請教生物的問題

今天上生物課的時候,有一個細節聽不懂,可以說明一下 什麼是轉錄作用 跟轉譯作用 還有 mRNA tRNA rRNA 這三種 RNA分別是做什麼工作 還有核糖體製造蛋白質的過程 謝謝!!

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  • 2 decades ago
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    ● 基 因 如 何 發 揮 作 用?

      一 個 基 因 只 是 長 長 的 遺 傳 物 質 上 的 一 段 。 根 據 『 一 基 因 、 一 蛋 白 』 的 概 念 , 這 一 段 遺 傳 物 質 必 須 可 以 用 以 製 成 一 個 蛋 白 質 , 才 可 以 成 功 地 控 制 一 個 遺 傳 性 質 。 所 以 一 個 基 因 是 否 能 控 制 一 個 遺 傳 性 質 , 就 在 乎 這 個 基 因 是 不 是 可 以 造 成 一 個 固 定 的 蛋 白 質 。 如 果 它 可 以 穩 定 地 造 成 一 種 蛋 白 質 , 它 就 能 穩 定 地 控 制 一 種 遺 傳 性 質 。 不 然 的 話 , 它 不 能 控 制 一 種 蛋 白 質 的 合 成 , 這 一 段 遺 傳 物 質 就 不 是 一 個 基 因 了 。

      一 個 基 因 經 過 轉 錄 (transcription) 和 轉 譯 (translation) 就 可 以 準 確 地 造 出 一 種 蛋 白 質 了 。 複 製 只 不 過 是 遺 傳 物 質 的 複 製 , 在 細 胞 分 裂 以 前 發 生 。

    ● 遺 傳 物 質 的 複 製 (replication of genetic material)

      遺傳 物 質 的 複 製 在 細 胞 週 期 的 合 成 期 (S stage) 中 發 生 , 它 是 為 細 胞 進 行 分 裂 而 進 行 的 預 備 工 作 。

      當 遺 傳 物 質 進 行 複 製 時 , 是 一 整 條 一 整 條 的 染 色 絲 進 行 複 製 的 , 不 會 只 複 製 整 條 染 色 絲 的 一 個 部 份 。 但 在 複 製 的 過 程 中 卻 不 一 定 是 從 一 端 複 製 到 另 一 端 , 也 有 可 能 在 染 色 絲 的 某 個 部 份 開 始 , 但 到 最 後 卻 一 定 會 把 整 條 染 色 絲 都 複 製 完 成 。

      在 複 製 開 始 以 前 , 去 氧 核 糖 核 酸 的 雙 螺 旋 會 打 開 , 露 出 其 中 的 氮 基 。 這 些 外 露 的 氮 基 就 會 根 據 互 補 性 質 (complementary property) 去 吸 引 游 離 的 , 含 有 與 它 們 互 補 的 去 氧 核 甘 酸 。 當 這 些 游 離 的 去 氧 核 甘 酸 陸 續 地 被 吸 引 而 靠 近 以 後 , DNA 聚 合 梅 (DNA polymerase) 就 會 把 它 們 逐 一 連 結 起 來 而 成 為 一 個 雙 股 結 構 的 其 中 一 股 。 在 這 個 過 程 中 , 由 於 去 氧 核 糖 核 酸 雙 股 結 構 的 每 一 股 都 可 以 形 成 一 個 新 的 雙 股 結 構 。 但 在 每 一 個 新 的 雙 股 結 構 裏 面 , 都 包 含 著 一 股 舊 的 結 構 和 一 股 新 的 結 構 , 所 以 這 種 複 製 的 方 式 就 稱 為 半 保 留 複 製 (semiconservative replication) 。

    ● 轉 錄 (transcription)

      轉 錄 (transcription) 是 指 從 DNA 製 造 RNA 的 過 程 。 一 般 的 轉 錄 在 細 胞 正 常 的 情 況 下 , 在 細 胞 核 中 發 生 。 所 產 生 的 RNA 會 暫 時 儲 藏 在 細 胞 核 中 。 細 胞 核 中 儲 藏 了 RNA 的 部 份 就 會 變 得 帶 有 很 重 的 酸 性 , 容 易 吸 引 鹼 性 染 料 。 這 些 區 域 就 稱 為 核 仁 (nucleolus) 。

      在 轉 錄 (transcription) 進 行 時 , 去 氧 核 糖 核 酸 的 某 個 基 因 部 份 開 始 解 離 , 使 雙 股 結 構 的 氮 基 外 露 。 在 這 解 離 的 兩 股 的 其 中 一 股 上 , 氮 基 開 始 吸 引 游 離 而 互 補 的 核 甘 三 磷 酸 。

    互 補 的 方 式 是 :

    DNA 上 的 氮 基<------------------>吸 引 的 氮 基

    腺 嘌 呤 (adenine) <---------------->尿 嘧 啶 (uracil) 核 甘 三 磷 酸

    胸 腺 嘌 呤 (thymine)<------------->腺 嘌 呤 (adenine) 核 甘 三 磷 酸

    胞 嘧 啶 (cytosine) <---------------->鳥 糞 嘌 呤 (guanine) 核 甘 三 磷 酸

    鳥 糞 嘌 呤 (guanine) <------------->胞 嘧 啶 (cytosine) 核 甘 三 磷 酸

      在 游 離 基 固 定 位 置 後 , 核 糖 核 酸 聚 合 (RNA polymerase) 就 會 把 後 面 的 一 個 核 甘 三 磷 酸 的 磷 酸 連 到 前 面 分 子 核 糖 的 第 三 個 碳 原 子 上 , 同 時 放 出 一 個 鄰 磷 酸 (pyrophosphate) 分 子 。

      當 核 甘 酸 被 接 到 核 糖 核 酸 (RNA) 以 後 , 核 甘 酸 上 的 氮 基 與 去 氧 核 糖 核 酸 (DNA) 上 互 補 氮 基 的 吸 引 力 減 小 , 使 得 核 糖 核 酸 (RNA) 與 去 氧 核 糖 核 酸 (DNA) 互 相 分 離 , 析 出 核 糖 核 酸 (RNA) 分 子 。 已 用 於 轉 錄 的 去 氧 核 糖 核 酸 (DNA) 部 份 重 新 互 相 吸 引 , 再 結 成 雙 螺 旋 。 未 用 於 轉 錄 的 去 氧 核 糖 核 酸 (DNA) 部 份 會 繼 續 解 離 , 以 迎 接 轉 錄 的 發 生 。 這 使 得 去 氧 核 糖 核 酸 (DNA) 從 基 因 的 開 始 處 進 行 解 離 及 轉 錄 , 在 轉 錄 後 又 重 新 結 合 成 雙 螺 旋 及 析 出 核 糖 核 酸 (RNA) 。 這 發 生 的 地 點 從 基 因 的 起 點 慢 慢 地 移 動 至 基 因 的 終 點 , 這 一 段 基 因 所 攜 帶 的 遺 傳 密 碼 就 轉 錄 成 為 一 個 核 糖 核 酸 (RNA) 分 子 了 。

    ● 轉 譯 (translation)

      轉 譯 (translation) 就 是 從 信 使 核 糖 核 酸 (mRNA) 製 造 蛋 白 質 的 過 程 。 在 這 過 程 中 , 一 共 需 要 使 用 三 種 核 糖 核 酸 (RNA) 。 它 們 是 :

    (1) 信 使 核 糖 核 酸 (messenger RNA, 或 mRNA) ,

      這 是 攜 帶 製 造 有 關 蛋 白 質 遺 傳 訊 息 的 部 份 。 它 是 單 鏈 的 結 構 , 所 有 的 氮 基 都 外 露 出 來 。 其 中 每 三 個 連 續 的 氮 基 可 以 表 示 一 種 氨 基 酸 , 這 稱 為 一 個 密 碼 子 (codon) 。

    密 碼 子 有 以 下 的 特 質 。

    (a) 所 有 密 碼 子 都 是 通 用 的 (universal)。 無 論 在 甚 麼 生 物 體 內 , 在 製 造 蛋 白 質 時 , 相 同 的 密 碼 子 都 代 表 相 同 的 氨 基 酸 。

    (b) 所 有 的 密 碼 子 都 是 三 聯 碼 (triplet codon) 。 用 於 製 造 生 物 體 蛋 白 質 的 常 見 氨 基 酸 約 有 二 十 種 , 但 用 於 組 成 密 碼 子 的 氮 基 卻 只 有 四 種 。 所 以 如 果 只 用 兩 個 氮 基 組 成 一 個 密 碼 子 , 則 密 碼 子 的 種 類 是 不 足 以 代 表 二 十 種 氨 基 酸 的 。 但 如 果 以 三 個 氮 基 表 示 一 個 氨 基 酸 就 會 是 最 減 省 的 了 。

    (c) 密 碼 子 有 簡 併 性 (degeneracy)

    由 於 密 碼 子 是 三 聯 碼 , 所 以 可 用 的 密 碼 一 共 有 43 = 64 組 , 遠 超 過 二 十 種 氨 基 酸 的 需 要 。 所 以 有 些 氨 基 酸 就 可 以 擁 有 多 於 一 組 的 密 碼 子 , 它 們 就 稱 為 簡 併 密 碼 (degenerated codes) 。

    (d) 有 些 密 碼 子 並 不 代 表 任 何 氨 基 酸 , 所 以 稱 為 無 意 義 密 碼 (nonsense codon) 。 當 轉 譯 進 行 到 這 裏 時 , 胜 太 就 會 斷 裂 而 做 成 轉 譯 終 止 。 所 以 這 些 密 碼 子 又 稱 為 終 止 密 碼 子 (stop codon) 。

    (e) 在 信 使 核 糖 核 酸 上 , 每 一 個 氮 基 只 可 以 作 為 一 個 密 碼 子 的 成 員 , 而 不 可 以 同 時 參 與 作 為 兩 個 密 碼 子 的 成 份 。 這 是 不 可 以 重 複 (non-overlapping) 的 原 則 。

    (2) 轉 移 核 糖 核 酸 (transfer RNA, 或 tRNA),

      轉 移 核 糖 核 酸 (transfer RNA, 或 tRNA)有 單 鏈 的 結 構 , 但 分 子 扭 曲 成 球 狀 。 其 上 大 部 份 的 氮 基 都 內 向 且 依 其 互 補 性 質 自 行 配 合 , 但 有 兩 組 氮 基 是 例 外 的 。 它 們 是 :

    (a) 反 密 碼 子 (anticodon),

    反 密 碼 子 (anticodon) 是 三 個 連 續 而 外 向 的 氮 基 。 它 的 三 個 氮 基 和 它 互 補 的 密 碼 子 上 的 三 個 氮 基 都 是 互 補 的 。 所 以 密 碼 子 與 反 密 碼 子 有 互 相 吸 引 的 潛 力 。 轉 移 核 糖 核 酸 (transfer RNA) 約 有 二 十 多 種 。 不 同 的 轉 移 核 糖 核 酸 (transfer RNA) 有 不 同 的 反 密 碼 子 及 可 攜 帶 不 同 的 氨 基 酸 。

    (b) 與 氨 基 酸 結 合 的 活 化 位 置 。 帶 有 不 同 反 密 碼 子 的 轉 移 核 糖 核 酸 會 攜 帶 不 同 的 氨 基 酸 。

    (3) 核 糖 體 核 糖 核 酸 (ribosomal RNA, or rRNA),

      核 糖 體 核 糖 核 酸 是 構 成 核 糖 體 的 成 份 。 只 有 當 信 使 核 糖 核 酸 附 在 核 糖 核 酸 (mRNA) 上 時 , 信 使 核 糖 核 酸 上 的 密 碼 子 才 可 以 吸 引 轉 移 核 糖 核 酸 上 的 反 密 碼 子 , 而 把 指 定 的 氨 基 酸 帶 到 指 定 的 位 置 上 。 有 時 為 了 使 轉 譯 可 以 較 快 地 進 行 , 多 顆 核 糖 體 會 並 排 在 一 起 , 使 一 段 較 長 的 信 使 核 糖 核 酸 可 以 同 時 活 化 起 來 , 一 起 進 行 轉 譯 作 用 。 這 連 在 一 起 的 核 糖 體 就 被 稱 為 多 核 糖 體 (polysomes) 。

    ● 轉 譯 的 過 程

      如 果 一 個 細 胞 需 要 製 造 某 一 種 蛋 白 質 , 它 必 須 跟 從 以 下 的 程 序 。

    (1) 把 有 關 蛋 白 質 的 信 使 核 糖 核 酸 (mRNA) 從 核 仁 (nucleolus) 經 核 膜 (nuclear membrane) 上 的 孔 (pore) 運 出 細 胞 核 而 到 達 特 定 的 位 置 , 再 附 在 核 糖 體 (ribosome) 上 。 這 時 , 信 使 核 糖 核 酸 (mRNA) 上 一 段 的 若 干 個 密 碼 子 就 會 被 活 化 , 並 對 帶 有 互 補 反 密 碼 子 (anti-codon) 及 氨 基 酸 的 轉 移 核 糖 核 酸 (tRNA) 產 生 吸 引 力 。

    (2) 當 轉 移 核 糖 核 酸 (tRNA) 被 吸 引 固 定 後 , 它 所 攜 帶 的 氨 基 酸 就 會 排 在 已 合 成 的 胜 太 (peptide) 後 邊 。

    (3) 由 媒 (enzyme) 的 作 用 , 把 最 後 的 氨 基 酸 連 結 到 前 邊 的 胜 太 (peptide) 上 。

    (4) 核 糖 體 沿 著 信 使 核 糖 核 酸 往 後 移 , 轉 移 核 糖 核 酸 (tRNA) 與 氨 基 酸 的 結 合 力 減 弱 , 使 氨 基 酸 與 轉 移 核 糖 核 酸 脫 離 。

    (5) 信 使 核 糖 核 酸 與 轉 移 核 糖 核 酸 間 的 吸 引 力 減 弱 , 使 轉 移 核 糖 核 酸 可 以 脫 出 並 重 新 與 另 一 氨 基 酸 結 合 以 備 再 用 。

    (6) 當 整 條 的 信 使 核 糖 核 酸 都 通 過 了 核 糖 體 後 , 信 使 核 糖 核 酸 上 所 有 的 密 碼 子 都 已 經 轉 譯 成 為 一 連 串 的 氨 基 酸 , 這 就 是 一 條 胜 太 (peptide) 了 。

      在 這 過 程 所 產 生 的 胜 太 分 子 中 , 氨 基 酸 必 然 會 按 照 信 使 核 糖 核 酸 上 密 碼 子 的 指 示 而 排 列 , 也 就 是 必 然 會 根 據 去 氧 核 糖 核 酸 上 氮 基 的 排 列 次 序 而 排 列 。 所 以 去 氧 核 糖 核 酸 所 攜 帶 的 是 蛋 白 質 初 級 結 構 (primary structure) 的 資 料 。

      在 簡 單 的 胜 太 合 成 以 後 , 它 們 可 以 按 需 要 而 合 成 更 複 雜 的 多 太 (polypeptide) 或 蛋 白 (protein) 分 子 。

    這 些 多 太 (polypeptide) 或 蛋 白 (protein) 分 子 在 細 胞 質 中 會 吸 引 水 份 而 自 由 伸 展 , 於 是 它 們 就 可 以 達 到 次 級 (secondary structure) , 三 級 (tertiary structure) 甚 至 四 級 (quaternary structure) 的 結 構 。 這 時 , 我 們 就 說 蛋 白 質 已 擁 有 自 然 的 形 狀 (natural shape) 而 可 以 產 生 功 能 了 。

  • Anonymous
    2 decades ago

    我不知道要回答高中板還是大學版....

    要詳細的可能就要找科學研究的論文了...

    大致來說

    RNA分成mRNA.rRNA.tRNA

    轉錄作用<transcription>:

    information由DNA拷貝至mRNA的過程

    轉譯作用<translation> :

    mRNA中的遺傳訊息被解碼 來指定胺基酸序列而製作蛋白質的過程

    核糖體製造蛋白質的過程 :

    DNA轉譯成mRNA

    mRNA在至核醣體與rRNA結合

    再經由tRNA攜帶胺基酸至核醣體與mRNA結合

    簡單的說mRNA.rRNA.tRNA就是DNA製作蛋白質(酵素)的工具

    Source(s): 老師教過
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