探索生命《生物學》83
Sleeping Beauty Fairy
Tales
1.
原核細胞生產的「訊息RNA/mRNA」與真核細胞的「訊息RNA/mRNA」不同。
2.
舉例來說，像細菌這種原核細胞，它從DNA模版轉錄出來的RNA已經是能執行工作的mRNA，意思是，核醣體可以直接使用這個mRNA去合成蛋白質。
3.
事實上，原核細胞的核醣體開始轉譯mRNA時，細胞正在將DNA資訊轉錄成RNA，因此這二個程序是同時進行的。
4.
在真核細胞，DNA轉錄的產物是沒有執行功能的mRNA，這種mRNA看起來比較像是一個前軀物。
5.
mRNA前軀物—初級RNA轉錄本，並不是可用的訊息體，它只是一個草稿，初級轉錄本必須用酵素大量地剪接編輯，然後才離開細胞核，動身前往核醣體。RNA初級轉錄本經常會被酵素裁切掉好幾塊大片區域。
6.
在細胞核內，酵素切除在初級RNA轉錄本RNA上的非編碼區域的序列，被切除的核甘酸序列稱為內插子introns，切除內插子後剩下來的編碼序列稱為外顯子exons，將外顯子銜接起來後完成能執行功能的mRNA。
7.
此外，RNA轉錄本的兩端還要再修飾，mRNA的前端戴上鳥糞嘌呤guanine組成的蓋子，尾端加上一條由100到250個腺嘌呤adenine核甘酸序列，形成多腺嘌呤尾poly-A tail。
8.
因此，最後移出細胞核，抵達核醣體的mRNA，跟一開始按照DNA模版製造出來的初級轉錄本，差異相當大。
9.
切割與黏接RNA的程序無法完全避免錯誤，有時候的確會因為內插子切除不恰當而發生突變。切除內插子是真核細胞的特徵。原核細胞的DNA沒有內插子，因此原核細胞以DNA為模版複製的RNA沒有必須移除的序列。
10.
自從1977年生物學家發現內插子以後，科學界一直有個疑惑，為什麼真核細胞有內插子，可是原核細胞沒有？
11.
因為原核細胞是先誕生的物種，真核細胞是從原核細胞演化而來的，因此一般認為內插子是真核細胞歷經演化的產物。
12.
但是有些證據顯示指出相反的事實，古代的原核生物可能有內插子，真核細胞繼承原核生物的內插子並保留下來，但是原核細胞失去了內插子。
13.
DNA如果沒有內插子，複製起來比較快，這對需要迅速繁殖的小型單細胞生物來說是有利因素。
14.
徐弘毅：生物在某個氣候環境下演化出來的基因，到了另一個時代變得不需要了，因此RNA在複製真核細胞的DNA時，用酵素切除多餘的部分。因此，內插子可視為是一種潛藏的基因，或者是備用基因，當外在環境變遷，生物體受到外界刺激後，可能會引發酵素作用改變，而沒有完全切除內插子，將過去隱藏的基因顯露出來，以產生較有競爭力的後代。
Pietre preziose dal III atto della
Bella Addormentata
蛋白質的每個胺基酸用三個密碼子寫成，轉譯就是解讀RNA上的基因訊息 In Translation, the Genetic Message Is
Read Out in Three-Letter Coding Units to Specify Each Amino Acid in a Protein
15.
當RNA聚合酶咬住DNA的啟動子，轉錄DNA的工作就開始了，RNA聚合酶在DNA初始序列的位置開始製作RNA副本，在終止訊號出現時停止工作。
16. 原核細胞從DNA轉錄資訊，製造出來的RNA，馬上就可以使用，但是真核細胞從DNA轉錄的RNA，必須再次剪接，移除內插子；經過這道手續製造出來的是訊息RNA/mRNA。
17.
接著，訊息mRNA從細胞核內的DNA，轉移到細胞核外的核醣體，訊息mRNA含有的鹼基序列，能夠合成特定種類、特定胜肽順序的胺基酸，這些胺基酸將組成基因密碼設定的蛋白質。
18. 訊息mRNA的核甘酸一開始是一小段引導序列leader，接著是尾隨序列trailer（RNA的尾隨序列就像一頁的上下空白處），訊息mRNA內容由核醣體進行解碼，這個過程稱為轉譯translation。
19.
轉譯translation過程，基因資訊從某一種分子轉譯成另一種分子，也就是從RNA的核甘酸序列，轉譯成蛋白質的胺基酸序列。想要瞭解轉譯的程序，首先必須要瞭解胺基酸資訊，是如何編碼成為mRNA的核甘酸序列。
20.
訊息mRNA上只有4種核醣核酸ribonucleotides（這4種RNA的核醣核酸等於DNA的4種去氧核醣核酸），這4種核醣核酸必須要能夠為至少20種不同的胺基酸編碼。
21.
現在有許多極具說服力的證據顯示，RNA序列上指揮合成胺基酸的密碼子codon是三個一組的核甘酸，稱為三聯碼triplet codon，每個胺基酸的密碼指令是三個一組的核甘酸。
22.
RNA的三聯碼triplet codon可組成64種不同的組合（43）。現在已經知道在這64種不同組合的三聯碼中，有3種組合是特定的胺基酸的指令。
23.
還有一種情況是，有許多三聯碼的意義一樣。舉例來說，三聯碼ACU、ACC、ACA和ACG都是指蘇氨酸/羥丁胺酸threonine。因此基因密碼存在同義詞，這種同義的密碼子稱為兼併性密碼degenerate code。
24.
1961年Francis Crick和Sydney Brenner發現基因密碼用三個字串去組成各種胺基酸指令，激勵科學界全力以赴地建立三聯碼的字典，想要確定每個三聯碼所指的是哪一種胺基酸，最後得到關鍵性的表格如下：
上述的三聯碼與胺基酸對照表適用於所有的有機體。
25.
換句話說，除了少數例外，同類型的訊息mRNA密碼組合一定會轉譯成同樣的胺基酸，這表示這世界上一切有機體的基因密碼都來自於同一個古老的祖先，它們應該都是從原始地球上最早的細胞演化而來的。
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翻譯編寫 Carol H. McFadden and William T. Keeton 《Biology》；圖片來源／Mun.ca.biology、Nature.com、Freewebs.com、Classes.midlandstech.edu
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