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为什么要经历如此复杂的过程而不直接翻译DNA呢?原因尚不清楚。
不过,有人提出了一种“RNA世界假说”
,假设生命起源于RNA,并认为RNA与由它产生的蛋白质自古以来就有着密切的关系。
我们推测,后来以DNA作为遗传物质的生物继承了这套古老的蛋白质合成系统。
RNA与DNA的不同之处在于,它使用的一种碱基是尿嘧啶(U),而非胸腺嘧啶。
AGCU四个碱基的密文规则是:每三个字母代表一个特定氨基酸的代码。
UGU和UGC是半胱氨酸,UGG是色氨酸,UAU和UAC是酪氨酸等,每相邻的三个核苷酸编成一组,被称为“密码子”
。
氨基酸相互连接可以构成各种蛋白质[4]。
换句话说,密码子序列会控制氨基酸按序排列来合成特定的蛋白质。
这些蛋白质功能繁多,它们构建了人体并维持其功能。
另外,为了顺利合成蛋白质,长链RNA上还需要有关翻译开始和结束的信息。
事实上,这些也是由密码子决定的。
起始密码子是AUG,终止密码子是UGA、UAA和UAG。
起始密码子也编码甲硫氨酸(蛋氨酸)。
也就是说,翻译过程就从甲硫氨酸开始。
不管是植物、昆虫、人类,还是细菌和真菌等微生物,都共用这一套编码,只有少数例外。
那为什么每三个字母代表一个氨基酸呢?为什么不是两个或四个字母呢?
氨基酸的代码(密码子)
DNA折叠
实际上,这个问题有一个非常合理的答案。
生物体常用的氨基酸约为20种,而碱基有4种。
如果每两个字母代表一个氨基酸,则只能创建4×4=16种代码,不能涵盖所有氨基酸。
如果用四个字母,则可以创建256种代码,远远超过需求。
只有使用三个字母,才能创建4×4×4=64种代码,恰到好处。
长链状的DNA并不是直接漂浮在细胞核中。
两条长链首先形成一个双螺旋结构,它们围绕一个共同的组蛋白中心轴盘绕,形成核小体,它是染色质基本结构单位。
核小体结合在一起,形成直径约30纳米的线状物质,称为染色质纤维。
染色质纤维通过折叠形成染色体,并储存在细胞核中。
只看文字可能很难理解,但看图解就一目了然了。
按照DNA→核小体→染色质纤维→染色体的顺序,细细的长链编织起来,逐渐加粗。
人类细胞有46条染色体,每条染色体上都携带着大量的基因。
46条染色体中,有23条遗传自父亲,其余23条遗传自母亲,这些染色体都是成对存在的,其中有一半又会遗传给下一代。
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