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转录与翻译工作表

发布：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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转录与翻译工作表

发布：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）完全包含相同的脱氧核糖核酸。在这种情况下，为什么心脏由心肌细胞组成？还是肝肝细胞？如何包含相同的DNA在生理上如此不同吗？

答案在于差异基因表达 - 打开（表达）或关闭（抑制）特定细胞的基因的组合 - 这就是使每个细胞与众不同的原因。

基因表达受内部和外部因素的调节 - 基因组和环境之间的完美相互作用。¹

从基因到蛋白质的旅程是复杂的，并且在每个细胞中都受到严格控制。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上有所不同。在这里，我们将专注于真核细胞。

DNA与RNA

为了完全了解基因表达中涉及的不同过程，您可以知道DNA和RNA之间的差异是关键。

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DNA与RNA - 5个关键差异和比较

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什么是转录？

转录是来自DNA模板的任何类型的免费RNA的合成：注意，可以是几种类型的RNA编码通过DNA链。在这里，我们专门关注导致前MRNA，mRNA和最终蛋白质的转录。

在基因表达的过程中，转录涉及从DNA模板中产生信使RNA（mRNA）。它发生在细胞的细胞核中，并被酶催化RNA聚合酶ii。

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

转录步骤

转录过程需要几个步骤：

1.启动

形成mRNA的转录的第一步涉及RNA聚合酶II与A结合启动子区域只是要转录的基因上游。启动子通常根据其对转录速率以及基因表达的影响而被归类为强或弱。转录因子是有助于定位RNA聚合酶II并有助于破坏DNA螺旋中的氢键的蛋白质。³

2.伸长

RNA聚合酶II打破了连接双螺旋中两条DNA的氢键。然后，酶使用单个DNA链作为模板，在5'至3'方向上构建RNA链，将每个互补核苷酸添加到链的3'末端。在RNA中，核苷酸胸骨被核苷酸尿嘧啶代替。³

5'和3'是什么意思？

这是指DNA和RNA主链中的碳数。5'碳核糖环经常附着一个磷酸组，3'碳端具有羟基（-oH）基团。不对称性给出DNA和RNA链一个“方向”。

DNA链通过RNA聚合酶II酶移动。在添加核苷酸的后面的区域中，形成前mRNA链，DNA螺旋重新形成。这意味着最终从DNA模板中释放出产生的前MRNA。

3.终止

终止标志着RNA聚合酶II的末端，将核苷酸添加到前MRNA链和前MRNA的释放中。尽管进行了广泛的研究，但围绕终止的确切生理原因仍然存在歧义 - 本文概述了几种机制纸。

从前mRNA到mRNA

真核前mRNA必须在进行翻译之前进行几个其他处理步骤。首先，它们添加了5'盖，并添加了3'poly-tail，以防止成绩单降解。⁴

在转录过程中产生的mRNA包括一系列核苷酸。一组三个字母的核苷酸组合称为A密码子。密码子可以编码特定的氨基酸，用于翻译的起始信号或停止信号以标记翻译结束。tRNA分子由反火成岩。反登培子是三个核苷酸的序列免费到mRNA中的特定密码子。

翻译过程发生在三个主要阶段：

1。引发

核糖体的小单元在开始密码子的位置与mRNA序列的开始结合。在所有mRNA分子中，起始密码子具有AUG的序列，该序列编码为氨基酸蛋氨酸。携带反密码子的tRNA识别该序列，并将氨基酸蛋氨酸发生至mRNA。然后，核糖体的大亚基结合以形成起始复合物。

2。伸长

在翻译的这个阶段，核糖体继续向下沿mRNA链，依次翻译每个密码子。相应的氨基酸是由tRNA在生长链中添加的，并通过肽键将其连接在一起。这一直持续到整个密码子的序列读取为止，核糖体到达“停止”密码子。

3。终止

停止密码子包括UAA，UAG，UGA。没有tRNA可以读取和识别这些密码子来募集氨基酸，因此核糖体认识到，在这一点上，翻译过程已经完成。蛋白质被释放，翻译复合物的成分分散。

通过DNA聚合酶复制DNA：

请注意，转录和翻译与DNA复制不同。DNA复制是基因组为下一代保存的过程。它涉及通过酶DNA聚合酶将单个DNA链复制到两个子链中。每个女儿链，其中包含原始DNA双螺旋的一半。

比较图表摘要

	转录	翻译
地点	核。	细胞质。
目的和产品	使用基因作为模板来创建几种形式的RNA（例如本文讨论的mRNA）。	从RNA模板中合成蛋白质。
引发	RNA聚合酶蛋白与DNA中的启动子区域结合并形成转录起始复合物。	当核糖体识别Aug Start密码子并结合mRNA时发生。
伸长	RNA聚合酶在5'至3'方向上行进，并建立RNA链。	mRNA内的密码子的tRNA与mRNA结合，并建立了由肽键连接的氨基酸链。
终止	RNA转录本已发布。RNA聚合酶从DNA脱离，DNA倒回到双螺旋中。	核糖体遇到停止密码子。没有TRNA能够识别停止密码子和核糖体散布tRNA并释放已构建的多肽。

参考：

吉尔伯特SF。发展生物学。第六版。桑德兰（马萨诸塞州）：西瑙尔同事；2000。差异基因表达。可从：https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/nbk10061/
Carter R，Drouin G.三个真核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
Alberts B，Johnson A，Lewis J等。从DNA到RNA。细胞的分子生物学。可从：https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/nbk26887/
Ramanathan A，Robb GB，Chan Sh。mRNA封盖：生物学功能和应用。核酸res。2016; 44（16）：7511-7526。doi：10.1093/nar/gkw551