蛋白质作为结构、功能和调节分子在细胞内发挥着至关重要的作用。细胞功能所需的各种类型的蛋白质在细胞内合成。合成这些蛋白质的信息在基因组内编码。大多数生物的遗传物质是DNA。 DNA由核苷酸组成。代表蛋白质特定氨基酸的核苷酸三联体称为密码子。遗传信息在遗传材料中编码的一组规则称为遗传密码。基因组内的密码子序列被称为编码细胞内特定功能蛋白质的基因。因此，一个基因组应该由许多蛋白质编码基因组成。基因组还编码各种类型的功能性 RNA 分子。

涵盖的关键领域

1.什么是遗传密码 – 定义、特征、作用 2. DNA 如何编码信息 – 蛋白质合成、RNA 合成

关键词：氨基酸、密码子、遗传密码、蛋白质、RNA、转录、翻译

什么是遗传密码

遗传密码是遗传信息在基因组内编码的一组规则。基因组的基因由一系列核苷酸组成，这些核苷酸可以分组为密码子。遗传密码将特定基因内的一组密码子连接到蛋白质多肽链的氨基酸组或功能性 RNA 分子（如 tRNA 和 rRNA）的 RNA 密码子序列中。遗传密码由代表参与蛋白质合成的独特氨基酸的 64 个密码子组成。代表20个氨基酸的遗传密码如图1所示。

图 1：遗传密码

简并性是遗传密码的重要特征之一。这意味着一个氨基酸可以由多个密码子表示。遗传密码不重叠；单个核苷酸不能是两个相邻密码子的一部分，遗传密码几乎是通用的。

DNA 如何编码信息

遗传密码定义了 DNA 的四种类型的核苷酸如何翻译成参与蛋白质合成的 20 个氨基酸。蛋白质合成的两个步骤是转录和翻译。在转录过程中，DNA 遗传密码被转录成 RNA 遗传密码。转录过程中会产生三种类型的 RNA，即 mRNA、tRNA 和 rRNA。 mRNA 的 RNA 密码子序列被翻译成蛋白质的氨基酸序列。蛋白质的每个氨基酸都由一个特定的密码子表示。一般二十个氨基酸参与蛋白质合成，用六十一个密码子表示。三个密码子作为终止转录的终止密码子。蛋白质合成的概述如图 2 所示。

图 2：蛋白质合成

tRNA 和 rRNA 作为蛋白质合成的功能分子。 tRNAs 在翻译过程中带来相应的氨基酸，而 rRNAs 作为核糖体的功能部分，促进翻译。

结论

基因组主要由 DNA 组成，编码蛋白质合成和 RNA 合成的信息。基因组的编码区称为基因。基因由一系列由三个核苷酸组成的密码子组成。每个密码子代表蛋白质多肽链的特定氨基酸或 tRNA 或 rRNA 的 RNA 密码子。

参考：

1. “DNA 是一种编码生物信息的结构。”自然新闻，自然出版集团，可在此处获得。

图片提供：

1. Gurustip 在 English Wikibooks 上的“翻译图”——由 Adrignola（公共领域）通过 Commons Wikimedia2 从 en.wikibooks 转移到 Commons。 Becky Boone (CC BY-SA 2.0) 通过 Flickr 撰写的“蛋白质合成概述”