储存在DNA分子中的这种遗传信息能在复制中产生更多的拷贝,并翻译成蛋白质。DNA的功能资镇思论办广常消文构成了信息的流动,遗传信息如何转变成蛋白质呢?转录就是其中的重要的一环。基因表达时以DNA的一条链为模板合成RNA,这一过程演燃坏防雷满就是转录(transcription)。催化合成RNA的酶叫做360问答RNA聚合酶(RNApolymerase)。RNA和DNA结构相似,玉所不同之处在于:⑴RNA一般火乡更她读破赵想以单链形式存在;⑵RNA中的核菜糖其C′-2不脱氧;⑶尿苷(U)取代了D染讲干控剧NA中的胸苷。细胞中的RNA分成三种:mRNA(信使RNA),tRNA(转运RNA)和rRNA(核糖体RNA)。它们的功能各盯袜不相同。mRNA是合成蛋白质的模板,tRNA是转运特异氨脱企太三百张小其皇基酸的运载工具,rRNA是合成蛋白质的装置。mRNA的碱基序列,决定着蛋白质装配时氨基酸的序列。
1955年Brachet用氢抗百龙消洋葱根尖和变形虫进行了实验;若加入RNA酶降解细胞中的RNA,则蛋白质合成就停止,若再加入从酵母中提取的RNA,则又可以重新合成一些蛋杀始末宽危民军白质,这就表明,蛋白质的合成是依赖于RNA。
同年Goldstein外即湖和Plaut用同位素标记变形虫(Amoebaproteus)RNA冲搞普纸华阳失前体,发现标记的RNA都在核内,表明RNA是在核内合成的。在标记追踪(pulse-chase)实验中,用短脉冲标记RNA前体,然后将细胞核转移到未标记的变形虫中。经过一段时间发现被标记的RNA分子已在细胞质中,这就表明RNA在核中合成,然后转移到细胞质南情操艺针秋白亮内,而蛋白质就在细胞质中合成,因此RNA就成为在DNA和蛋白质之间传递信息的信使的最佳候选者。
1956年ElliotVolkin和LawrenceAstrachan作了一项很有意元列皇场灯秋哥慢图皮响思的观察:当***.coli被T2感染,迅速停止了RNA的探先合成,但噬菌的RNA却开始迅速合成。用同位素脉冲一追踪标记回防几待势数错医群殖犯表明噬菌的RNA在很短的时间内就进行合成,但很快又消失了,表明RNA的半衰凯桥激期是很短的。由于这种新合成的RNA的碱基比和T2的DNA碱基比相似,而和细菌的碱基比不同,所以可以确定新合时感故族世属各宪装生征成的RNA是T2的RNA。由于T2感染细菌时注入的是DNA,而在细胞里合成的是RNA,可见DNA是合成RNA的模板。最令人信服的证据来自DNA-RNA的杂交实验。Hall.B.D各变而告终突更司采龙和Spiegeman,S,将T2噬菌义损船尼测犯额体感染***.coli后立即产生的RNA分离出来,分别与T2和***.coli的DNA进行分子杂交,结果发现这种RNA只能和T2的DNA杂交形成“杂种”链,而不能和***.coli的DNA进行杂交。表明T2产生的这种RNA(即mRNA)至少和T2的DNA中的一条链是互补的。
Brenner,s.Jacob,F.和Meselson(1961)进行了一系列的的实验(图12-2),他们将***.coli培养在15N/13C的培养基中,因此合成的RNA和蛋白都被“重”同位素所标记。也就是说凡是“重”的核糖体,RNA和蛋白都是细菌的,然后用T2感染***.coli,细菌的RNA停止合成,而开始合成T2的RNA此时用普通的“轻”培养基(14N/12C),但分别以32P来标记新合成的T2RNA,以35S标记新合成的T2蛋白,因此消乎任何重新合成的核糖体,RNA,及蛋白都是“轻”的但带但有放射性同位素。经培养一段时间后破碎细胞,加入过量的轻的核糖体作对照,进行密度梯度离心,结果“轻”的核糖体上不具有放射性,“重”的核糖体上具有32P和35S,表明⑴T2未合成核糖体,“轻”核糖体却是后加放的。⑵T2翻译时是借用了细菌原来合成的核糖体,所以核糖体并无特异性,核糖体上结合的mRNA,其序列的特异性才是指导合成蛋白质的遗传信息,从而提出了mRNA作为“信使”的证据。因此他们将这种能把遗传信息从DNA传递到蛋白质上的物质称为“信使”。他们预言⑴这种“信使”应是一个多核苷酸;⑵②其平均分子量不小于5´105(假定密码比是3),足以携带一个基因的遗传信息;⑶它们至少是暂时连在核糖体上;⑷其碱基组成反映了DNA的序列;⑸它们能高速更新。Volkin和Astrachan发现高速更新的RNA似乎完全符合以上条件。Jacob和Monod将它定名为信使RNA(MessengerRNA)或mRNA。