《核糖核酸和核糖体》：RNA合成蛋白质的重要角色

我们的故事讲到这里，只讲了DNA，还有一类核酸没有细讲；只是在第一章最后一部分中提过一句。 但是，这种核酸和DNA同样重要。 它就是核糖核酸，简称RNA。

遗传密码是怎样变成蛋白质的氨基酸序列的呢？ 这单靠DNA是不行的。 提纯的基因DNA，只是试管里的一滴无色透明的黏稠液体，像一切化合物的溶液一样，没有一丁点的生命迹象。 为了合成蛋白质，细胞需要一批功能蛋白质和功能核糖核酸，来执行翻译任务。 按照DNA的密码信息合成蛋白质，叫做“基因表达”。 这个名词我们将多次提到。

和蛋白质密码一样，RNA的遗传密码也是藏在DNA的碱基序列里，不过简单得多：就是跟RNA序列互补的DNA序列。 像蛋白质序列一样，也有类似起始码的调控序列，来控制RNA的基因表达。

RNA也是由碱基、糖和磷酸连成的核苷酸，依次连成的一条长链。但是，它和DNA很不一样。 它是一条单链，只是在同一条链上有些地方互补，因而缠绕起来变成局部的双链。 它的碱基也是4种，其中3种（腺嘌呤A、鸟嘌呤G、胞嘧啶C）跟DNA是一样的，但第四种不一样，叫尿嘧啶U。 它含有的糖分子也跟DNA不同，叫核糖，而不是脱氧核糖。 RNA的一个重要特点，就是能跟DNA的一条单链进行碱基配对，形成复合双链。 配对的规则，rA也配T（前面的小写r代表RNA的碱基）、rG也配C、rC也配G，但rU是配A。 这是RNA发挥功能的基础。 还有一个区别是， DNA只有一种，而RNA有好几种，各自在基因表达中担任不同的任务。其中重要的有转运RNA（又叫转移RNA，简写tRNA）和信使RNA（或叫信息RNA，简写mRNA）。 此外还有几种调控细胞功能的RNA，如微小RNA，就不讲了。

tRNA分子是由六十多个到九十多个核糖核苷酸连成的单链。 但是它的链上有好几处能自己跟自己配对，结果分子绞扭成像小学生用铁丝做的玩具手枪的样子（见下页图15）。 “手枪”的“枪口”（接受臂）可以跟特定的一种氨基酸结合。 “枪柄”的末端（反码臂）有3个核苷酸，正好和mRNA上该氨基酸的密码子互补。 一种氨基酸就有一种tRNA，专门负责跟这种氨基酸结合。 所以20种氨基酸就有20种tRNA。 tRNA的功能是在蛋白质合成的时候，把氨基酸安放到由遗传密码指定的位置上。(www.xing528.com)

把DNA基因上的遗传密码“拷贝”下来的是mRNA。 执行这个任务的功能蛋白质——“依赖DNA的RNA聚合酶”（后面还要讲）操控着把DNA上的密码转变为mRNA，其实就是严格按照要合成的蛋白质基因DNA的碱基序列来合成RNA，得到一条这样的mRNA，它含有和那个蛋白质基因的序列完全相同的RNA序列，叫“编码区”。 此外，mRNA在编码区两端还有两个不翻译但参与调控的区域，分别叫“5’非翻译区”和“3’非翻译区”。 这个合成mRNA的过程叫做“转录”。

图15 根据X射线晶体学研究画出的tRNA分子模型

转录完成后，mRNA就被从细胞核运送到细胞质里，蛋白质的多肽链就在这里合成。 细胞质里漂浮着很多由几十种蛋白质和两三种RNA构成的球形的东西。 这些“小球”总是两个两个地凑在一起，一个大些（叫大亚基），一个小些（叫小亚基）。 它们叫做“核糖体”。 核糖体是合成多肽链的“工厂”。