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基因
基因一词来自希腊语，意思为“生”。是指控制生物性状的遗传信息，通常由DNA序列来承载。基因也可视作基本遗传单位，亦即一段具有功能性的DNA或RNA序列。弄清其序列本身的过程叫基因测序。基因的结构由增强子,启动子及蛋白编码序列组成：即基因产物可以是蛋白质（蛋白质编码基因）及RNA，从而控制生物个体的性状（差異）表现。在一个个体当中所有的基因总和叫基因组。在一个物种中所有等位基因的总合叫基因库。在大多数真核生物中，基因分为细胞核基因及线粒体基因，绿色植物的叶绿体也含有独立于细胞核的叶绿体基因组。人類約有一万九千至兩萬两千個基因。 在真核生物中，染色体在体细胞中是成对存在的。每条染色体上都带有一定数量的基因。一个基因在细胞有丝分裂时有两个对列的位点，称为等位基因，分别来自父与母。依所攜帶性状的表現，又可分为显性基因和隐性基因。 一般来说，同一生物体中的每个细胞體都含有相同的基因（除了已经分化的免疫细胞），但并不是每个细胞中的所有基因携带的遗传信息都会被表現出来。控制基因表达的因素分为传统的遗传学（增强子，启动子序列相关）因素及表观遗传学（DNA甲基化，组蛋白乙酰化和脱乙酰化及RNA干扰相关）因素。職司不同功能的細胞或不同的细胞类型中，活化而表現的基因也不同。在某一细胞类型当中所有被表达的基因叫转录组，所有编码蛋白质的基因叫蛋白质组。通过即时聚合酶链式反应或染色质免疫沉淀-测序可得到转录组及蛋白质组的信息。用电脑处理基因序列的学科叫生物信息学。 人类基因组计划（human genome project, HGP）是一项规模宏大，跨国跨学科的生物信息学项目。其宗旨在于测定组成人类染色体（指单倍体）的30亿个碱基对形成的核苷酸序列，从而繪製人类基因组圖譜，並且辨識其载有的基因，达到破译人类遗传信息的最终目的。该计划起始于1990年于2000年完成。.
蛋白質交互作用
蛋白質交互作用（Protein–protein interactions，縮寫：PPIs）是指兩種或以上的蛋白質結合的過程，通常旨在執行其生化功能。在細胞中，大量蛋白質元件組成分子機器，透過蛋白質交互作用執行細胞內多數重要的分子過程，如DNA複製。 蛋白質交互作用在絕大多數生化功能中扮演極重要的角色。例如，信號分子經由蛋白質交互作用，將細胞外部的信號傳入內部。這個過程稱為訊息傳遞，是許多生化功能的基礎，也與許多疾病有關，包括癌症。蛋白質亦可透過長時間的交互作用，形成部分的蛋白質複合體，負責攜帶另一個蛋白質，例如從細胞質至細胞核，或反之，如核孔核轉運蛋白的情形；或藉由短暫的交互作用修飾另一個蛋白質，例如負責將磷酸鹽轉移到目標蛋白上的蛋白激酶。蛋白質經修飾後也可能改變其蛋白質交互作用，例如有些SH2結構域的蛋白質只與其他被胺基酸酪胺酸磷酸化的蛋白質結合，布罗莫结构域則專門辨別乙醯離胺酸。 蛋白質交互作用廣泛參與了生物化學、量子化學、分子動力學、訊息傳遞等代謝或遺傳學／表觀遺傳學圖論。事實上，它是所有活體細胞中整個交互作用組學系統的核心。近來，蛋白質交互作用也被應用於奈米生物科技的研究領域。 蛋白質交互作用主宰了活體細胞內幾乎所有的生化反應。透過研究這些交互作用，人們可以更深入了解疾病，進而成為新治療方法的基礎。.
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蛋白质
蛋白质（protein，旧称“朊”）是大型生物分子，或高分子，它由一个或多个由氨基酸残基组成的长链条组成。氨基酸分子呈线性排列，相邻氨基酸残基的羧基和氨基通过肽键连接在一起。蛋白质的氨基酸序列是由对应基因所编码。除了遗传密码所编码的20种“标准”氨基酸，在蛋白质中，某些氨基酸残基还可以被改變原子的排序而发生化学结构的变化，从而对蛋白质进行激活或调控。多个蛋白质可以一起，往往是通过结合在一起形成稳定的蛋白质复合物，发挥某一特定功能。 与其他生物大分子（如多糖和核酸）一样，蛋白质是地球上生物体中的必要组成成分，参与了细胞生命活动的每一个进程。酶是最常见的一类蛋白质，它们催化生物化学反应，尤其对于生物体的代谢至关重要。除了酶之外，还有许多结构性或机械性蛋白质，如肌肉中的肌动蛋白和肌球蛋白，以及细胞骨架中的微管蛋白（参与形成细胞内的支撑网络以维持细胞外形）。另外一些蛋白质则参与细胞信号传导、免疫反应、细胞黏附和细胞周期调控等。同时，蛋白质也是动物饮食中必需的营养物质，这是因为动物自身无法合成所有氨基酸，动物需要和必须从食物中获取必需氨基酸。通过消化过程将蛋白质降解为自由氨基酸，动物就可以将它们用于自身的代谢。.
