大多数生物体的遗传物质是 DNA，它存储生物体发育、功能和繁殖所需的信息。 DNA 是一段长核苷酸，其中可以在核苷酸序列中识别编码区和非编码区。编码区包含在生物体中产生功能性蛋白质的信息。在细胞内产生蛋白质多肽链的过程称为蛋白质合成。 DNA 转录为 mRNA 和 mRNA 翻译为蛋白质的氨基酸序列是蛋白质合成的连续步骤。

涵盖的关键领域

1.什么是基因 – 定义、特征、作用 2. 如何将 DNA 转录成 mRNA – 转录过程

关键词：DNA、基因、mRNA、蛋白质合成、转录、翻译

什么是基因

基因是包含特定生物基因组中蛋白质编码区的 DNA 片段。蛋白质编码区和调控区是基因的两个片段。真核基因的蛋白质编码区包含内含子和外显子。基因的调控序列包含启动子、增强子、沉默子等核苷酸序列，负责基因表达的调控。基因包含在染色体中，如图 1 所示。

图 1：基因

特定物种的一组完整基因在繁殖过程中由生物体遗传。基因的替代形式称为等位基因。不同的等位基因为特定种群中的生物体提供了表型变异。

如何将 DNA 转录成 mRNA

蛋白质合成是基于基因中存储的信息产生功能性蛋白质的多肽链的过程。蛋白质合成的两个步骤是转录和翻译。转录是蛋白质合成的第一步；在这里，mRNA 分子是根据相应基因内编码的信息产生的。

RNA聚合酶是参与转录的酶。转录是通过 RNA 聚合酶与基因启动子的结合而启动的。这种结合是由原核生物和真核生物中的转录因子促进的。真核生物中与 RNA 聚合酶相关的六种转录因子是 TFIIA、TFIIB、TFIID、TFIIE、TFIIF 和 TFIIH。 RNA聚合酶与DNA双螺旋结合形成 转录气泡. RNA 聚合酶从 3' 到 5' 方向读取反义 DNA 链。转录泡由解开的双链启动子的大约 14 个碱基组成。然后，从转录起始位点从 5' 到 3' 方向将互补 RNA 核苷酸添加到反义链中。核苷酸的添加在转录终止位点停止。在 3' 末端的末端，酶还添加了一个聚腺苷酸尾。转录过程如图2所示。

图 2：转录

由 RNA 聚合酶合成的初级转录物称为前体 mRNA。真核前体 mRNA 由内含子组成，在翻译后修饰中的 RNA 剪接过程中，这些内含子应该被切除。真核前体 mRNA 的选择性剪接从单个基因产生多种蛋白质。通常，真核基因被组织成基因簇，称为 操纵子.特定操纵子中的基因负责细胞中的特定功能，例如新陈代谢。这些操纵子被一次性转录，它们从单个 mRNA 分子产生多种蛋白质。

结论

蛋白质合成是基于基因中编码的信息生产蛋白质的过程。转录是蛋白质合成的第一步。在转录过程中，基因的蛋白质编码区被转录成一个 mRNA 分子，最终进行翻译以合成多肽链。

参考：

1. 文特斯、B. J 和 B. F Pugh。 “真核基因是如何转录的。”生物化学和分子生物学的批判性评论。 ，美国国家医学图书馆，2009 年 6 月，可在此处获取。

图片提供：

1. Thomas Splettstoesser (www.scistyle.com) 的“Chromosome-DNA-gene” – 自己的作品 (CC BY-SA 4.0)，来自 Commons Wikimedia2。基因组学教育计划的“转录过程（13080846733）” - 转录过程（CC BY 2.0）通过Commons Wikimedia