基因表現和核糖核酸

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基因表現和核糖核酸之间的区别

基因表現 vs. 核糖核酸

基因表現（Gene expression）是用基因中的信息来合成基因产物的过程。产物通常是蛋白质，但对于非蛋白质编码基因，如转运RNA（tRNA）和小核RNA（snRNA），产物则是RNA。所有已知生物都通过基因表达来生成生命所需的高分子物质。 基因表現的过程可分为转录、RNA剪接、翻译、蛋白质的翻译后修饰这几步。控制细胞的结构与功能，同时也是细胞分化、及生物体的多功能性和的基础。不同的時間、不同的環境，以及不同部位的細胞，或是基因在細胞中的含量差異，皆可能使基因產生不同的表現。基因调节也可以作为进化变化的底物，因为基因表达的时间，位置和数量的控制可以对基因在细胞或多细胞生物体中的功能（作用）具有深远的影响。 在遗传学中，基因表現是基因型产生表型（即可观察的性状）的最基本的层次。. 核糖核酸（Ribonucleic acid），簡稱RNA，是一類由核糖核苷酸通過3',5'-磷酸二酯鍵聚合而成的線性大分子。自然界中的RNA通常是單鏈的，且RNA中最基本的四種鹼基爲A（腺嘌呤）、U（尿嘧啶）、G（鳥嘌呤）、C（胞嘧啶）通過轉錄後修飾，RNA可能會帶上（Ψ）這樣的稀有鹼基，相對的，與RNA同爲核酸的DNA通常是雙鏈分子，且含有的含氮鹼基爲A（腺嘌呤）、T（胸腺嘧啶）、G（鳥嘌呤）、C（胞嘧啶）四種。 RNA有着多種多樣的功能，可在遺傳編碼、翻譯、調控、基因表達等過程中發揮作用。按RNA的功能，可將RNA分爲多種類型。比如，在細胞生物中，mRNA（信使RNA）爲遺傳信息的傳遞者，它能夠指導蛋白質的合成。因爲mRNA有編碼蛋白質的能力，它又被稱爲編碼RNA。而其他沒有編碼蛋白質能力的RNA則被稱爲非編碼RNA（ncRNA）。它們或通過催化生化反應，或通過調控或參與基因表達過程發揮相應的生物學功能。比如，tRNA（轉運RNA）在翻譯過程中起轉運RNA的作用，rRNA（核糖體RNA）於翻譯過程中起催化肽鏈形成的作用，（小RNA）起到調控基因表達的作用。此外，RNA病毒甚至以RNA作爲它們的遺傳物質。 RNA通常由DNA通過轉錄生成。RNA在細胞中廣泛分佈，真核生物的細胞核、細胞質、粒線體中都有RNA。.

尿嘧啶

-- -- -- 尿嘧啶（Uracil，简写U），是組成RNA的四种鹼基之一。在DNA的轉錄時取代 DNA 中的胸腺嘧啶，與腺嘌呤配對。将尿嘧啶甲基化即得胸腺嘧啶 (T)。.

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细胞

细胞（Cell）是生物体结构和功能的基本单位。它是除了病毒之外所有具有完整生命力的生物的最小单位，也经常被称为生命的积木（病毒仅由DNA/RNA组成，并由蛋白质和脂肪包裹其外）。 in Chapter 21 of fourth edition, edited by Bruce Alberts (2002) published by Garland Science.

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遗传密码

遺傳密碼（英文：Genetic code）是一組規則，將DNA或mRNA序列以三個核苷酸為一組的密碼子轉譯為蛋白質的胺基酸序列，以用於蛋白質合成。幾乎所有的生物都使用同樣的遺傳密碼，稱為標準遺傳密碼；即使是非細胞結構的病毒，它們也是使用標準遺傳密碼。但是也有少數生物使用一些稍微不同的遺傳密碼。朊毒體以蛋白質為遺傳密碼。 密码子简并性是遗传密码的突出特征。 舒建军的遗传密码对称表 提供了可能的密码子-胺基酸关系的新视角， 并解释了密码子简并性遗传密码背后的隐含含义/逻辑。.

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转录

转录（）是遗传信息由DNA转换到RNA的过程。作为蛋白质生物合成的第一步，转录是mRNA以及非編碼RNA（tRNA、rRNA等）的合成步骤。 转录中，一段基因会被读取、複製为mRNA；就是说一特定的DNA片段作为模板，以DNA依赖的核糖核酸聚合酶（RNA聚合酶或RNA合成酶）作为催化剂而合成前mRNA的过程。 转录尚有未清楚的部分，例如是否需要DNA解旋酶，一般来说是需要的，但某些地区称RNA聚合酶可代替其行使识别DNA上的有关碱基以开始转录的功能。 mRNA转录时，DNA分子双链打开，在RNA聚合酶的作用下，游离的4种核糖核苷酸按照碱基互补配对原则结合到DNA单链上，并在RNA聚合酶的作用下形成单链mRNA分子。至此，转录完成。 转录通常是多起点多向复制。 转录时所转录的仅为DNA上有遗传效应的片段（DNA），不包括内含子。 转录按以下一般步骤进行：.

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胸腺嘧啶

胸腺嘧啶（Thymine，簡寫為 T），又稱為5-甲基尿嘧啶（5-methyluracil），為嘧啶類鹼基，是形成DNA核苷酸中四種鹼基（G－C－A－T）的其中一種。.

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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。.

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RNA剪接

剪接（splicing，又稱拼接），是一种基因重组現象，在分子生物學中，主要是指細胞核內基因資訊在轉錄過程中或是在轉錄過後的一种修飾，即將內含子移除及合併外顯子——內含子與外顯子的名稱是通用於編碼基因的DNA及其轉錄後的RNA——是真核生物的前mRNA變成mRNA的過程之一。剪接過程是剪接體內核糖核酸（RNA）核苷酸之間的一連串生化反應，並由剪接體內小核核糖蛋白(snRNP)中的snRNA負責催化並作用。此外，也有一些類型不需外在催化物質，而是在特定二價金屬離子存在的情況下，以RNA自我催化的方式進行剪接，如第一型或第二型內含子 (group-I or group-II intron)或核酸酶(ribozyme)。這也是真核生物與原核生物的区别之一（请参看顺反子）。成熟的mRNA會接著進行蛋白質生物合成中的翻譯，以產生蛋白質，稱轉譯作用。.

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RNA聚合酶

RNA聚合酶（RNA polymerase、RNAP、RNApol、DNA-dependent RNA polymerase，EC2.7.7.6）或稱核糖核酸聚合酶，是一種負責從DNA或RNA模板製造RNA的酶。RNA聚合酶是通過稱為轉錄的過程來建立RNA鏈，以完成這個工程。在科學上，RNA聚合酶是一個在RNA轉錄本3'端聚合核糖核甘酸的核苷轉移酶。RNA聚合酶是一種非常重要的酶，且可在所有生物、細胞及多種病毒中可見。 RNA聚合酶是於1960年分別由山姆·懷斯及霍維茲同時發現。但在此之前，於1959年，諾貝爾獎頒發給了塞韋羅·奧喬亞，因為他的發現當時認為是RNA聚合酶，但其實是核糖核酸酶。.

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核苷酸

核苷酸（Nucleotide）为核酸的基本组成单位。核苷酸由一個含氮鹼基作為核心，加上一個五碳糖和一個或者多个磷酸基團組成。含氮碱基有五种可能，分别是腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶和尿嘧啶。五碳糖为脱氧核糖者称为脱氧核糖核苷酸（DNA的單體），五碳糖为核糖者称为核糖核苷酸（RNA的單體）。 根据构成核酸的核苷酸数量分为寡核苷酸（少于或等于15个核苷酸）和多核苷酸（15个核苷酸以上）。.

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5'端帽

5'端帽(five prime cap)是在真核生物中信使RNA（mRNA）的5'端经修改後形成的的雙核苷酸端点。5'加帽的過程對建立成熟的mRNA作翻譯非常重要。加帽確保了mRNA在蛋白質生物合成中進行轉譯的穩定性，並在細胞核中是高度調控的過程。.

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