作者ylee (我有我的自由!!!!)
看板NTUFS-89
標題[情報] 基因表現
時間Sat Jan 11 16:56:09 2003
基因的表現 ( gene expression )
central dogma:
西元1958年,Francis Crick首先陳述了基因訊息傳遞的脈絡,也就是大家耳熟能詳的 ─ 中心教條 ( central dogma );DNA將所攜帶的遺傳訊息轉錄 ( Transcription ) 成RNA,再借由RNA的轉譯 ( Translation ) 來調控蛋白質的表現。
……… Central dogma
然而在往後的研究中發現,除了central dogma以外,在一些病毒中還存在著另外的機制,如上圖紅色虛線所示,我們發現到RNA可反
轉錄成DNA外還會自己複製,並且在少數例子中發現DNA會直接
做成蛋白質,但這並不是主要的基因表現方式,基因的表現原則上仍
然遵循著central dogma的理論:DNA→RNA→Protein。
Transcription:
DNA進行轉錄之前,先從高度濃縮的狀態變成單純的雙股螺旋結構,此時 DNA polymerase會與即將要進行轉譯的DNA結合,將雙股的DNA打開行成單股,然後借由DNA 的Template strand 轉錄成為RNA。而轉錄後的RNA在原核生物與真核生物的世界裡,卻有著不同的命運,在原核生物中,由DNA所轉錄形成的RNA就已稱做mRNA,可直接進行蛋白質的轉譯;相較下,較高等的真核生物有著更複雜的模式,因為真生物的DNA內含intron,所以由DNA轉錄所形成的RNA稱為hnRNA,此RNA在5' 端有cap在3' 端有poly A的尾巴,為一種未成熟的RNA,必需要經過切割的過程,將intron
去掉,經過這個步驟才可稱為mRNA,這點是真核與原核生物在轉錄時最大的不同處。
真核DNA 原核DNA
5' spacer 3' CAP intron AAA
DNA 5' 3'
mRNA hnRNA
CAP intron AAA
intron
Protein mRNA
CAP AAA
Translation:
MRNA轉譯為蛋白質的過程,在真核細胞與原核細胞中有著極大的差異,為了提高效率以因應細胞所需,剛轉譯出來的mRNA會與不只一個核糖體發生結合,形成核糖體的聚合形式 ( polysome ),同時間有數個核糖體一起將mRNA所攜帶的遺傳密碼轉錄成蛋白質,這樣可以大大提高製造效率,此種情況均出現在真核細胞與原核細胞,而其中的不同在於真核細胞可以利用特別的方式,將蛋白質的合成效率更加提昇,而真核細胞相較下顯得比較單純,在DNA轉錄成mRNA的同時,核糖體與剛生成的mRNA結合形成polysome的形式,大量製造蛋白質。
原核細胞 真核細胞
DNA DNA
ribosomes mRNA
protein hnRNA
mRNA
CAP AAAAA
mRNA
ribosome
protein
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