转录

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你做过饭吗?我是说真正煮熟，而不是把馅饼扔进烤面包机。如果你有，你知道这是一个相当混乱的过程，特别是如果你的厨师是一个白痴，就像我的朋友盖伦在这里。我这里有一本很贵的烹饪书。如果我把这个给他，他就是个白痴他会做任何东西，而不是我想让他做的东西。他很邋遢。他会坐在那里，把东西洒得到处都是。它可能会被毁。

相反，如果我只想做一个食谱，我应该做的是，我应该给他一份我感兴趣的食谱的复印件。那他至少还能看书。他能听从指示。如果他把这个弄坏了，如果他把油洒在上面，把它点着了，我不在乎，因为我的烹饪书还完好无损。

你的细胞在试图制造蛋白质时也会进行类似的过程。蛋白质合成的过程有时会产生自由基，以及其他有问题的化学反应。你不想要你的DNA，它有点像你的食谱，它是你构建和运行细胞的指令的唯一副本，你不想要它被破坏。所以，你要做的是复制你感兴趣的配方的RNA。然后，你可以把你感兴趣的基因的影印转录本，送到那些不能遵循指令的白痴核糖体那里。如果那个复印件，那个信使RNA转录物被破坏了，也不是什么大损失，因为你总能制造更多。

今天我要做的是，我要讲一下转录的过程。我将讲解它是如何开始的，以及参与转录的酶是如何知道它们应该在哪里复制的。然后我要讲RNA聚合酶，这种构建信使RNA的酶，它是如何继续构建RNA的。

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最后我将描述当整个过程停止时会发生什么，以及RNA是如何准备好被送出细胞的。

在我们深入讨论之前，我想先停一下确保你们理解为什么这个东西叫做转录?我很想把重点放在这一点上，因为转录是蛋白质合成的前半部分。蛋白质合成的后半部分称为翻译。我听说很多学生都变性了。他们不注意结尾部分。

那么让我们想想，什么是抄本?嗯，如果你曾经注意过的话，一份文字记录实际上是一份通常是说过的话的书面记录。例如，在法庭案件中，你有一个叫速记员的人，他要把法庭上任何人说的话都打下来。现在，人们所说的话的书面记录，是用同样的语言，只是略有不同的版本。因为你们知道英语口语和书面英语有一点不同。

例如，逗号;我在英语口语中很少使用逗号、句号、逗号或冒号等标点符号。转录也是一样。我们所做的是使用完全相同的语言。我们使用的是核酸语言，但我们试图复制DNA的一部分。我们将用一个稍微不同的版本来做，叫做RNA。它们都是核酸序列。我们要用RNA来复制一段DNA。我们正在做一份文字记录，一份一小部分的副本。

那么转录是如何开始的呢?让我们来看一看。

记住，每个基因都是一组关于如何构建蛋白质的指令。它的开头有一个叫做启动子的部分。启动子是什么?启动子是DNA的一部分有一系列的As, Ts, Cs和Gs酶会来，它会识别出这是一个基因的开始。

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启动子帮助吸引酶。那么酶和转录因子是如何帮助它的，它是如何知道这是一个启动子的呢?它有特定的序列。在许多启动子中一个常见的序列是TATA序列或者叫做TATA盒子。实际上是这个序列。这是RNA聚合酶的线索之一，这种分子或酶将构建我们DNA的转录本。这是它用来识别这是启动子的线索之一。

现在，为了帮助你理解这一点，想象一下我正试图从我的食谱中复印一个食谱。我怎么知道一个食谱是从哪里开始的?我一直翻，直到找到我感兴趣的食谱的标题。现在，我是怎么认出这就是我要找的食谱的标题的呢?注意到它的颜色和其他部分不同。

现在，你还记得基因是由As, Ts, Cs和Gs组成的序列，用来指导核糖体如何构建蛋白质。每个字母序列表示哪个氨基酸排在第一位，哪个氨基酸排在第二位，第三位，第四位，第五位，等等。那么，什么是食谱呢?这是一个指令序列，不是用a, T, C和G写的，而是用a到z写的，它们告诉厨师先加哪种食材，再加哪种食材，再加第二，第三，第四，等等。

再一次，RNA聚合酶将这个序列识别为启动子。我能认出任何彩色的字母序列都是菜谱的标题。启动子的细微差别，就像这个标题的细微差别，告诉我我在看的是哪个具体的配方。

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这样，我就可以读到这个食谱，然后说浓缩牛里脊。这和我读到的写着天使蛋糕的东西很不一样。所以一种蛋白质的启动子，会有细微的差异来表明它是哪种蛋白质，而不是另一种蛋白质。如果我想生成胰岛素或者肌凝蛋白之类的东西。

我说过，这种酶就是RNA聚合酶。所以它会落在DNA上。让我们来看看这个。这是启动子，这是实际的基因。所以启动子在基因本身之前。很多时候，他们会把它叫做up strand。这就意味着它在之前。这个紫色的小部分是RNA聚合酶。我没有把它画出来，因为它太复杂了，但是这里有很多辅助分子。这些都是因素。

记得在AP生物学中，在一般的科学中，当科学家们最初不知道分子是什么，他们甚至没有证据表明分子有多少，他们只是称它们为因子。稍后他们会给它们命名。有很多转录因子可以帮助识别这是一个特定基因的启动子。

假设我们想制造胰岛素。有一种针对胰岛素的启动子转录因子会在需要胰岛素的时候引导RNA聚合酶进入胰岛素的启动子。这也告诉它我们希望复制这两条链中的哪一条。我们是要复制红色的还是蓝色的?启动子会告诉你。就像我打开食谱书，它是倒过来的，看着标题哦，我把它倒过来了，现在它是正面朝上的。这就是我们开始抄写的方式。

现在RNA聚合酶被转录因子带到了启动子，它识别出了它想要开始复制的正确启动子。RNA聚合酶做了很多你在DNA复制中看到的工作。它几乎可以自己完成所有这些任务。它向前，打开了螺旋。我们来看一下。

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现在我们已经打开了螺旋结构，但我们只对复制DNA的一侧感兴趣。我们只对复制这条链感兴趣。现在发生的是，现在我们打开了它，我们可以有RNA核苷酸在细胞核内漂浮。它们开始按照我们之前见过的基本配对规则进行配对。如果我们在这里有一个A，通常，我们会写一个DNA t，但你要记住，RNA和DNA的区别之一，是DNA使用胸腺嘧啶。在它的位置上，RNA使用一种叫做尿嘧啶的嘧啶。这是一种叫做尿嘧啶的含氮碱，用来代替胸腺嘧啶。

你是怎么记得的?尿嘧啶被RNA使用?那你怎么缩写尿嘧啶?你将如何进一步缩短RNA ?只要想着U, R，正确，t，你就会成功。

所以我们有，有A的地方，我们就放一个RNA u。有G的地方，我们就放一个RNA C。有T的地方，我们就放一个RNA A。有C的地方，我们就放一个RNA G。这些RNA核苷酸开始着陆，这就是我们接下来要看到的。

RNA聚合酶将这些糖和磷酸盐连接在一起，沿着5'到3'的方向构建。现在我们开始沿着DNA运行我们正在构建DNA序列的绿色RNA副本。同样，它遵循了相同的基本Chargaff的基本配对规则。现在，RNA聚合酶碰到这里的叉。它能做什么?它一直在继续。当它打开更多的螺旋结构时，已经被复制了相当数量的RNA部分开始脱落。因为RNA和DNA的区别之一是，DNA在双螺旋结构中非常稳定，而RNA通常是单链结构。因为它的核糖中有额外的氧，如果我们有很长的双链RNA，它就会排斥自己。

所以我们制造的信使RNA，随着RNA聚合酶的继续，开始从DNA上脱落。先前被复制的DNA部分现在开始闭合。我们就是这么做的。

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这个过程一直持续到RNA聚合酶到达基因末端，然后就停止了。那么它怎么知道基因的末端是什么呢?发生的事情是，就像记住这里有启动子，这是一系列的As, Ts, Cs, Gs表明这是开始。它怎么知道哪里是尽头呢?我们有所谓的终止序列。这些是a, t, c, g的序列它们向RNA聚合酶表明你已经到达终点了。

现在，如果这是一个原核生物，当RNA聚合酶脱落时，因为它到达了终止序列。信使RNA漂浮起来，因为它已经完成了，在原核生物或细菌中我们可能已经有核糖体降落在上面并使我们的蛋白质遵循信使RNA的指令。但对于真核生物，像你们自己、植物或麝鼠这样的生物，情况要复杂得多。我们来看看会发生什么。

在RNA被允许离开细胞核之前，会发生很多事情。首先，记住，病毒使用RNA，其中一些像HIV，病毒使用RNA来控制你的细胞。所以当它们将RNA注入你的细胞质时，你体内的酶就会处于戒备状态，摧毁任何漂浮在你周围的随机RNA。

现在你想保护你的RNA不被切碎。所以在5'开头的末端，你放了一个修饰过的鸟嘌呤。这叫做5'帽。这就是我们在这里看到的。这是一个反向的鸟嘌呤。这就保护了酶。通常情况下，酶会出现，有点像吃豆人的类固醇。但它去了，失望地漂走了。

在另一端，我们放了一堆a。当我说一大堆a的时候，我指的是几百个。现在科学家们不喜欢说一大堆，所以他们称之为Poly a尾巴，因为这听起来更酷。

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为什么不让信使RNA的两端不受切酶的伤害呢?因为我们的切酶可以从这一端进攻。记住这个信使RNA会给出如何构建蛋白质的指令。如果我们回到一开始的类比，我谈到我们是如何为我们的白痴厨师复制食谱的，他到达了食谱的末端。他会坐在那里说，“哦，看食谱，”然后他会继续说下去。他还会继续做下去。如果你把这个食谱递给你的厨师，说我需要一些蛋糕。他开始说，好吧，他开始把你告诉他的东西加进去，好吧，我们有麻烦了。因为他会一直做蛋糕直到死。

比如说，如果我突然做了一件事，我至少会吓到你们中的一些人。现在，肾上腺素正从你的肾上腺分泌到你的身体里。它通过你的循环系统，在你的身体里泛滥。你们中的一些人甚至觉得用法语有点不自在，有点发抖。当肾上腺素开始冲击你的细胞时，它会穿过你的身体。

在你的肾上腺里，基因信号正在被激活。我们开始制造信使RNA来为蛋白质编码，这些蛋白质将为你刚刚倾倒入你体内的东西制造替代肾上腺素。你想让那部分RNA，那部分指令在你的身体里生成肾上腺素吗?你想因为多年前我吓了你一跳，就在餐厅里因为肾上腺素过量而抽搐吗?不。因此，如果我们回到我们的食谱类比，让我们继续，我们将在食谱上附加一个保险丝。我们要让它足够长，这样当我点燃保险丝时，保险丝大概需要10分钟左右的时间燃烧直到它碰到我们复印的食谱纸。

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所以白痴厨师会坐下来说，“好吧，我加了这些东西，”然后，哦，它就没了。所以他制造了足够的蛋白质或者我们想要的蛋糕，但是它被破坏了。所以这个poly-A尾巴得到了一些东西供我们的酶咀嚼，直到最后它们碰到真正的信使RNA用来构建我们的蛋白质。那就毁了它。这意味着我们摄入了足够的蛋白质，但又不过量。

现在你也会注意到，在这个和那个之间，少了一些东西。这是因为当细菌信使RNA直接进入细胞质中可以被转化时，我们的DNA在基因中有很多额外的干预区域。这些中间区域被称为内含子。信使RNA中实际要被表达的部分或表达区域，称为外显子。有一些酶可以识别内含子并把它们切掉。所以我们剪掉这些内含子，剪掉这些内含子，然后把剩下的外显子拼接在一起。这组酶被称为剪接体，字面意思是剪接体或物体。

为什么会有这些内含子?嗯，有很多原因。科学家们曾经完全困惑过，他们称之为“垃圾DNA”。但科学家们发现这些内含子实际上有一些重要的意义。有时候，这些内含子可能是病毒将它们的DNA添加到我们的DNA中留下的。希望突变已经发生，并使这种被称为前病毒的病毒失活。但是很多时候我们发现内含子可能参与了如何调节蛋白质，因此，有时你会拼接内含子，有时你不会。这就得到了一个信使RNA初级转录物。

假设我想保留这个内含子，但是去掉它。其他时候我会保留这个，去掉那个。第三次，我就把两个都除掉。

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这给了我三种可能的结果从一个原始的主要成绩单。有内含子的另一个原因是，如果我们回到DNA，记住这些代表As Cs Ts Gs的序列。外显子表示实际使用的As、Cs和Gs序列，而内含子则不是。如果你回到减数分裂，记得在减数分裂1，前期1，有一种叫做交叉的东西妈妈的DNA片段和爸爸的DNA片段交换。这些内含子到达可以破坏基因的地方，而不会真正破坏用于编码功能蛋白质的部分。它允许在后代中产生更多的蛋白质变异。

现在，这个拼接让我们回过头来用我们对厨师的比喻来结束。现在，你的食谱，不只是一本非常简单的基本食谱，比如原核生物或细菌的DNA，你的食谱充满了广告。如果你把食谱和广告直接复印出来，然后把它交给你的白痴厨师，他是我们的核糖体代表，他会说，“好，第一步加面粉。第二步，对你的房子再融资的兴趣"他会打电话给你，而你会负债累累。这不是在做蛋糕。

所以你把它们剪下来粘贴在一起。只是复印件中包含你希望他们遵循的食谱说明的部分。加上你的引信，你的poly-A尾部，在另一端加上一个5'帽，现在我们完成了转录后编辑。这就是转录。

让我们再过一遍，最后一次，确保你们都记下来了。所以转录就是制造单个基因的信使RNA副本，这样信使RNA副本就可以进入核糖体，它可以按照那里的指令自己制造蛋白质。

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它开始于启动子序列帮助识别，和转录因子一起，帮助RNA聚合酶识别基因的起始位置。RNA聚合酶打开DNA双螺旋结构，并开始按长序列添加RNA核苷酸，直到到达识别基因末端的终止序列。接下来，RNA副本离开。如果它是一个真核生物，它会经过一些编辑来添加5'帽和poly-A尾部也会去除所有的中间区域或内含子。然后进入核糖体，在那里我们可以开始翻译。

如果你能记住这一点，然后把我刚才说的吐出来，也许3到4句话，你的抄写论文就会比全国大多数人的分数都高。如果你想要最大限度地提高你的分数，我强烈建议你，大多数的作文问题都包括转录和翻译。所以我强烈建议你要么用你的教科书阅读翻译，要么看我的翻译视频，给自己一个好的坚实的分数。但除此之外，我很确定你会做得很好。