塑造生命的4大物理原理-电子书PDF/EPUB/MOBI/TXT

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作者: [美] 拉古维尔·帕塔萨拉蒂（Raghuveer Parthasarathy） 著
出版社: 浙江科学技术出版社
出品方: 湛庐文化
原作名: So Simple a Beginning
译者: 范克龙
出版年: 2024-4-1

基因：DNA与蛋白质的结合
我们称DNA为代码，但它是用来编码什么的代码呢？生物体可以产生众多蛋白质，目前我们已经对其中的几种蛋白质有了初步的了解和认识，但是是什么决定了生物体产生哪些蛋白质呢？这两个问题的答案是相同的，那就是基因，同时它也将生物信息的抽象概念与生物分子的物理性结合在了一起。基因的作用及局限性与DNA、蛋白质的物理特性及它们所处的环境有着千丝万缕的联系。对遗传疾病的讨论通常不会涉及将DNA弯曲或将分子填充到小空间中的范畴，但是，正如我们将看到的，这种内在的联系对于理解生命的运作方式很重要。自组装再次成为本章的核心，我们将要探讨DNA和蛋白质结合在一起以包装基因组的过程。当人体细胞应对大小、形状和无序的挑战来组织它们的DNA时，我们对可预测的随机性、尺度推绎和调节回路等其他主题的研究也将反映在对遗传物质的处理中。
什么是基因
我们已经看到，蛋白质是通过化学键“缝合”在一起的氨基酸序列。细胞DNA的核苷酸序列决定了每个氨基酸的序列。三个核苷酸组编码一个特定的氨基酸。例如，DNA序列TGG编码了一种色氨酸，即产生了一种疏水性氨基酸。CGT和CGC都指定带正电荷的氨基酸精氨酸。因此，TGGCGT序列表明色氨酸与精氨酸相连。然而，没有一种机器可以直接读取DNA代码并制造相应的蛋白质。一种被称为RNA的核糖核酸分子充当了中间体。
RNA，顾名思义，与DNA类似，也是由4个核苷酸单元随机组成的链，其中A、C和G与DNA中的相同，第4个U称作尿嘧啶，类似于DNA中的T，即胸腺嘧啶。一种称为RNA聚合酶的蛋白质机器与DNA的“启动子”序列结合，接下来像拉链上的滑块一样沿着双螺旋前进，从而将两条链分开，然后读取其中一条模板链的核苷酸序列，并构建一条单链RNA（见图3-1）。将信息从一种形式（DNA）复制到另一种形式（RNA）的过程称为转录，类似于将口语转录成文本或将手写笔记转录成计算机文本。

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