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DNA转录与翻译是生物体内基因表达的两个关键步骤。转录过程将DNA中的遗传信息复制到信使RNA分子中,而翻译过程则将mRNA中的信息转化为具有特定功能的蛋白质。这两个过程共同完成了从基因到蛋白质的信息传递,是生命活动的基础。
DNA转录过程主要发生在细胞核内。首先,RNA聚合酶识别并结合到DNA上的启动子区域。然后,RNA聚合酶沿着DNA的模板链移动,按照碱基互补配对原则合成mRNA链。在这个过程中,DNA的腺嘌呤对应RNA的尿嘧啶,胸腺嘧啶对应腺嘌呤,胞嘧啶对应鸟嘌呤,鸟嘌呤对应胞嘧啶。
翻译过程发生在细胞质中的核糖体上。首先,成熟的mRNA分子与核糖体结合,核糖体在mRNA上寻找起始密码子AUG。找到起始密码子后,携带甲硫氨酸的第一个转运RNA进入核糖体的P位点,翻译过程正式开始。核糖体有两个重要的位点:P位点用于结合肽基tRNA,A位点用于结合氨酰tRNA。
在翻译延伸阶段,核糖体沿着mRNA移动,逐个读取密码子。每个密码子对应特定的氨基酸,相应的转运RNA携带对应氨基酸进入核糖体的A位点。此时P位点上的氨基酸与A位点上的氨基酸形成肽键,然后核糖体向前移动一个密码子的距离。这个过程不断重复,氨基酸链逐渐延长,最终形成完整的多肽链。
当核糖体遇到终止密码子UAA、UAG或UGA时,翻译过程结束。这些终止密码子没有对应的转运RNA,而是由释放因子识别和结合。释放因子的结合导致多肽链从核糖体上释放。释放的多肽链随后经过折叠和各种修饰,最终形成具有特定功能的蛋白质。至此,从DNA到蛋白质的整个基因表达过程完成。