基因如何編碼蛋白質 （基因系列4）

基因表達是指細胞在生命過程中，把儲存在DNA順序中遺傳信息經過轉錄和翻譯，轉變成具有生物活性的蛋白質分子。也就是說基因到蛋白質有兩步，第一步，是轉錄，第二步是翻譯；

什麼是轉錄？從下圖可以看到，基因轉錄是從DNA到RNA的過程，這種轉錄是在細胞核和細胞質裡面進行的，它是指以DNA的一條鏈為模板，按照鹼基互補配對原則，合成RNA的過程。相當於DNA是一個模板，RNA把DNA這個模板上的數據拷貝出去，轉錄的過程就是按照這個圖紙去生產蛋白質的過程，成熟的信使mRNA最終翻譯成肽鏈，肽鏈是組成蛋白質的基本結構。

圖片當中左上角的X型相當於23對染色體一對中的一個染色體，基因信息就在這個染色體上，從圖上所示，基因是一個雙螺旋結構的，本來是AT CG配對好的，但是要到轉錄到RNA必需要經過解旋酶的解旋。

什麼是解旋酶？我們看到DNA本身是雙螺旋結構的，需要在解旋酶的作用下把雙螺旋解開，成為我們下面看到的這種單獨的兩條鏈，這時，在RNA聚合酶的作用下，相應的鹼基會和DNA上的鹼基進行互補配對，才會從DNA拷貝到RNA，上面一條是DNA鹼基排序，下面是RNA，也就是要先通過解旋酶解開，最終形成一條成熟的信使RNA鏈，這就是轉錄。

轉錄完之後就是翻譯，RNA從細胞核裡面出來到細胞質裡面，翻譯成蛋白，mRNA鏈和核糖體結合以後，在轉運tRNA的作用下，把相應的氨基酸攜帶到mRNA鏈上，根據氨基酸和氨基酸之間的相互作用，連接成一條肽鏈，肽鏈最終再摺疊成一個蛋白質分子。蛋白質在我們體內才可以行使它們相應的作用，這個生產蛋白質的過程叫翻譯。

在我們連肉眼都看不到的細胞核裡面，每時每刻都進行著如此複雜、精確的拷貝過程，真正是很神奇呢！

我們常說解碼DNA，DNA上的這些遺傳信息是如何存在的？要弄清楚這些，我們必須要清楚的概念就是密碼子：密碼子是在信使RNA上決定一個氨基酸的三個相鄰的鹼基，我們稱為一個密碼子，比如圖上所示UUA決定了一個氨基酸，人類的必需氨基酸是20種，有20種不同的排列組合，最終形成的蛋白質是不同的，不同的排列組合是由mRNA上的不同的鹼基決定的。

我們說的密碼子，也叫作三聯子，由每三個相鄰的鹼基決定一個氨基酸，如果其中有一個鹼基突變，就會導致氨基酸不一樣，氨基酸不一樣最後導致編碼的蛋白質不一樣，本來是要生產一部手機出來，卻發現生產出來的手機沒有圖像，不能用。

上面是人類必需氨基酸的密碼子表，一共是20種氨基酸，這20種氨基酸是和mRNA上的鹼基相互對應的，比如說我們翻譯的過程當中第一個鹼基是U，第二個鹼基是U，第三個鹼基是UC的任何一種的情況下，它所編碼的是苯丙氨酸。

所有的氨基酸都有他所對應的鹼基組合，不同的鹼基順序所編碼的氨基酸是不同的，不同氨基酸組合出的肽鏈是不同的，不同的肽鏈摺疊成的蛋白質是不同的，不同的蛋白質最終行使的功能也是不同的。

那麼蛋白質在我們體內是如何行使它們的功能的呢？ 請關注下一篇基因系列5：蛋白質在體內的功能是什麼？

作者信息：

王靜敏

國家一級健康管理師

北京營養師俱樂部高級營養講師

首都保健美食營養學會理事

北京電視台「生活面對面」「生活2016」營養嘉賓

《保健時報》、《健康時報》、《健康一點通》、《現代商業銀行》、

中國第一減肥平台「瘦瘦」等多家媒體雜誌特約撰稿人

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