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準確的說法是:基因表達的過程是基因用來合成功能性基因產物的過程,大多數情況下,基因產物就是蛋白質,但非蛋白質的基因產物,如轉運RNA(tRNA)、小核核糖核酸(small nuclear RNA,snRNA)等本質為核糖核酸的功能性基因產物也是基因表達的結果。
基因的表達的步驟基因的表達可分為轉錄、RNA剪接、翻譯、蛋白質的翻譯後修飾幾個過程。
轉錄轉錄是由DNA生成RNA互補鏈的過程。轉錄的過程很像影印,與影印的區別在於轉錄是『映象影印』,轉錄產物的核苷酸序列與模板鏈是互補的,而且方向也相反,也就是說轉錄產物從5’到3’方向的核苷酸序列與模板鏈的3’到5’方向的核苷酸序列可以互補配對。
RNA剪接轉錄過程中得到RNA在真核生物體內無法直接被用於翻譯蛋白質,還需要經過加工,以生成成熟的信使RNA,這個過程就被稱為RNA剪接。在原核生物中,轉錄後的RNA可直接生成可用於蛋白質翻譯的成熟的信使RNA。
翻譯由信使RNA指導合成蛋白質的過程,包括甲基化修飾、多聚腺苷酸化(polyadenylation)和單一核苷酸修飾(RNA editing)等過程。
在翻譯過程中,轉運RNA(tRNA)發揮了關鍵的作用,tRNA透過識別mRNA上的密碼子,將指定的氨基酸新增到該位置。tRNA的合成是編碼tRNA基因表達的過程,tRNA和蛋白質一樣也屬於基因表達的產物。
蛋白質修飾蛋白質有著複雜的空間結構,其氨基酸排列順序僅僅是蛋白質的一級結構,但也是最基礎的結構,一級結構決定了蛋白質的二級、三級和四級結構。
蛋白質的修飾是指對化學結構進行的修飾,即對一級結構的改變,比如可能會直接改變某一種氨基酸,將精氨酸轉化為瓜氨酸,也可能是為兩個氨基酸之間建立共價鍵等。
真核生物基因表達包括兩個過程:轉錄和翻譯。
轉錄是指以DNA為模板在RNA聚合酶的作用下,細胞核中合成mRNA的過程。轉錄後的mRNA需要經過一個過程轉變為成熟的mRNA,然後才可以進行翻譯。翻譯就是以成熟的mRNA為模板合成蛋白質的過程,需要核糖體參與。
所以真核生物基因表達的過程不僅僅是蛋白質合成的過程,還包括轉錄形成mRNA並改造成熟的過程。