基因如何指導生物大分子合成

❶ 關於基因指導蛋白質的合成

轉錄為遺傳信息從基因（DNA）轉移到RNA，在RNA聚合酶的作用下形成一條與DNA鹼基序列互補的mRNA的過程，蛋白質生物合成過程中的第一步。

蛋白質生物合成過程中的第二步，根據遺傳密碼的中心法則，將成熟的信使RNA分子中「鹼基的排列順序」（核苷酸序列）解碼，並生成對應的特定氨基酸序列的過程。

(1)基因如何指導生物大分子合成擴展閱讀

翻譯：

翻譯過程需要的原料：mRNA、tRNA、20種氨基酸、能量、酶、核糖體。

翻譯的過程大致可分作三個階段：起始、延長、終止。翻譯主要在細胞質內的核糖體中進行，氨基酸分子在氨基醯-tRNA合成酶的催化作用下與特定的轉運RNA結合並被帶到核糖體上。生成的多肽鏈（即氨基酸鏈）需要通過正確折疊形成蛋白質，許多蛋白質在翻譯結束後還需要在內質網上進行翻譯後修飾才能具有真正的生物學活性。

轉錄特點：

轉錄時，細胞通過鹼基互補的原則來生成一條帶有互補鹼基的mRNA，通過它攜帶密碼子到核糖體中可以實現蛋白質的合成。與DNA的復制相比，轉錄有很多相同或相似之處，亦有其自己的特點。

轉錄中，一個基因會被讀取並復制為mRNA。就是說，以特定的DNA片段作為模板，以DNA依賴的RNA合成酶作為催化劑，合成前體mRNA。

在體內，轉錄是基因表達的第一階段，並且是基因調節的主要階段。轉錄可產生DNA復制的引物，在反轉錄病毒感染中也起到重要作用。

轉錄僅以DNA的一條鏈作為模板。被選為模板的單鏈叫模板鏈，又稱信息鏈、無義鏈；另一條單鏈叫非模板鏈，又稱編碼鏈，有義鏈。DNA上的轉錄區域稱為轉錄單位（transcription unit）。

RNA聚合酶合成RNA時不需引物，但無校正功能。

❷ 生物課，基因指導蛋白質的合成

當沃森和克里克提出DNA雙螺旋結構模型以後，物理學家蓋默給他們寫信，他認為鹼基對之間的空隙可以安放氨基酸，能完成特定蛋白質的序列，但有一個大難題，染色體DNA存在於細胞核中，而大多數蛋白質都在細胞質中，細胞核和細胞質大分子無法通過核膜隔開，所以，如果由DNA直接合成蛋白質，蛋白質無法跑到細胞質。克里克指出DNA和RNA本身都不能直接充當連接氨基酸的模板，遺傳信息僅僅體現在DNA的鹼基序列上，還需要一種連接物將鹼基序列和氨基酸連接起來，這個」連接物假說」被實驗證實了就是mRNA，接下來的問題就是解決mRNA如何合成蛋白質，這個問題就是遺傳密碼破譯的問題了。

❸ 基因如何指導蛋白質的合成

基因的脫氧核苷酸（鹼基）排列順序，蘊藏遺傳信息。通過轉錄合成mRNA,由於是根據鹼基互補配對原則，所以DNA單鏈的脫氧核苷酸（鹼基）排列順序就據定了RNA核糖核苷酸的排列順序，進而決定了密碼子的組成——遺傳密碼。於是以mRNA為模版在翻譯過程中決定了氨基酸的種類、數量、排列順序，即DNA通過轉錄、翻譯決定了生物的遺傳性狀。

❹ 基因為什麼可以決定蛋白質的合成

基因為什麼可以決定蛋白質的合成
性質是由結構決定的,而結構是由遺傳物質決定,大多數生物的遺傳物質是DNA,所以最終是由DNA決定.DNA指導蛋白質合成有兩個過程：翻譯和轉錄.轉錄：遺傳信息的轉錄 （1）轉錄的定義：在細胞核中,以DNA的一條鏈為模板合成mRNA的過程.（2）轉錄的場所：細胞核 （3）轉錄的模板：DNA分子的一條鏈 （4）轉錄的原料：四種核糖核苷酸 （5）轉錄的條件：能量——ATP、酶——DNA解旋酶、RNA聚合酶（6）信息傳遞方向：DNA→信使RNA （7）轉錄的產物：信使RNA 翻譯：實質：將mRNA中的鹼基序列翻譯成蛋白質的氨基酸序列.（3）翻譯的場所：細胞質的核糖體上； （4）翻譯的模板：mRNA；（5）翻譯的原料：20種氨基酸； （6）運載工具：tRNA（7）翻譯的產物：多肽鏈（蛋白質）；

❺ 基因和蛋白質的關系是什麼

基因和蛋白質的關系是基因指導蛋白質合成，該關系為中心法則的一部分。

基因是遺傳的基本單元，是產生一條多肽鏈或功能RNA所必需的DNA片段。DNA指的是脫氧核糖核酸，RNA指的是核糖核酸。蛋白質是由氨基酸構成的生物大分子。

經過DNA復制、DNA轉錄和蛋白質翻譯及各種修飾加工後最終形成蛋白質。此為分子生物學的中心法則。如果解析基因組，就可以基因組里有多少蛋白質分子。因此，基因和蛋白質的關系為基因指導蛋白質合成。

在遺傳中的作用

基因是決定有機體遺傳特徵的基本單位。基因由脫氧核糖核酸(DNA)分子構成，可以看作是化學指令。每個基因根據其DNA分子的特殊結構，包含某種特殊特徵的代碼，從而決定細胞的組成和作用（就好像計算機程序，不但告訴計算機做什麼，而且還幫助形成計算機本身的結構）。

在每個細胞中，成千上萬個基因以特定的順序連接在一起（就好像項鏈上串的珠子），形成稱為「染色體」的結構，實際上就是連續的DNA鏈。據估計，每個細胞中包含大約1.5米長的螺旋形DNA鏈，每條鏈由大約100000個基因組成。

❻ 基因如何導致蛋白質的合成

根據中心法則，中心法則(geneticcentraldogma)，是指遺傳信息從DNA傳遞給RNA，再從RNA傳遞給蛋白質，即完成遺傳信息的轉錄和翻譯的過程。也可以從DNA傳遞給DNA，即完成DNA的復制過程。這是所有有細胞結構的生物所遵循的法則。在某些病毒中的RNA自我復制（如煙草花葉病毒等）和在某些病毒中能以RNA為模板逆轉錄成DNA的過程（某些致癌病毒）是對中心法則的補充。

現代生物學已充分證明，DNA是遺傳的主要物質基礎。生物機體的遺傳信息以密碼的形式編碼在DNA分子上，表現為特定的核苷酸排列順序，通過DNA的復制（replication）由親代傳遞給子代。在後代的生長發育過程中，遺傳信息自DNA轉錄（transcription）給RNA，然後翻譯（translation）成特異的蛋白質，以執行各種生命功能，使後代表現出與親代相似的遺傳性狀。所謂「復制」，就是指以DNA分子為摸板合成相同分子的過程。所謂「轉錄」是指在DNA分子上合成出與其核苷酸順序相對應的RNA分子的過程。「翻譯」則是在RNA的控制下，根據核苷酸上每三個核苷酸決定一個氨基酸的三聯體密碼（tripletcode）規則，合成具有特定氨基酸順序的蛋白質肽鏈的過程。在某些情況下RNA也可以是遺傳信息的基本攜帶者，例如，RNA病毒能以自身核酸分子為摸板進行復制產生RNA，致癌RNA病毒還能通過逆轉錄的方式將遺傳信息傳遞給DNA。1958年，DNA雙螺旋的發現人之一F.Crick把上述遺傳信息的傳遞歸納為中心法則(thecentraldogma)。

具體過程（大學才會學的）：主要有三步（一，DNA復制；二，轉錄；三，翻譯）

一、DNA的復制過程

復制是連續的過程，可分為起始、延長和終止三個階段。

（一）復制的起始

起始是DNA復制中較復雜的一環，所需的各種酶和蛋白質因子較多，細節也未盡清楚。簡單來說，就是要把DNA解成單鏈和生成引物。解鏈酶藉助ATP的能量解開DNA雙鏈，能量主要用於使維持鹼基配對的氫鍵斷裂。無論是原核還是真核細胞，復制開始後，由於DNA雙鏈解開，在兩股單鏈上進行復制，在電子顯微鏡下均看到伸展成叉狀的復制現象，稱為復制叉。

1．DNA解成單鏈

解開雙鏈並非解鏈酶單獨作用。DNA雙螺旋在反向重復序列的基礎上繞成一圈的超螺旋，超螺旋內結合著至少七種蛋白質和酶，其中包括解鏈酶、引物酶及其他的復制因子。雙鏈解開後，還必須在一定時間內保持開鏈狀態，使新加入的核苷酸有模板作依據。單鏈DNA結合蛋白結合於開放的單鏈上，起穩定和保護單鏈模板的作用。

2．引發體的生成

隨從鏈是不連續復制，需多次生成引物。引發體在隨從鏈每一次的引物合成中均起作用。引物酶按鹼基配對規律合成RNA引物。其合成的方向也是自5′端至3′端，因此已合成的引物必保留一個3′-OH末端。此時，就可以開始真正的DNA復制。

（二）復制的延長

1．復制延長的生化過程復制過程是在引物（寡核苷酸）上逐個加入dNTP，使新鏈不斷延長。

（dNMP）n+dNTP——→（dNMP）n+1+ppi

反應式中的寡核苷酸n，可體會為引物或延長中的新鏈，其3′-OH與dNTP的α-磷酸基起反應，生成3′，5′-磷酸二酯鍵，因而使n延長為n+1。dNTP上的β和γ-磷酸基游離而生成焦磷酸。新鏈只能從5′端向3′端延長。這就是DNA復制的方向性。DNA雙螺旋上兩股單鏈走向相反，復制時也按相反走向合成新鏈。

2．復制的半不連續性和崗崎片段由於DNA雙鏈的走向相反，一鏈是5′→3′方向，其互補鏈是3′→5′方向。分開後，兩股單鏈在復制叉上也是相反走向。復制，也包括引物的合成，總是從5′→3′方向延伸的。因此，前導鏈可以順著解鏈方向延長，滯後鏈復制方向與解鏈方向相反，不能順著解鏈方向連續延長。這種情況下，必須等待模板鏈解出足夠的長度，復制才能開始並延長。一段鏈在延長之際，又同時等待下一段暴露出的單鏈達到足夠的長度，因此，這股鏈不可能連續地復制。

1968年，岡崎用電子顯微鏡及放射自顯影技術，觀察到DNA復制過程中，出現一些不連續片段。後人證實了這些不連續片段只存在於DNA復制叉上其中的一股。後來就把這種復制中不連續片段稱為岡崎片段，至復制過程即將全部終結時，這些片段互相匯合。

（三）復制的終止

原核生物復制，往往從一定的起始點向兩個方向同時進行，稱為雙向復制。某些原核生物還有一定的復制終止點。

復制叉中，前導鏈幾乎可以不間斷地延長，滯後鏈是通過岡崎片段來延長的。第一個岡崎片段延長至第二個岡崎片段引物前方時，DNA聚合酶的5′→3′外切酶活性可把前方的RNA引物水解,同時DNA聚合酶的聚合酶活性使岡崎片段繼續延長。因為復制總是從5′→3′進行的，所以第二個岡崎片段的引物間隙應由第一個崗崎片段延長進行填補。延長一直達到引物遺留的空隙被填滿為止，亦即達到第二個片段的5′-磷酸基末端。此時，第一個片段的3′-OH和第二個片段的5′-磷酸基仍是游離的，也就是說，兩鏈之間還有個小缺口，未連接起來。

DNA連接酶在這個復制的最後階段起作用，把片段之間所剩的小缺口通過生成磷酸二酯鍵而接合起來，成為真正連續的子鏈。

注意：DNA聚合酶只有5′→3′聚合活性，沒有3′→5′聚合活性！但是DNA聚合酶都具有外切酶活性。因此，在原核生物的環狀DNA復制時所有的引物都能被水解並由DNA鏈填補，但是，在真核生物的線性DNA分子中，前導鏈的RNA引物和滯後鏈的最後一個RNA引物水解後無法再形成DNA鏈，與引物配對的模板鏈形成單鏈，單鏈DNA不穩定，隨後被DNA聚合酶的外切酶活性催化水解，導致線性DNA分子每復制一次，DNA分子就截短一節。這個特性導致大多數真核細胞不能無限分裂下去。真核胚胎細胞體外培養分裂代數大約為50代。

在無限增殖的細胞如生殖細胞、幹細胞、癌細胞中存在恢復DNA原有長度的端粒酶，端粒酶是一種逆轉錄酶。酶分子中存在一段RNA序列，端粒酶以這段RNA為模板合成DNA子鏈，從而恢復DNA的長度。這導致DNA分子的兩端出現高度重復的鹼基序列，這種重復結構存在於染色體的兩端，稱做端粒。

具有端粒酶的細胞是可以無限增殖的。

此外，真核生物DNA復制的同時，幾乎是與染色體蛋白，包括組蛋白及非組蛋白類的合成同步進行的。DNA復制完成後，隨即裝配成核內的核蛋白，並組成染色體。

（四）DNA復制的特點：半保留復制；准確性、保真性；對稱性；方向性5′→3′。

（五）意義：是細胞分裂、生物生長、繁殖的物質基礎。

二、轉錄：

生物體以DNA為模板合成RNA的過程稱為轉錄，意思是把DNA的鹼基序列轉抄成RNA的鹼基序列。DNA分子上的遺傳信息是決定蛋白質氨基酸序列的原始模板。RNA把遺傳信息從染色體內貯存的狀態轉送至胞液，作為蛋白質合成的直接模板。轉錄還包括tRNA和rRNA的生物合成，這兩種RNA不用作翻譯模板，但參與蛋白質的生物合成。

轉錄和復制都是酶促的核苷酸聚合過程，有許多相似之處：都以DNA為模板；都需依賴聚合酶；聚合過程都是核苷酸之間生成磷酸二酯鍵；都從5′→3′方向延伸成新鏈多聚核苷酸；都遵從鹼基配對規律。但相似之中又有區別。

（一）模板

轉錄時，DNA雙鏈中一股單鏈作為起轉錄作用的模板鏈（用大寫字母表示），可稱為有意義鏈或W鏈，按鹼基配對規律指引核苷酸的聚合。與其互補的相應鏈稱為編碼鏈（用小寫字母表示），也可稱為反意義鏈或C鏈。

轉錄是有選擇性的，在細胞不同的發育時序，按生存條件和需要才轉錄。在基因組的龐大的DNA鏈上，也並非任何區段都可以轉錄。能轉錄出RNA的DNA區段，稱為結構基因。轉錄的這種選擇性，稱為不對稱轉錄（asymmetrictranscription）。它有兩方面的含義：一是在DNA雙鏈分子上，一股鏈可轉錄，另一股鏈不轉錄；其二是模板鏈並非永遠在同一單鏈上。在DNA雙鏈某一區段，以其中一單鏈為模板鏈；在另一區段，又反過來以其對應單鏈作模板鏈。處在不同單鏈的模板鏈轉錄方向相反。轉錄和復制一樣，產物鏈，即轉錄出的RNA鏈，方向總是從5′→3′延長的。

（二）原料

NTP(ATP、GTP、CTP、UTP)。

（三）酶

轉錄酶（transcriptase）即RNA聚合酶（DNA指導的RNA聚合酶，DDRP），在原核生物及真核生物均廣泛存在，但有所區別。

原核細胞中只有一種DDRP，由五個亞基（α2ββ′σ）共同組成全酶。σ亞基的功能是辨認起始點，脫離了σ亞基的α2ββ′稱為核心酶，核心酶的作用是延長RNA鏈。真核細胞已發現有三種DDRP，分別稱為DDRPⅠ、II、III，它們專一地轉錄不同的基因，因此，由它們催化的轉錄過程產物也各不相同。DDRPⅡ被認為是真核生物中最重要的DDRP。

（四）過程

轉錄過程以DDRP辨認、結合DNA模板開始。隨著酶向前移動，轉錄產物RNA逐漸延長。直至轉錄酶到達終止信號處，DDRP與DNA模板分離，產物RNA鏈脫落，轉錄即告終止。真核生物的轉錄產物還需要有轉錄後再加工的過程。

1．起始

目前已知，轉錄時DNA解成單鏈的幅度只有10多個至20個的鹼基對，形成轉錄空泡。原核生物辨認轉錄起始點現已知只有σ因子，起始點的鹼基序列（被認出的DNA區段）也比較單一。真核生物的情形就復雜得多。在轉錄起始點上游的-30核苷酸處，有共同的5′-TATA盒，稱為Hogness盒或TATA盒（TATABox）。此外，還有好幾組核苷酸序列，統稱為順式調控元件。辨認DNA的蛋白質不止一種，統稱為反式調控因子。因子與因子之間又需互相結合、辨認，以准確地調控基因的表達。

已證明轉錄起始不需引物，兩個相鄰核苷酸只要與模板相配對，直接在起始點上就被DDRP催化形成磷酸二酯鍵。為首的一個總是GTP和ATP，又以GTP更為常見。GTP與隨後而來的NTP生成磷酸二酯鍵，仍保留三磷酸鳥苷狀態。5′-端的三磷酸鳥苷結構，不但在延長中保留，至轉錄完成，RNA脫落，也還有這一結構。

第一個磷酸二酯鍵形成後，σ亞單位即從轉錄起始復合物上脫落。核心酶則連同合成的RNA鏈，繼續結合於DNA分子上並沿DNA鏈向前移動。實驗證明：σ亞單位不脫落，DDRP則停留在起始位置，即轉錄不能繼續進行。

2．延長

隨著σ亞基的脫落，核心酶的構象會發生改變。起始區的DNA有特殊的鹼基序列，因此，酶與模板的結合有高度的特異性，而且較為緊密。過了起始區，不同基因的鹼基序列大不相同，所以，DDRP與模板的結合就是非特異性的。而且結合得較為鬆弛，有利於DDRP迅速向前移動。DDRP構象的改變，就是適應於這種不同區段的結構與需要的。

在起始復合物上，3′-端仍保留糖的游離OH基。作為底物的三磷酸核苷上的α-磷酸就可與這一3′-OH起反應，生成磷酸二酯鍵。同時脫落的β、γ磷酸基則生成無機焦磷酸。聚合進去的核苷酸又有3′-OH游離，這樣就可按模板鏈的指引，一個接一個地延長下去。產物RNA是沒有T的；遇到模板為A的的位置時，轉錄產物相應加入的是U。A-T配對是兩個氫鍵，A-U配對也同樣是兩個氫鍵。轉錄延長過程中，DDRP是沿著DNA鏈向前移動，新合成的RNA鏈與模板鏈互補。

3．終止

轉錄終止的現象是DDRP在模板的某一位置停頓，RNA鏈從轉錄復合物上脫離出來。1969年，J.Roberts在大腸桿菌中發現一種蛋白質有控制轉錄終止的作用，定名為ρ因子（Rhofactor）。ρ因子是幫助DDRP辨認終止點並停止轉錄的。

（五）方向：5′→3′方向。

（六）轉錄後的加工

在原核細胞，由於不存在核膜，因此RNA是邊轉錄邊翻譯，即轉錄還沒完成，蛋白質的翻譯過程已經開始。而真核細胞轉錄產生的RNA必須經過加工修飾，然後經核膜孔被送入細胞質才能開始蛋白質的翻譯，所以，真核細胞在轉錄和翻譯之間有一個加工修飾過程。

mRNA分子的前體是核不均一RNA(hnRNA)，hnRNA的加工修飾主要有四項工作：①加尾，在3′端添加多聚腺苷酸尾巴(polyA)。多聚A的存在保護遺傳密碼部分不被核糖核酸酶水解，但是多聚A的尾巴依然能被水解，所以多聚A的長短決定了mRNA的壽命。②戴帽，即在5端添加m7GpppG（6-甲基鳥苷三磷酸），這種結構使水解酶無法從5′端進行水解；③剪接，真核生物轉錄產生的RNA不是最後翻譯時用的模板，其中一些片段會被核酶進行剪切，然後將剩餘段落進行拼接形成最終的翻譯模板；對應於DNA，被剪切的部分稱內含子，拼接的段落稱外顯子。④化學修飾，部分鹼基進行甲基化、還原、移位、脫氨基等修飾過程）。轉錄的RNA經剪接或修飾轉變成為成熟的具有功能的mRNA。tRNA、rRNA同樣存在加工修飾現象。

三、翻譯：

翻譯（translation）就是把核酸中四種鹼基組成的遺傳信息，以遺傳密碼翻譯方式轉變為蛋白質中20種氨基酸的排列順序。DNA分子貯存遺傳信息，通過轉錄生成mRNA，由mRNA作直接的模板來指導翻譯。翻譯在細胞質中進行，mRNA則在核內（原核生物則在核區）合成。mRNA經過加工修飾後穿過核膜進入細胞質與核糖體結合，在rRNA和tRNA，還有一些蛋白質和酶的共同參與下，以各種氨基酸為原料，完成蛋白質的生物合成過程。

（一）模板：mRNA。

（二）原料：氨基醯tRNA。

（三）酶

1．氨基醯tRNA合成酶有20種以上，催化特定的氨基酸與其相應的tRNA結合，消耗ATP。

2．轉肽酶催化氨基酸間形成肽鍵，存在於核糖體的大亞基上，過去認為是核糖體的蛋白質部分，現在已經證實轉肽活性是核糖體輔基RNA的作用，即該RNA具有催化活性。轉肽過程是不需要任何蛋白質因子參與的核糖體催化過程。

3．移位因子（移位酶）核糖體向mRNA的3′端移動1個密碼子的距離。

4．其他因子起始因子（IF1、2、3）；延長因子（EF1、2）；終止因子或釋放因子（RF）。

5．其他物質還有Mg2+、K+等無機離子；ATP、GTP等供能物質。

（四）方向：mRNA鏈從5′→3′；蛋白質多肽鏈從N→C端。

（五）三種RNA的作用

1．mRNA

轉錄遺傳信息，是翻譯的直接模板，指導蛋白質的生物合成。mRNA從5′→3′方向，以AUG開始，每三個相鄰的核苷酸組成一個三聯體，組成一個遺傳密碼。密碼子共64種，有以下特點：

①簡並性在遺傳密碼中，除色氨酸和蛋氨酸外，其餘氨基酸均有2個、3個或4個多至6個密碼。有2、3、4個密碼的氨基酸，其三聯體上1、2位鹼基相同，第3位鹼基則不同。若前兩位鹼基發生錯配突變，可以譯出不同的氨基酸；而第3位鹼基的突變，不會影響氨基酸的翻譯。

②連續性密碼之間沒有核苷酸間斷，連續三個一組往下翻譯。mRNA鏈上的鹼基插入或缺失，可造成框移突變，使下游翻譯出的氨基酸完全改變。突變出現鹼基插入，也同樣可引起框移。

③通用性從最簡單的病毒、原核生物、直至人類，都使用相同的一套遺傳密碼。

④擺動性翻譯過程中，氨基酸的正確加入，需靠mRNA上的密碼與tRNA上的反密碼相互辨認。密碼與反密碼配對辨認時，有時不完全遵照鹼基互補的規律。尤其是密碼的第3位鹼基對反密碼的第1位鹼基，更常出現這種擺動現象，即鹼基不嚴格互補也能互相辨認。tRNA鹼基組成的特點是有很多稀有鹼基，其中次黃嘌呤常出現於反密碼的第1位，可以與密碼的第3位A、C或U配對，這就是常見的擺動現象。

2．tRNA

tRNA分子的反密碼可識別mRNA密碼子，通過氫鍵相互配對。tRNA的3′-末端CCA-OH是氨基酸的結合位點。一種氨基酸可以和2～6種tRNA特異地結合，已發現的tRNA有40～50種。tRNA能攜帶活化的氨基酸，總是由mRNA上的遺傳密碼子決定的。這樣由密碼-反密碼-氨基酸之間的「對號入座」，保證了從核酸到蛋白質的信息傳遞的准確性。

3．rRNA

早在50年代初期，已發現核糖體可能與蛋白質合成有關。核糖體由大、小亞基構成。亞基中各含有了不相同的蛋白質和rRNA。在翻譯過程中，就靠這些蛋白質與參與翻譯的各種RNA進行高度特異、准確的相互作用，使氨基酸能按mRNA上遺傳密碼的排列次序合成相應的肽鏈。是提供蛋白質合成的場所。

（六）過程

1．氨基酸的活化與轉運

氨基酸加ATP，在氨基醯tRNA合成酶的作用下，氨基酸與3′末端游離的OH以酯鍵相結合成為活化型的氨基酸。

氨基酸+ATP-酶→氨基醯-AMP-酶+PPi

氨基醯-AMP-酶+tRNA→氨基醯-tRNA+AMP+酶

2．翻譯過程

也可分為起始、延長和終止三個階段。

（1）起始：翻譯的起始是將帶有蛋氨酸的tRNA與mRNA結合到核糖體上形成起始復合物的過程。這是mRNA能忠實地翻譯的關鍵步驟，也是調節蛋白質合成的部位。此過程在原核生物與真核生物中完全相同。由大、小亞基、mRNA與甲醯蛋氨醯tRNA共同構成70S起始復合物。

（2）延長：翻譯過程的肽鏈延長，也稱為核糖體循環（ribosmalcycle）。每次核糖體循環，可分為三個步驟：注冊、成肽、轉位。每循環一次，肽鏈延長一個氨基酸，如此不斷重復，肽鏈不斷延長，直至肽鏈合成終止。

①注冊(進位)指氨基醯-tRNA根據遺傳密碼的指引，進入核糖體的A（受位）位。起始復合體形成後，核糖體的P位（給位）已為fMet-tRNAfmet占據，但A位是留空的，而且對應著mRNA的第二位密碼，即緊接AUG的三聯體。接受新的氨基醯-tRNA進入A位（受位）稱為進位。

②成肽(轉肽)此過程由轉肽酶催化，此酶實際上是核糖體大亞基上的輔基RNA（核酶），成肽的過程是P位上的fMet-tRNAfmet的醯基與A位上的AA-tRNA的氨基進行反應，反應在A位上進行，即P位上的蛋氨酸移至A位成肽。在整個延長過程中起始蛋氨酸的α-氨基可保留至翻譯終止成為新生的肽鏈上的N-末端。但自然界的蛋白質大多數不是以蛋氨酸作為N-末端的，翻譯後這一N-蛋氨酸，或者N-端的肽段會被切除。成肽完成後，生成的二肽-tRNA在A位上，這是第一個核糖體循環的情況，第二個循環，A位上為三肽，第三個循環，A位上為四肽，余類推。由於成肽中蛋氨酸（以下的循環則為二肽、三肽……）已移至A位成肽，P位留下一個無負載的tRNA。在成肽結束前，tRNA從核糖體上脫落，使P位留空。

③轉位(移位)在A位的二肽連同mRNA從A位進入P位。這實際是整個核糖體的相對位置的移動。催化轉位作用的是轉位酶。，其活性存在於EFG(延長因子G)中。由於肽-tRNA-mRNA與核糖體位置的相對變更，此時，肽-tRNA-mRNA占據了P位，A位是留空的。情況和第一循環開始時一樣，不同的只是P位為肽-tRNA-mRNA，而第一次循環開始P位是fMet-tRNA-mRNA。總之，A位留空，並對應著mRNA鏈上第三個三聯體密碼，於是，第三個氨基酸就按密碼的指引進入A位注冊，開始下一循環。同樣，經過注冊、成肽、轉位，P位出現三肽-tRNA-mRNA，A位留空讓第四號氨基醯-tRNA進入注冊。

可見，核糖體閱讀mRNA密碼是從5′→3′方向進行，肽鏈合成是從N-端向C-端方向進行的。每進行一次核糖體循環，肽鏈便延長一個氨基酸。

（3）終止：肽鏈合成的終止包括終止信號（UAA、UAG、UGA）的辨認，肽鏈從肽-tRNA上水解釋放，mRNA從核糖體中分離，大小亞基拆開。終止過程也需蛋白質因子，通常稱為釋放因子（RF）。任何一種終止信號出現，延長即終止。具體過程如下：

①當翻譯到A位出現mRNA的終止密碼時，因無AA-tRNA與之對應，由RF-1或RF-2識別終止密碼，進入A位。RF-3加強此種作用。

②釋放因子的結合，可誘導核糖體上的轉肽酶將合成的肽鏈轉移到水分子，故實際上表現出酯酶活性，將P位上肽鏈從tRNA分離出來。

③通過GTP水解為GDP及Pi，使殘留在核糖體上的tRNA，乃至各種釋放因子釋出，最終使核糖體也從mRNA脫落下來。

（七）多聚核糖體

在蛋白質生物合成過程中，一條mRNA鏈上，常有多個核糖體呈串珠狀排列，可見核糖體以多聚核糖體的形式存在。每個核糖體之間約有5～15nm距離，估算在mRNA鏈上的每80個核苷酸即附有一個核糖體。多聚核糖體的形成是由於第一個核糖體在mRNA鏈上隨著翻譯的進行而向下游移動，空出的起始部位就會與第二個核糖體結合，以後第三、第四個核糖體也可在mRNA的起始位點進入。通過多個核糖體在一條mRNA鏈上同時翻譯，可以大大加速蛋白質的合成速度，mRNA得到充分的利用。

（八）翻譯後加工

從核糖體上最終釋出的多肽鏈，即使能自行捲曲而具有一定的構象，但還不是具有生物活性的成熟蛋白質，必須進一步加工，進行切割或修飾，乃至聚合，才能表現出生理活性。這些蛋白質的修飾過程，稱為翻譯後加工。翻譯後加工可分為高級結構的修飾、一級結構的修飾和靶向輸送三方面：

1．高級結構的修飾

①亞基聚合具四級結構的蛋白質由兩條以上的肽鏈通過非共價鍵聚合，形成寡聚體。常見的例子如血紅蛋白分子α2β2的聚合。各亞基雖自有獨立功能，但又必須互相依存，才得以發揮作用。

②輔基連接結合蛋白質中輔基（輔酶）與肽鏈的結合是復雜的生化過程。例如糖蛋白的糖基化，是目前基因工程中一個未解決的關鍵問題。不少生物活性物質，當用基因工程方法表達出其肽鏈後，還不具備活性。因此，如何使該蛋白質實現糖基化是正在大力研究中的問題之一。

2．一級結構的修飾

①氨基肽酶切除肽鏈N-端甲醯蛋氨酸或蛋氨酸翻譯過程以fMet-tRNAfmet作為第一個注冊的起始物，在蛋白質合成過程中，N-端氨基酸總是fMet（甲醯蛋氨酸），其α-氨基是甲醯化的。但天然蛋白質大多數不以蛋氨酸為N-端第一位氨基酸。細胞內的脫甲醯基酶或氨基肽酶可以除去N-甲醯基，N-末端蛋氨酸或N-末端的一段肽。這個過程不一定等肽鏈合成終止才發生，有時邊合成可邊進行加工。

②個別氨基酸殘基的修飾在結締組織的蛋白質內常出現羥脯氨酸、羥賴氨酸，這兩種氨基酸並無遺傳密碼、反密碼子及tRNA引導入肽鏈，而是在脯氨酸、賴氨酸殘基經過羥化而出現的。不少酶的活性中心上有磷酸化的絲氨酸、蘇氨酸，甚至酪氨酸；這些含-OH基團的氨基酸是翻譯後才磷酸化的。多肽鏈內或肽鏈之間往往可由兩個半胱氨酸的-SH形成的二硫鍵，這是常見的維系蛋白質結構的化學鍵，其形成也是在肽鏈合成後兩個半胱氨酸的-SH基脫氫氧化而連接的。

③部分肽段水解切除修飾真核生物中往往會遇到一條已合成的多肽鏈經翻譯後加工產生多種不同活性的蛋白質或肽的情況。最典型的例子如鴉片促黑皮質素原，由265個氨基酸殘基組成，經水解修剪，可生成ACTH（三十九肽）、β-MSH(十八肽)等活性物質。

3．蛋白質合成後的靶向輸送

蛋白質合成後，定向地到達其執行功能的目標地點，稱為靶向輸送。穿過合成所在細胞到其他組織細胞去的蛋白質，可統稱為分泌性蛋白質。

❼ 基因是生物體結構和功能的藍圖它是通過指導什麼的合成

染色體是細胞核中容易被鹼性染料染成深色的物質，染色體是由DNA和蛋白質兩種物質組成；DNA是遺傳信息的載體，主要存在於細胞核中，DNA分子為雙螺旋結構，像螺旋形的梯子；DNA上決定生物性狀的小單位，叫基因．基因決定生物的性狀．基因位於染色體上，基因是DNA分子上的一個個小片段，這些片段具有特定的遺傳信息，能夠決定生物的某一性狀，一個基因只具有特定的遺傳信息．遺傳學中把生物體所表現的形態結構、生理特徵和行為方式等統稱為性狀．性狀是由基因決定的，基因之所以能夠決定性狀是因為它能夠指導蛋白質的合成來表達自己所攜帶的遺傳信息．
故答案為：蛋白質；生理特徵．

❽ 基因指導蛋白質的合成的一些相關知識點

基因指導蛋白質的合成主要是兩部分：轉錄和翻譯
1、轉錄：場所是在細胞核，以DNA的一條鏈作為模板，核糖核苷酸為原料，合成mRNA。需要的酶有DNA解旋酶，RNA聚合酶。需要線粒體提供能量。
2、翻譯：轉錄的mRNA從核孔出細胞核，到細胞質中和核糖體結合，以mRNA為模板，各種氨基酸為原料，合成多肽。這個過程需要tRNA作為搬運工將氨基酸運到核糖體。mRNA上每三個鹼基為一個密碼子，與tRNA的三個鹼基為反密碼子鹼基互不配對。

❾ 基因指導蛋白質的合成是什麼

轉錄。

作為蛋白質生物合成的第一步，進行轉錄時，一個基因會被讀取並被復制為mRNA，即特定的DNA片段作為遺傳信息模板，以依賴DNA的RNA聚合酶作為催化劑，通過鹼基互補的原則合成前體mRNA。

RNA聚合酶通過與一系列組分構成動態復合體，完成轉錄起始、延伸、終止等過程。生成的mRNA攜有的密碼子，進入核糖體後可以實現蛋白質的合成。

簡介

在轉錄過程中，DNA模板被轉錄方向是從3′端向5′端；RNA鏈的合成方向是從5′端向3′端。RNA的合成一般分兩步，第一步合成原始轉錄產物（過程包括轉錄的啟動、延伸和終止）。

第二步轉錄產物的後加工，使無生物活性的原始轉錄產物轉變成有生物功能的成熟RNA。但原核生物mRNA的原始轉錄產物一般不需後加工就能直接作為翻譯蛋白質的模板。