中心法則

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蛋白質是細胞內的重要成份,主要存在於細胞質中;因為DNA分子較大,難以穿透過細胞核膜,所以細胞要如何接收核內的DNA的密碼訊息來啟動合成過程呢?英國一位生物物理學家克里克(Francis Crick),在1957年時提出了一個假設,表示DNA會將訊息傳遞給RNA,而RNA再將訊息傳遞給蛋白質,這就是所謂的中心法則(Central Dogma)。

 

DNA                         ------→         RNA                     ------→    蛋白質 → 蛋白質表現

轉錄(transcription)                          轉譯(translation)

 

之後在1961年時,法國的分子生物學家莫諾及生物化學家雅各布也提出了「信使RNA」的概念,他們認為DNA經由轉錄作用後會形成信使RNA,而信使RNA 會攜帶處理後的訊息去合成蛋白質。往後又發現了RNA的反轉錄作用,使得中心法則的思想更為完備!

 

反轉錄(reverse transcription)                                                 

DNA               ←--------           mRNA           ------→   蛋白質 → 蛋白質表現

             ----------→                                                                                                              

 轉錄(transcription)                            轉譯(translation)     

中心法則(Central Dogma)

進階學習

轉錄作用(Transcription)

相似於DNA複製時鹼基的配對規則,DNA的A、T、C、G分別和RNA的材料U、A、G、C相配對。這是一個精準度極高的的化學反應,它必須在RNA 聚合酶的催化下才能完成任務。下面的圖示可以代表轉錄作用的簡單概念,然而實際上,轉錄還包含了起始(initiation)、延伸(elongation)和終止(termination)等三個階段。

 

基因序列: ATGTACTCATTGCGCCGCGTTACTCAT            ……… ←非模板股

                   TACATGAGTAACGCGGCGCAATGAGTA          ……… ←模板股

                                                   ↓ 

   mRNA: AUGUACUCAUUGCGCCGCGUUACUCAU

轉譯作用(Translation)

轉錄作用完成之後,信使RNA會離開細胞核,到細胞質中與核糖體合會,核糖體可視為合成蛋白質的工廠,而轉送RNA負責攜帶細胞質中游離的胺基酸到核糖體上,與信使RNA上的密碼子配對,就這樣一個個胺基酸逐漸地合成多肽或蛋白質。

 

轉送RNA的構造圖

 

mRNA: AUGUACUCAUUGCGCCGCGUUACUCAU


↓轉譯作用

 

Protein:    MetTyrSerLeuArgArgValThrHis