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热心网友 时间:2天前
遗传学的过程涉及DNA通过信使RNA(mRNA)编码蛋白质,这个过程被分为转录和翻译两个步骤。DNA的基因序列通过RNA作为信息的中介,生成特定蛋白质的氨基酸序列。转录是第一步,将DNA序列转化为互补的RNA分子,而翻译则是将RNA上的信息转换为氨基酸序列,形成蛋白质。遗传密码体现在每个核苷酸三联体编码一个氨基酸,这一过程具有单向性,从DNA到蛋白质,反之则不然。
蛋白质的三维结构取决于其氨基酸序列,其功能与结构密切相关。例如,血红蛋白在携氧和脱氧状态下的结构变化,说明了结构变化对功能的直接影响。并非所有转录的RNA都会被翻译成蛋白质,非编码RNA如核糖体RNA和转运RNA也有重要作用。基因突变,如镰刀型细胞贫血症,由于单个核苷酸变化导致蛋白质结构变化,进而影响其功能和生物体的健康。
环境因素在某些遗传疾病中也起着关键作用,如苯丙酮尿症,突变影响了苯丙氨酸的代谢。暹罗猫的温度敏感型突变表明,虽然基因决定了基本特性,但环境也影响了生物体的表现型。基因表达在多细胞生物中表现出巨大差异,细胞通过复杂的相互作用和基因调控来实现其特定功能,转录因子如色氨酸操纵子在调控基因活性中扮演重要角色。
染色质的修饰和遗传稳定性在真核生物中至关重要,这些附加性的DNA特征在细胞分裂时得以传递,确保了不同细胞类型在相同环境中的独特性。虽然这些特性在发育过程中可以改变,但某些情况下,如副突变,可以稳定遗传数代,是对遗传规律的特殊例外。
遗传学研究生物起源、进化与发育的基因和基因组结构、功能与演变及其规律,经历了孟德尔经典遗传学、分子遗传学而进入了系统遗传学研究时期。