AP 生物/基因及其運作
這篇文章只有一個貢獻者。因此，它可能很糟糕（在看起來不錯方面），完全偏離主題（並且處於事故現場），或者片面（這如何適用於生物學文章？）。所以加入進來，防止潛在的小貓死亡人數增加。
當然，讓我們從簡單開始。一個基因是DNA的一部分，它編碼一種特定的蛋白質。人有數萬個基因！例如，TP53基因編碼p53蛋白。特殊的酶進入細胞核並“讀取”基因。它們從RNA中複製一個複製。RNA與DNA完全相同，但不同之處在於
- RNA不像DNA那樣被困在細胞核內，
- RNA是單鏈的，並且
- RNA使用鹼基尿嘧啶而不是胸腺嘧啶。
RNA被傳遞給核糖體，核糖體讀取RNA鏈並使用RNA上的資訊來製造多肽鏈，然後多肽鏈摺疊，然後 - 瞧！ - 你就有了自己現成的蛋白質。多肽鏈是連線在一起的氨基酸的長鏈。製造蛋白質需要二十種必需氨基酸。
整個過程稱為表達，基本上意味著特定基因編碼的任何東西都被付諸行動。
現在我們正在進入細節。在你理解基礎知識之前不要閱讀這部分內容。你可能會感到困惑，然後對我們要說的內容產生錯誤的理解！
整個過程被分成兩個步驟：轉錄和翻譯。轉錄是首先進行的過程，即DNA被複製成RNA鏈。另一方面，翻譯是對該RNA鏈上的資訊的讀取，並根據該RNA鏈製造蛋白質。
在我們深入資訊海洋之前，我們需要了解更多關於RNA的資訊。
實際上，RNA有三種類型
- 信使RNA，也稱為mRNA，是DNA的複製品，核糖體讀取它。
- 核糖體RNA，或rRNA，構成核糖體。這種RNA本身沒有任何遺傳資訊。
- 轉運RNA，或tRNA，在翻譯過程中將氨基酸帶到核糖體。（別擔心太多 - 現在 - 我們將在翻譯部分更深入地討論它。）
當基因準備表達時，轉錄起始因子與RNA聚合酶一起進入並結合到DNA的被稱為啟動子的地方。（RNA聚合酶是這裡的關鍵 - 它實際上將DNA複製成mRNA鏈。轉錄起始因子只是為了幫助RNA聚合酶結合到DNA。）然後，RNA聚合酶解開並分開DNA片段以形成轉錄泡（否則RNA聚合酶無法讀取核苷酸序列，因為DNA兩側的核苷酸透過氫鍵結合在一起）。轉錄起始因子離開。然後，根據互補性規則，RNA聚合酶從模板鏈開始轉錄DNA。以下是它的工作原理（編碼序列完全是虛構的）
這是RNA聚合酶想要轉錄的DNA片段
| T | A | C | G | A | A |
RNA聚合酶讀取第一個核苷酸，並且根據互補性規則，胸腺嘧啶與腺嘌呤配對（^表示RNA聚合酶的當前位置）
| T | A | C | G | A | A |
| A | |||||
| ^ |
由於RNA使用尿嘧啶而不是胸腺嘧啶，RNA聚合酶將為位置2分配一個尿嘧啶核苷酸
| T | A | C | G | A | A |
| A | U | ||||
| ^ |
胞嘧啶與鳥嘌呤配對
| T | A | C | G | A | A |
| A | U | G | |||
| ^ |
| T | A | C | G | A | A |
| A | U | G | C | ||
| ^ |
我們已經知道最後兩個
| T | A | C | G | A | A |
| A | U | G | C | U | |
| ^ |
| T | A | C | G | A | A |
| A | U | G | C | U | U |
| ^ |
RNA聚合酶完成製作mRNA鏈後，mRNA鏈與RNA聚合酶一起釋放，DNA重新形成雙螺旋。
然而，我們的小夥伴mRNA在這裡還沒有完成。mRNA鏈，即初級mRNA鏈，被賦予一個5'帽子（一個修飾的鳥嘌呤核苷酸）和一個poly-A尾（只是一系列腺嘌呤核苷酸）。然後，剪接體進入並切斷mRNA的某些部分。這並非隨機的；剪接體切除的是RNA的內含子片段，只留下外顯子。外顯子是編碼蛋白質的遺傳資訊部分（表達的部分）。內含子不編碼蛋白質。那麼它們為什麼存在？它們曾經被稱為垃圾，但現在科學家認為內含子可能有一些功能。我們曾經認為人類大約有10萬個基因，但現在看來我們可能只有大約3萬個！我們只有3萬個基因怎麼可能存活下來？好吧，存在不同的假說。一種假說是這些內含子可能具有酶的功能。另一種是內含子允許外顯子重新排列，因此你可以製造數百種蛋白質而不是隻製造一種蛋白質。或者內含子是某種分子訊號，它告訴細胞該做什麼。
好吧，回到地球。一旦添加了帽子和poly-A尾，並且內含子被剪接，我們就得到了成熟的mRNA。重要的是要注意，原核生物沒有剪接體，因此沒有內含子。
在我們深入翻譯之前，你需要更多地瞭解tRNA。
正如你在基礎知識中所瞭解的，tRNA將氨基酸帶到核糖體。但是怎樣呢？
以下是過程。tRNA是RNA片段，它們有兩個重要的東西：氨基酸本身和反密碼子。三核苷酸反密碼子的序列（核糖體以三個為單位讀取 - 三個核苷酸一起構成一個密碼子）決定了哪個氨基酸被連線。例如，如果一個tRNA分子具有反密碼子CCA、CCG、CCU或CCC，則該tRNA分子將具有甘氨酸氨基酸。
核糖體由rRNA構成。它們實際上製造了摺疊成蛋白質的多肽鏈。但是怎樣呢？
現成的核糖體需要一些組裝，因為它們以兩個半部分或核糖體亞基的形式出現。不過，你不能真的稱它們為半部分，因為其中一個“半部分”比另一個大。
第一步是當大核糖體亞基和小核糖體亞基連線到一條mRNA鏈上。現在轉運RNA就發揮作用了。一個轉運RNA進入（第一個密碼子，即三個核苷酸在一起，始終指示蛋氨酸[AUG]）並透過它的反密碼子連線到第一個密碼子上。現在第二個tRNA進入並結合到第二個密碼子上。然後核糖體*啪!*從第一個tRNA上取下氨基酸，並將它與第二個tRNA的氨基酸結合在一起。然後第一個tRNA跑掉去獲取另一個氨基酸，而核糖體沿著mRNA移動，允許另一個tRNA結合到第三個密碼子上。這個過程重複進行，直到核糖體到達mRNA上的終止密碼子，此時一個釋放因子與終止密碼子結合（因為終止密碼子沒有相應的反密碼子），並啟動兩個核糖體亞基的分解。由此產生的多肽鏈也被釋放出來摺疊，成為一個完全功能的蛋白質。