說道dna,就還要說到rna。核糖核酸(縮寫為rna,即ribonucleicacid),存在於生物細胞以及部分病毒、類病毒中的遺傳信息載體。rna由核糖核苷酸經磷酸二酯鍵縮合而成長鏈狀分子。一個核糖核苷酸分子由磷酸,核糖和堿基構成。rna的堿基主要有4種,即a腺嘌呤、g鳥嘌呤、c胞嘧啶、u尿嘧啶,其中,u(尿嘧啶)取代了dna中的t。
rna是以dna的一條鏈為模板,以堿基互補配對原則,轉錄而形成的一條單鏈,主要功能是實現遺傳信息在蛋白質上的表達,是遺傳信息向表型轉化過程中的橋梁。在此過程中,轉運rna(transferrna,trna)是攜帶與三聯體密碼子對應的氨基酸殘基與正在進行翻譯的mrna結合,而後核糖體rna(ribosomalrna,rrna)將各個氨基酸殘基通過肽鍵連接成肽鏈進而構成蛋白質分子。
rna由核糖核苷酸經磷酯鍵縮合而成長鏈狀分子。一個核糖核苷酸分子由磷酸,核糖和堿基構成。rna的堿基主要有4種,即a腺嘌呤,g鳥嘌呤,c胞嘧啶,u尿嘧啶。其中,u尿嘧啶取代了dna中的t胸腺嘧啶而成為rna的特征堿基。
1958年,克裏克提出rna是遺傳信息的中間載體這一假設。提出該假設的部分依據是dna位於真核細胞的細胞核,而蛋白質分子是在細胞質中被合成的。這一事實提示,存在某種物質攜帶並傳遞遺傳信息。克裏克注意到,核糖體含有rna並提出核糖體rna(rrna)是遺傳信息的傳遞載體。由於rrna是核糖體的組成部分,不可能離開核糖體。克裏克假設每個核糖體以其自身的rrna能夠一遍又一遍的重複生產同一種蛋白質。
francoisjacob及同事提出了另一種假設,認為是非特異性的核糖體翻譯一種叫做信使的不穩定的rna。信使是獨立的rna分子,可將遺傳信息從基因傳遞至核糖體。
1961年jacob與sydneybrenner和matthewmeselson一起發表了關於信使假說的證據。實驗發現,t2噬菌體感染大腸杆菌後,其rna分子與宿主核糖體結合,合成噬菌體蛋白。表明核糖體合成的蛋白種類取決於與之結合的mrna而非rrna。其他研究者亦鑒定出一種更好的信使——一組與核糖體瞬時結合的不穩定rna。與rrna不同,mrna堿基的組成與t2噬菌體dna相似,支持了mrna而非rrna是信息分子的假設。
現在我們已經證實,mrna功能是在蛋白分子合成過程中,作為“信使”分子,將基因組dna的遺傳信息(即堿基排列順序)傳遞至核糖體,使核糖體能夠以其堿基排列順序摻入互補配對的trna分子,進而合成正確的肽鏈,實現遺傳信息向蛋白質分子的轉化。
在真核生物中,轉錄形成的前體rna中含有大量非編碼序列,大約隻有25%序列經加工成為mrna,最後翻譯為蛋白質。因為這種未經加工的前體mrna(pre-mrna)在分子大小上差別很大,所以通常稱為不均一核rna(heterogeneousnuclearrna,hnrna)。
原核生物mrna一般5′端有一段不翻譯區,稱前導區,3′端有一段不翻譯區,中間是蛋白質的編碼區,一般編碼幾種蛋白質。真核生物mrna(細胞質中的)一般由5′端帽子結構、5′端不翻譯區、翻譯區(編碼區)、3′端不翻譯區和3′端聚腺苷酸尾巴構成。
又稱轉運rna。如果說mrna是合成蛋白質的藍圖,則核糖體是合成蛋白質的工廠。但是,合成蛋白質的原材料——20種氨基酸與mrna的堿基之間缺乏特殊的親和力。因此,必須用一種特殊的rna——轉移rna(transferrna,trna)把氨基酸搬運到核糖體上,trna能根據mrna的遺傳密碼,依次準確地將它攜帶的氨基酸,摻入正在合成的肽鏈中,實現肽鏈的延伸。所有trna的3’端都有相同的三個堿基a),該位點是trna負載氨基酸殘基的靶位。氨基酸通過其分子的羧基與trna末端腺苷的2’-oh或3’-oh間的酯鍵附著到trna上。每種氨基酸可與1-4種trna相結合,已知的trna的種類在40種以上。
trna是分子最小的rna,其分子量平均約為(~),由70到90個核苷酸組成。而且具有稀有堿基的特點,稀有堿基除假尿嘧啶核苷與次黃嘌呤核苷外,主要是甲基化了的嘌呤和嘧啶trna。這類稀有堿基一般是在轉錄後,經過特殊的修飾而成的。
大多數trna由七十幾至九十幾個核苷酸組成,參與蛋白質的合成。分子量為~,沉降常數約為4s(個別trna的沉降常數為3s,含63個核苷酸)。曾用名有聯接rna、可溶性rna、ph5rna等。一種trna隻能攜帶一種氨基酸,如丙氨酸trna隻攜帶丙氨酸,但一種氨基酸可被不止一種trna攜帶。同一生物中,攜帶同一種氨基酸的不同trna稱作“同功受體trna”。組成蛋白質的氨基酸有20種,根據密碼子擺動學說至少需要31種trna,但在脊椎動物中隻存在22種trna。
1969年以來,研究了來自各種不同生物,如酵母、大腸杆菌、小麥、鼠等十幾種trna的結構,證明它們的堿基序列都能折疊成三葉草形二級結構(圖3-23),而且都具有如下的共性:
15’末端具有g(大部分)或c。
23’末端都a的順序終結。
3有一個富有鳥嘌呤的環。
4有一個反密碼子環,在這一環的頂端有三個暴露的堿基,稱為反密碼子(anticodon),反密碼子可以與mrna鏈上互補的密碼子配對。
5有一個胸腺嘧啶環。
這些知識,琪琪是都是知道的。這些沒有涵蓋的知識,琪琪也是知道的。病毒樣本,被送到了試管兒裏。然後用化學試劑處理,將病毒的dna提取出來。在利用儀器測量dna的點位,琪琪的測量方法,是非常高效的。半個小時的時間,病毒樣本的dna的所有數據,已經被測量出來了。
要知道,辦的病毒dna數量都在幾十億以上。如果要推算這些dna對生物體產生的影響,計算量絕對是天文數字。一般的計算機,是無法完成這種計算的。但是,琪琪的計算機,不是一般的計算,是十萬位的量子計算機。
rna是以dna的一條鏈為模板,以堿基互補配對原則,轉錄而形成的一條單鏈,主要功能是實現遺傳信息在蛋白質上的表達,是遺傳信息向表型轉化過程中的橋梁。在此過程中,轉運rna(transferrna,trna)是攜帶與三聯體密碼子對應的氨基酸殘基與正在進行翻譯的mrna結合,而後核糖體rna(ribosomalrna,rrna)將各個氨基酸殘基通過肽鍵連接成肽鏈進而構成蛋白質分子。
rna由核糖核苷酸經磷酯鍵縮合而成長鏈狀分子。一個核糖核苷酸分子由磷酸,核糖和堿基構成。rna的堿基主要有4種,即a腺嘌呤,g鳥嘌呤,c胞嘧啶,u尿嘧啶。其中,u尿嘧啶取代了dna中的t胸腺嘧啶而成為rna的特征堿基。
1958年,克裏克提出rna是遺傳信息的中間載體這一假設。提出該假設的部分依據是dna位於真核細胞的細胞核,而蛋白質分子是在細胞質中被合成的。這一事實提示,存在某種物質攜帶並傳遞遺傳信息。克裏克注意到,核糖體含有rna並提出核糖體rna(rrna)是遺傳信息的傳遞載體。由於rrna是核糖體的組成部分,不可能離開核糖體。克裏克假設每個核糖體以其自身的rrna能夠一遍又一遍的重複生產同一種蛋白質。
francoisjacob及同事提出了另一種假設,認為是非特異性的核糖體翻譯一種叫做信使的不穩定的rna。信使是獨立的rna分子,可將遺傳信息從基因傳遞至核糖體。
1961年jacob與sydneybrenner和matthewmeselson一起發表了關於信使假說的證據。實驗發現,t2噬菌體感染大腸杆菌後,其rna分子與宿主核糖體結合,合成噬菌體蛋白。表明核糖體合成的蛋白種類取決於與之結合的mrna而非rrna。其他研究者亦鑒定出一種更好的信使——一組與核糖體瞬時結合的不穩定rna。與rrna不同,mrna堿基的組成與t2噬菌體dna相似,支持了mrna而非rrna是信息分子的假設。
現在我們已經證實,mrna功能是在蛋白分子合成過程中,作為“信使”分子,將基因組dna的遺傳信息(即堿基排列順序)傳遞至核糖體,使核糖體能夠以其堿基排列順序摻入互補配對的trna分子,進而合成正確的肽鏈,實現遺傳信息向蛋白質分子的轉化。
在真核生物中,轉錄形成的前體rna中含有大量非編碼序列,大約隻有25%序列經加工成為mrna,最後翻譯為蛋白質。因為這種未經加工的前體mrna(pre-mrna)在分子大小上差別很大,所以通常稱為不均一核rna(heterogeneousnuclearrna,hnrna)。
原核生物mrna一般5′端有一段不翻譯區,稱前導區,3′端有一段不翻譯區,中間是蛋白質的編碼區,一般編碼幾種蛋白質。真核生物mrna(細胞質中的)一般由5′端帽子結構、5′端不翻譯區、翻譯區(編碼區)、3′端不翻譯區和3′端聚腺苷酸尾巴構成。
又稱轉運rna。如果說mrna是合成蛋白質的藍圖,則核糖體是合成蛋白質的工廠。但是,合成蛋白質的原材料——20種氨基酸與mrna的堿基之間缺乏特殊的親和力。因此,必須用一種特殊的rna——轉移rna(transferrna,trna)把氨基酸搬運到核糖體上,trna能根據mrna的遺傳密碼,依次準確地將它攜帶的氨基酸,摻入正在合成的肽鏈中,實現肽鏈的延伸。所有trna的3’端都有相同的三個堿基a),該位點是trna負載氨基酸殘基的靶位。氨基酸通過其分子的羧基與trna末端腺苷的2’-oh或3’-oh間的酯鍵附著到trna上。每種氨基酸可與1-4種trna相結合,已知的trna的種類在40種以上。
trna是分子最小的rna,其分子量平均約為(~),由70到90個核苷酸組成。而且具有稀有堿基的特點,稀有堿基除假尿嘧啶核苷與次黃嘌呤核苷外,主要是甲基化了的嘌呤和嘧啶trna。這類稀有堿基一般是在轉錄後,經過特殊的修飾而成的。
大多數trna由七十幾至九十幾個核苷酸組成,參與蛋白質的合成。分子量為~,沉降常數約為4s(個別trna的沉降常數為3s,含63個核苷酸)。曾用名有聯接rna、可溶性rna、ph5rna等。一種trna隻能攜帶一種氨基酸,如丙氨酸trna隻攜帶丙氨酸,但一種氨基酸可被不止一種trna攜帶。同一生物中,攜帶同一種氨基酸的不同trna稱作“同功受體trna”。組成蛋白質的氨基酸有20種,根據密碼子擺動學說至少需要31種trna,但在脊椎動物中隻存在22種trna。
1969年以來,研究了來自各種不同生物,如酵母、大腸杆菌、小麥、鼠等十幾種trna的結構,證明它們的堿基序列都能折疊成三葉草形二級結構(圖3-23),而且都具有如下的共性:
15’末端具有g(大部分)或c。
23’末端都a的順序終結。
3有一個富有鳥嘌呤的環。
4有一個反密碼子環,在這一環的頂端有三個暴露的堿基,稱為反密碼子(anticodon),反密碼子可以與mrna鏈上互補的密碼子配對。
5有一個胸腺嘧啶環。
這些知識,琪琪是都是知道的。這些沒有涵蓋的知識,琪琪也是知道的。病毒樣本,被送到了試管兒裏。然後用化學試劑處理,將病毒的dna提取出來。在利用儀器測量dna的點位,琪琪的測量方法,是非常高效的。半個小時的時間,病毒樣本的dna的所有數據,已經被測量出來了。
要知道,辦的病毒dna數量都在幾十億以上。如果要推算這些dna對生物體產生的影響,計算量絕對是天文數字。一般的計算機,是無法完成這種計算的。但是,琪琪的計算機,不是一般的計算,是十萬位的量子計算機。