賈凱

摘 要：蛋白質(zhì)合成是指將生物的遺傳信息DNA轉(zhuǎn)錄成mRNA，進(jìn)而合成相應(yīng)的蛋白質(zhì)，這個(gè)過(guò)程也稱為翻譯，即把mRNA分子上的堿基排列順序轉(zhuǎn)變成蛋白質(zhì)分子上的氨基酸排列順序。蛋白質(zhì)合成是基因表達(dá)的第二個(gè)步驟，因此基因在這個(gè)過(guò)程中起著非常重要的作用。闡述了基因的涵義和蛋白質(zhì)的合成過(guò)程，對(duì)這個(gè)過(guò)程中基因的作用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：基因；蛋白質(zhì)合成；高中生物

基因是控制生物性狀的基本單位。基因表達(dá)過(guò)程是將遺傳信息轉(zhuǎn)錄到mRNA上再翻譯成蛋白質(zhì)。在翻譯過(guò)程中，tRNA與特定氨基酸結(jié)合，在核糖體處生成蛋白質(zhì)。在整個(gè)蛋白質(zhì)合成過(guò)程中基因是基礎(chǔ)也起著重要的控制作用，一旦基因變異或者受損，就可能出現(xiàn)不能合成蛋白質(zhì)或者合成錯(cuò)誤蛋白質(zhì)的情況，將會(huì)造成十分嚴(yán)重的后果。

一、基因的涵義

基因是帶有遺傳信息的DNA片段，可以分為結(jié)構(gòu)基因和非結(jié)構(gòu)基因。結(jié)構(gòu)基因是基因中編碼RNA或蛋白質(zhì)的堿基序列；非結(jié)構(gòu)基因是結(jié)構(gòu)基因兩側(cè)的一段不編碼的DNA片段，主要參與基因表達(dá)的調(diào)控。

二、基因的特點(diǎn)

第一，基因能準(zhǔn)確復(fù)制，以保持生物的基本特征，它的主要復(fù)制機(jī)制是半保留復(fù)制。在蛋白質(zhì)合成過(guò)程中必須要保證的是基因的準(zhǔn)確復(fù)制，只有這樣才能準(zhǔn)確轉(zhuǎn)錄、準(zhǔn)確翻譯，最終生成正確的蛋白質(zhì)。

第二，在繁衍后代過(guò)程中基因能夠發(fā)生突變和變異，但是在正常條件下的基因變異一般不會(huì)對(duì)人體造成傷害，只在特定的環(huán)境或者條件下，比如遭受外界刺激，才會(huì)造成不利變異，致人患病[1]。

三、基因的應(yīng)用

第一，生產(chǎn)領(lǐng)域?，F(xiàn)在我們利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)生產(chǎn)出很多轉(zhuǎn)基因食品，為作物改良提供了新方法，但也帶來(lái)一些潛在風(fēng)險(xiǎn)，但是我們對(duì)基因本身進(jìn)行精確的評(píng)估可以有效規(guī)避這些風(fēng)險(xiǎn)。

第二，醫(yī)療領(lǐng)域。有些人患有遺傳病，而大部分遺傳病都是由基因的突變或受損造成的，因此，科學(xué)家們一直在嘗試用基因療法進(jìn)行治療，比如基因槍技術(shù)。

四、蛋白質(zhì)合成過(guò)程

就蛋白質(zhì)合成來(lái)說(shuō)，真核生物和原核生物之間存在很大差別，真核生物比原核生物要復(fù)雜得多。蛋白質(zhì)合成大致可以分為五個(gè)階段，分別為氨基酸的活化、多肽鏈合成的起始、肽鏈的延長(zhǎng)、肽鏈的終止和釋放以及蛋白質(zhì)合成后的加工修飾。

五、蛋白質(zhì)合成的模板

蛋白質(zhì)的翻譯主要依靠遺傳密碼，遺傳密碼以每三個(gè)相鄰的核苷酸為一組，這三個(gè)核苷酸也被稱為密碼子。

遺傳密碼的特點(diǎn)包括：第一，方向性。在mRNA的排列順序中密碼子以及組成密碼子的各堿基都具有方向性，翻譯的方向只能是從5′端到3′端。第二，連續(xù)性。各個(gè)密碼子和密碼子的堿基都是連續(xù)排列的，密碼子和密碼子的堿基之間沒(méi)有間隔，每個(gè)堿基只讀一次，不重復(fù)讀。第三，簡(jiǎn)并性。每個(gè)氨基酸都有二到六個(gè)密碼子作為其編碼，但每個(gè)密碼子只對(duì)應(yīng)一個(gè)氨基酸，或者對(duì)應(yīng)終止氨基酸[2]。

六、基因在蛋白質(zhì)合成中的作用

基因中脫氧核苷酸的排列順序決定了信使RNA中核糖核苷酸或者密碼子的排列順序，進(jìn)而決定了氨基酸的排列順序，最終決定了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。對(duì)高中生物的教學(xué)來(lái)說(shuō)，我們主要是在學(xué)生了解基因的涵義以及DNA作為遺傳信息發(fā)揮作用之后，使學(xué)生能夠更好地掌握基因傳遞遺傳信息和表達(dá)遺傳信息的方式。要探究基因在蛋白質(zhì)合成中的作用，我們可以引入RNA作為對(duì)比。DNA為雙螺旋結(jié)構(gòu)，RNA為單鏈結(jié)構(gòu)；DNA是由脫氧核苷酸組成的，RNA是由核糖核苷酸組成的；DNA的五碳糖一般為脫氧核糖，RNA的五碳糖一般為核糖等。

在蛋白質(zhì)合成過(guò)程中，基因主要發(fā)揮調(diào)控作用。基因調(diào)控主要包括三方面：DNA修飾水平、RNA轉(zhuǎn)錄的調(diào)控、mRNA翻譯過(guò)程的控制；基因調(diào)控微生物的代謝方式以適應(yīng)環(huán)境的變化；基因調(diào)控多細(xì)胞生物的細(xì)胞分化、形態(tài)發(fā)生和個(gè)體發(fā)育。對(duì)于不同的生物來(lái)說(shuō)，DNA控制的性狀不同，但是DNA的數(shù)量往往是一定的，所以這就要求一個(gè)DNA分子可以控制多種性狀，這就促使DNA分子中要?jiǎng)澐殖刹煌膮^(qū)段，每個(gè)區(qū)段控制不同的性狀。所以，基因?qū)NA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄成mRNA、翻譯成蛋白質(zhì)都有一定的調(diào)控作用。

此外，蛋白質(zhì)的合成過(guò)程除了受基因調(diào)控外還受性別、激素、細(xì)胞周期、生長(zhǎng)發(fā)育、健康狀況和外界環(huán)境等條件的影響。由于原核生物的mRNA壽命較短，所以原核生物的蛋白質(zhì)合成速度主要取決于轉(zhuǎn)錄的速度。

基因在這個(gè)過(guò)程中起著非常重要的作用。本文闡述了基因的涵義和蛋白質(zhì)合成的過(guò)程，對(duì)這個(gè)過(guò)程中基因的作用進(jìn)行了分析。綜上所述，基因能夠控制生物的性狀，能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成，而生物的性狀又是靠蛋白質(zhì)體現(xiàn)出來(lái)的，所以我們可以看出基因?qū)φ麄€(gè)蛋白質(zhì)的合成過(guò)程都具有控制作用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)基因的表達(dá)。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉朝進(jìn).概念辨析在“基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成”復(fù)習(xí)課中的應(yīng)用[J].生物學(xué)教學(xué)，2015，40（10）：11-13.

[2]劉瑞錦.“問(wèn)題式導(dǎo)學(xué)”教學(xué)法的應(yīng)用實(shí)例分析：高中生物《基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成》教學(xué)設(shè)計(jì)分析[J].教育，2016，8（12）：161.