRNA上。然后，核糖体的大亚基结合形成起始复合物。

2.伸长

在翻译的这一阶段，核糖体继续沿着mRNA链依次翻译每个密码子。相应的氨基酸由tRNA添加在一条生长链中，由肽键连接在一起。这一直持续到整个密码子序列被读取，核糖体到达一个“停止”密码子。

3.终止

停止密码子包括UAA, UAG, UGA。没有tRNA能够读取和识别这些密码子来招募氨基酸，因此核糖体在这一点上识别翻译过程已经完成。蛋白质和翻译复合体的组分被释放分散．

通过DNA聚合酶复制DNA:

注意，转录和翻译不同于DNA复制。DNA复制是为下一代保存基因组的过程。它包括通过DNA聚合酶将一条DNA链复制成两条子链。每个子链包含一半的原始DNA双螺旋。

对比图汇总

	转录	翻译
位置	原子核。	细胞质。
目的及产品	使用基因作为模板来创建几种形式的RNA(如本文中讨论的mRNA)。	从RNA模板合成蛋白质。
初始化	RNA聚合酶蛋白与DNA中的启动子区结合，形成转录起始复合物。	核糖体识别AUG起始密码子并与mRNA结合时发生。
伸长	RNA聚合酶沿5'到3'的方向移动并形成一条RNA链。	与mRNA中的密码子互补的反密码子的tRNA与mRNA结合，并建立由肽键连接的氨基酸链。
终止	RNA转录本被释放。RNA聚合酶与DNA分离，DNA返回成双螺旋结构。	核糖体遇到终止密码子。没有tRNA能够识别停止密码子，核糖体因此会伪装tRNA并释放已构建的多肽。

引用:

吉尔伯特科幻。发育生物学，第6版。桑德兰(马萨诸塞州):Sinauer Associates;2000.差异基因表达。可以从:https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK10061/
王志强，王志强，王志强，等。三种真核RNA聚合酶的结构分化。基因组学．2009, 94(6): 388 - 396。doi:10.1016 / j.ygeno.2009.08.011
李志强，李志强，等。从DNA到RNA。细胞分子生物学“，”可以从:https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26887/
王志刚，王志刚，陈淑娟。mRNA盖帽的生物学功能及其应用。核酸测定．2016年,44(16):7511 - 7526。doi:10.1093 / nar / gkw551