基因怎样指导蛋白质,进而影响生命活动?

基因怎样指导蛋白质,进而影响生命活动?“中心法则”解决了这个问题,孟德尔豌豆实验和镰刀型细胞贫血症更是验证了这一规律。1957年,克里克把DNA、RNA和蛋白质这三大生物大分子串联起来,描绘出了一张简洁的信息流程图,表明遗传信息可以从DNA流向DNA、RNA或蛋白质,偶尔还能逆转。这一理论把核酸与蛋白质连接成了同一条生产线,拉开了分子生物学时代的序幕。所有生物性状最终都体现在蛋白质上,包括酶的活性和受体分子的亲和力。蛋白质合成并不是无本之木,必须依靠基因的指令。基因通过转录生成mRNA,mRNA再指导核糖体合成对应的蛋白质。这就是基因控制性状的经典途径。孟德尔豌豆的圆粒与皱粒现象就证明了这个过程:圆粒豌豆基因编码了一种能高效分解蔗糖的酶,而皱粒豌豆基因中发生突变导致酶空间结构扭曲,淀粉颗粒残留使豌豆壳皱缩。基因通过调节酶的活性间接改变了豌豆的外观。如果突变发生在编码血红蛋白的基因里,就会引发镰刀型细胞贫血症。这种突变使第六位氨基酸由谷氨酸变为缬氨酸,导致血红蛋白变为镰刀状,红细胞变得又硬又脆,在血管中引起溶血。这种疾病说明基因也可以直接影响蛋白质结构从而改变红细胞的形态。 表现型不仅由基因型决定,还受环境影响。例如翅的发育需要酶催化反应,虽然基因指导合成酶,但温度、pH值等环境因素会影响酶的活性。因此同一张基因蓝图可能会在不同环境下生长出不同大小和颜色的翅膀。细胞核内的基因掌控大局,细胞质中的线粒体和叶绿体却拥有自己的DNA、RNA和翻译系统。它们能独立进行复制、转录和翻译过程,形成两套不同的密码系统。 现在给大家做个知识体检:这张图展示了遗传信息传递规律,被称为“中心法则”。其中标号①表示DNA复制过程;②表示翻译过程。若DNA单链a的碱基顺序为……ACGGAT……,则以a为模板转录出的mRNA顺序是……UGCCUA……,这段mRNA包含两个密码子需要两个tRNA才能把氨基酸运到核糖体上。基因控制性状有两种方式:通过酶的合成调控代谢途径;或者通过蛋白质结构直接改变功能。再看看这道多选题:豌豆圆粒与皱粒、白化病、囊性纤维病以及镰刀型细胞贫血症中哪些是间接控制?只有豌豆圆粒与皱粒以及白化病是间接控制类型。 最后我们看看基因、蛋白质和环境三者的关系:DNA复制、转录和翻译是核心流程;需要mRNA、氨基酸、tRNA、核糖体、酶和ATP等配件;环境因素随时会影响这个过程。比如温度升高一点就能改变酶的活性从而改变花瓣颜色。多基因协同决定同一种性状也是常见现象。