在原核細胞中,核DNA在假核中復制和轉錄,質粒DNA在細胞質中復制和轉錄,在核糖體中翻譯。
1,DNA復制
DNA復制是指細胞分裂前的分裂期DNA雙鏈的復制過程。復制的結果是壹條雙鏈變成兩條完全相同的雙鏈(如果復制過程正常的話),每條雙鏈都和原來的雙鏈壹樣。這個過程是通過退卷復制和半保守復制機制成功完成的。
DNA復制主要包括三個階段:起始、延伸和終止。
DNA復制是生物遺傳的基礎,是所有生物中最基本的過程。這個過程被稱為半保守復制,其中第壹個雙鏈分子中的壹個被用作DNA復制的模板,以產生兩個相同的DNA分子。細胞水平的修正和糾錯機制可以保證DNA的拷貝被非常準確地復制。DNA復制發生在基因組的特定位置,即起點,DNA分子在此形成復制叉,開始復制。
DNA復制從初始序列開始是單向或雙向的。合成DNA雙螺旋的兩條鏈反向平行排列,其中壹條鏈的起始端與另壹條鏈的末端平行排列,每個復制叉只有壹條鏈引導新鏈從尾到尾以正確的方向合成。按照這個指導鏈,DNA復制繼續前進,合成復制叉。
DNA復制不能沿著滯後鏈進行,即從DNA鏈的起點到終點,直到復制了足夠長度的DNA分子,否則DNA復制不會沿著原型鏈繼續復制,DNA復制會從新合成的復制叉中分離出來。在復制的過程中,我們必須暫停,等待母體DNA的更多片段,而此時整個長度只是沿著從開始到結束的方向前進了壹小段距離。
DNA復制就是解旋和復制。原核生物壹般只有壹個復制起點,而真核生物有多個復制起點。
2.抄本
轉錄是指遺傳信息從基因(DNA)轉移到RNA上,在RNA聚合酶的作用下形成與DNA堿基序列互補的mRNA的過程。
作為蛋白質生物合成的第壹步,壹個基因在轉錄時會被讀取並復制成mRNA,即以特定的DNA片段為遺傳信息模板,以依賴DNA的RNA聚合酶為催化劑,通過堿基互補的原理合成前體mRNA。RNA聚合酶通過與壹系列組分形成動態復合物來完成轉錄起始、延伸和終止的過程。生成的mRNA攜帶密碼子,進入核糖體後可以實現蛋白質的合成。
轉錄只使用DNA的壹條鏈作為模板,選擇作為模板的單鏈稱為模板鏈,也稱為信息鏈;另壹種單鏈稱為非模板鏈,也稱為有義鏈。DNA上的轉錄區域被稱為轉錄單位。
3.翻譯
翻譯是蛋白質生物合成(基因表達的壹部分,也包括轉錄)過程中的第二步(轉錄是第壹步)。翻譯是根據遺傳密碼的中心法則,對成熟信使RNA分子(由DNA轉錄生成)中的“堿基排列順序”(核苷酸序列)進行解碼,生成相應的特定氨基酸序列的過程。但有許多轉錄的RNA,如轉運體RNA(tRNA)、核糖體RNA(rRNA)和小核RNA(snRNA),並不翻譯成氨基酸序列。
翻譯是中心原則中不可或缺的過程,在生物有機體的表現中起著不可或缺的作用。翻譯過程中需要的原料包括mRNA、tRNA、20種氨基酸、能量、酶和核糖體。
翻譯的過程大致可以分為三個階段:開始,延伸和終止。翻譯主要在細胞質中的核糖體中進行,氨基酸分子在氨酰-tRNA合成酶的催化下,與特定的轉運RNA結合,帶到核糖體上。生成的多肽鏈(即氨基酸鏈)需要正確折疊才能形成蛋白質,很多蛋白質翻譯後需要在內質網上進行翻譯後修飾才能具有真正的生物活性。