11: 微生物遗传学的机制
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- 200106
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- 11.1: 什么是基因？
- 基因由在转录过程中被 “读取” 或转录以产生 RNA 分子的 DNA 组成。 一种主要的RNA分子，称为信使RNA（mRNA），它为核糖体提供了信息，以在称为翻译的过程中催化蛋白质合成。 转录和翻译过程统称为基因表达。
- 11.2: DNA 复制
- DNA 复制过程是半保守的，它会产生两个 DNA 分子，每个分子都有一条 DNA 亲本链和一条新合成的链。 在细菌中，复制的开始始于复制的起源，其中超线圈的DNA由DNA回旋酶解开，由解旋酶单链，并通过单链结合蛋白结合以维持其单链状态。
- 11.3: RNA 转录
- 在转录过程中，一个或多个基因的DNA序列中编码的信息被转录成一条RNA链，也称为RNA转录本。 由此产生的单链 RNA 分子由含有腺嘌呤、胞嘧啶、鸟嘌呤和尿嘧啶碱基的核糖核苷酸组成，充当原始 DNA 序列的移动分子拷贝。 原核生物和真核生物中的转录需要 DNA 双螺旋在 RNA 合成区域部分解开。
- 11.4：蛋白质合成（翻译）
- 蛋白质的合成比任何其他代谢过程消耗更多的细胞能量。 反过来，蛋白质占活生物体中任何其他大分子的质量都要大。 它们几乎发挥细胞的所有功能，既是功能元素（例如酶）又是结构元素。 翻译或蛋白质合成过程是基因表达的第二部分，涉及核糖体将 mRNA 信息解码为多肽产物。
- 11.5: 突变
- 突变是生物体DNA序列中可遗传的变化。 由此产生的生物称为突变体，与野生型相比，其表型可能有明显的变化，野生型是自然界中最常观察到的表型。 DNA序列的变化通过转录赋予mRNA，并可能导致翻译时蛋白质中氨基酸序列的改变。
- 11.6：无性原核生物如何实现遗传多样性
- 以无性为主的繁殖模式的生物如何创造遗传多样性？ 在原核生物中，水平基因转移（HGT）是引入遗传多样性的重要途径，即在同一代内将遗传物质从一个生物体引入另一个生物体。 HGT 甚至允许远距离相关的物种共享基因，从而影响其表型。
- 11.7：基因调控——操纵子理论
- 基因组DNA既包含结构基因，前者对充当细胞结构或酶的产物进行编码，也包含调控基因，后者编码调节基因表达的产物。 基因的表达是一个高度调节的过程。 尽管调节多细胞生物中的基因表达允许细胞分化，但在原核生物等单细胞生物中，它可以确保细胞的资源不会被浪费在制造细胞当时不需要的蛋白质上。
缩略图：DNA 双螺旋。 （公共领域；apers0n）。