基因通过两个步骤控制蛋白质合成

二、基因通过两个步骤控制蛋白质合成

基因是贮存着遗传信息的DNA片段，控制着生物性状。从基因到蛋白质的信息流动需要两个步骤：转录和翻译。

（1）转录（transcription）：在细胞核内进行。它是指以DNA的一条链为模板，按照碱基配对原则，合成RNA的过程。如果基因指导rRNA和tRNA生产，这些分子就是其最终的产物。如果基因指导一个蛋白质，则它转录产生了一个mRNA，随后mRNA将指导一个蛋白质的氨基酸顺序。通过转录，DNA分子携带的遗传信息被转移到RNA分子中。

（2）翻译（translation）：在细胞质中进行。需要rRNA、mRNA和tRNA协同，指挥一个蛋白质的合成。

为了认识转录和翻译过程，首先，让我们从遗传信息流动的方向看基因是怎样工作的，即真核细胞中遗传信息是怎样流动的。原核生物的情况类似，但它们缺乏细胞核，基因和核糖体均位于细胞质。

为了合成蛋白质，基因的信息必须从定位于细胞核中的基因发送到蛋白质合成的场所。如我们在本章第一节学到的，蛋白质是在位于细胞质的核糖体中合成的（图4－2－3）。核糖体由rRNA和蛋白质合成，位于基因中的信息从细胞核转移到核糖体是通过mRNA实现的。信息的转移通过转录实现，转录即从一个基因的DNA顺序直接拷贝为mRNA的碱基顺序。正因为mRNA是基因DNA顺序的直接拷贝，mRNA规定了核糖体将使用包含在基因中的所有的信息。

图4－2－3　遗传信息的流程

注：遗传信息通过转录、翻译两个步骤从DNA流向RNA，再到蛋白质。转录产生了一个mRNA分子，它将转移到核糖体，在那里翻译并制造蛋白质。

一旦mRNA分子到达核糖体后，其信息怎样指导合成蛋白质呢？必须将DNA（核苷酸碱基）语言翻译为蛋白质（氨基酸）语言。信息在核糖体翻译依赖tRNA分子。每个tRNA分子的一部分能连接到一个mRNA的特殊序列上，tRNA的其他部分能连接和运输一个特殊的氨基酸。这些特征性的连接规则非常重要，因为保证允许mRNA的信息通过翻译准确地指导氨基酸排序，整个过程需要基因。