基础与生命的分子观
基因表达(gene expression)
拥有一个基因,和使用它,是两码事。基因表达是指:一个基因里的信息被读出、并变成一个能影响细胞的有功能产物的整个过程。一个静静躺在DNA里的基因什么也不做;表达就是把它唤醒、抄录它、并让它的产物去干活的那个动作。
对一个编码蛋白质的基因来说,这条路线有两段主要的旅程,你会一次又一次地遇到。第一段是转录:一种酶读取这个基因的DNA,造出一份匹配的RNA副本,即信使RNA。第二段是翻译:核糖体每次读取这份信使RNA上的三个字母,按指定的顺序把氨基酸连起来,造出蛋白质。有些基因止步于第一段,因为它们的最终产物本身就是一段有功能的RNA。最关键的是:表达在每一步都被严密调控——细胞控制转录是否启动、RNA如何被加工、它能存活多久、是否被翻译、以及蛋白质此后会发生什么。
基因表达正是单一基因组得以建造出整个生物体的原因。每个细胞都携带相同的基因,但每种细胞类型表达的是它自己那一套特征性的子集,这就是为什么DNA完全相同的肌肉细胞和神经细胞会变得如此不同。生物学、发育和疾病的大部分内容,归根结底都是一个关于“哪些基因被表达、何时、何处、表达多少”的故事,这也是为什么测量和控制表达,处在现代分子生物学的中心。
当你吃下一顿含糖的饭,某些细胞会在几分钟内打开胰岛素基因的表达——把DNA转录成RNA,再翻译成胰岛素蛋白。当血糖回落时,同样的这些基因又重新安静下来。
表达是动态的:基因会随需求被打开和关闭。
并非所有被表达的基因都制造蛋白质。许多基因表达为有功能的RNA(如核糖体RNA、转运RNA和各种调控RNA),它们从不被翻译;表达指的是生产出该基因的功能产物,无论那个产物是什么。
又称
另见