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指令书与装配机

如果说DNA是生命的密码,那么RNA就是解开密码的钥匙。RNA在DNA合成蛋白质的机制中发挥了重要的作用。

主角是三种RNA,分别是信使RNA(mRNA)、转运RNA(tRNA)以及核糖体RNA(rRNA)。

RNA是一种神奇的分子,它的分子结构和DNA只有一处不同。DNA很难发生物化学反应(化学性质稳定),它的双螺旋结构也让自身在化学上处于稳定状态。DNA有腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)四种不同的核碱基,RNA则以尿嘧啶(U)取代了T。T比U的化学性质更稳定,从这一点上也能够看出DNA是一种很重视稳定性的分子。

而RNA虽然不稳定,却能够以各种形态在细胞内引导蛋白质的合成。接下来,我将为大家讲解三种RNA合成蛋白质的方式。

首先是mRNA。mRNA是携带有必要信息的DNA的转录,也就是写有蛋白质合成方法的指令书。指令书(mRNA)是会被搬运到rRNA。rRNA就是合成蛋白质的装配机。

将装配机(rRNA)搬运到氨基酸就是tRNA的任务。tRNA是快递员,它以DNA的密码子(3个核碱基)作为名片,同与密码子相对应的氨基酸结合。快递员(tRNA)把氨基酸转运到装配机,并按照指令书的指示排列氨基酸。而装配机又按照指令书的指示将氨基酸结合,生成蛋白质。

mRNA不仅仅是DNA的复制品,而且是作为拥有与DNA的核碱基(例如……AATGGC……)互补配对核碱基的RNA(……UUACCG……)被合成的。tRNA则拥有与mRNA互补配对的密码子,因此会沿mRNA排列。如果是例子中的情况,那么就是AAU的tRNA会和UUA、GGC的tRNA以及CCG结合。AAU的tRNA会转运亮氨酸这种氨基酸,GGC的tRNA会转运脯氨酸这种氨基酸,在rRNA,它们会以亮氨酸、脯氨酸这种排列结合起来。成百上千的氨基酸结合在一起,就形成了蛋白质。

◆中心法则与RNA的三个功能

更为准确地说,DNA所记录的信息并不只有氨基酸的序列。上文提到的三种RNA也都包含在所有DNA的信息中。同时,高级生物能够控制更复杂的蛋白质表达。例如,我刚才解释称mRNA是指令书,在被送达装配机之前,指令书可能会被编辑,或是被废弃,从而影响蛋白质的合成。废弃指令书的是名叫“microRNA(miRNA)”的小RNA。

就像刚才说明过的那样,遗传信息从DNA传递到RNA,并合成蛋白质的信息传递过程,叫作“中心法则”。从DNA合成出mRNA的过程叫“转录”。rRNA在mRNA指导下合成蛋白质的过程叫“翻译”。注重稳定的DNA负责记录遗传信息,RNA负责横向传递信息并合成蛋白质。生命的机制实在是非常巧妙。

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