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讀取基因:轉錄成 RNA

工作副本從哪裡來?看 RNA 聚合酶找到基因的起始訊號,選定一條鏈作模板,逐字寫出一條信使 RNA。

找到從哪裡開始

基因組是一長串字母,其中大部分並不是你此刻想要的那個基因。那麼細胞怎麼知道一個基因從哪裡開始?在每個基因的上游,坐落著一段短短的路標序列,叫啟動子。它本身不會被抄進訊息裡;它是一個著陸台,寫著「基因從這裡開始——往這個方向讀」

負責讀取的酶是 RNA 聚合酶。它識別啟動子,在那裡夾住 DNA,並在雙螺旋上打開一個小氣泡,好讀取裡面的鹼基。啟動子身兼兩職:它既標出起點,也定下閱讀的方向。

一條鏈是模板,另一條是副本

對於任何一個給定的基因,兩條 DNA 鏈中只讀取一條——模板鏈。RNA 聚合酶讀取它,並透過鹼基配對鋪下 RNA 鹼基,用的是和複製相同的配對法,只有一處不同:RNA 沒有胸腺嘧啶。模板上是 A 的地方,RNA 得到的是 U(尿嘧啶)而不是 T。其餘照常配對:C 配 G,G 配 C。

TRANSCRIPTION — read the template, write the RNA

  coding strand   5'-A T G  G A C  T T C-3'   (looks like the mRNA)
  template strand 3'-T A C  C T G  A A G-5'   ◀ this strand is READ
                          │
                          ▼  RNA polymerase pairs each base (A→U)
  messenger RNA   5'-A U G  G A C  U U C-3'

  Check: template T→A, A→U, C→G, C→G, T→A, G→C ...
  Result mRNA matches the coding strand, with U everywhere it had T.
透過給模板配對造出 mRNA——並確認它與編碼鏈一致(T 換成 U)。

副本啟程而出

當聚合酶抵達基因末端的終止訊號時,它釋放出造好的鏈。那條鏈就是信使 RNA——第 1 篇裡的工作副本,如今真正造了出來。整個讀取過程就是轉錄,而細胞選擇為每個基因造出多少 mRNA,是基因表達的一個重要槓桿。

現在這條訊息已準備好被解碼。但在我們能把它讀成蛋白質之前,需要那本把 RNA 字母變成胺基酸的規則書——遺傳密碼。那是下一篇的內容。