基因、染色體、蛋白質、DNA,RNA 之間的關係是什麼?
生物小白一個,請問一下上述幾種之間的關係如何,比如基因和染色體的關係,基因和蛋白質的關係如何,之間有沒有一對多或者一對一的關係,有沒有層級關係,比如基因是否是蛋白質的一種。
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我來賣個萌。
這是我的生物觀...
花了點時間mspaint 畫滴。
第一張
第二張
施工完畢。
哈哈哈,我也知道一點點,談談。
首先讓我們先搞清楚他們的的具體含義:
DNA就是脫氧核糖核酸(英語:Deoxyribonucleic acid,縮寫為DNA)由含氮的鹼基+脫氧核糖+磷酸組成。因為核糖和磷酸都一樣而鹼基又可以分為四種(腺嘌呤A,鳥嘌呤G,胸腺嘧啶T,胞嘧啶C),所以脫氧核糖核苷酸就可以分為四種(按照鹼基的不同來分)同時在書寫過程中可以用這鹼基的簡寫代替。
RNA就是核糖核酸(RiboNucleic Acid )由含氮的鹼基+核糖+磷酸組成,而組成脫氧核糖核酸的鹼基是:腺嘌呤A,鳥嘌呤G,尿嘧啶U,胞嘧啶C。同樣,也按照鹼基的不同把脫氧核糖核酸分為四種,在書寫過程中也可以由著四種鹼基的簡寫代替。
蛋白質就是蛋白質了,由氨基酸構成的生物大分子。
基因:是遺傳的基本單元,是產生一條多肽鏈或功能RNA所必需的DNA片段。可以簡單理解為好長一段DNA鏈中比較特殊某段。
染色體:細胞內具有遺傳性質的遺傳物質深度壓縮形成的聚合體,易被鹼性染料染成深色,所以叫染色體。
好現在開始說明他們的關係:
先按包含關係往下講,染色體是由DNA和蛋白質構成的(見下圖)
首先是DNA分子相互連接形成DNA雙鏈,然後雙鏈中繼續螺旋形成高級結構,在形成高級結構時有蛋白質(組蛋白)的參入,染色體是基因的載體。
還有個東西叫染色質,其實就是染色體不過是在不同的細胞周期不同的叫法罷了,就像你回到家的時候家裡人叫你乳名,在學校時大家叫你官名一樣。
那麼RNA呢?從漢語名稱來看,都應該知道,脫氧之後就變成了DNA。但是,RNA和DNA在組成上的主要差別是:①RNA的糖分子是核糖,DNA的是脫氧核糖,②四種鹼基中有一種不同。
所以讓我們來總結一下他們的物質關係:染色體包含DNA,蛋白質(組分包含關係),基因(區域包含關係);DNA包含基因;蛋白質,DNA,RNA互不包含,各為一體。
不知道我的回答是不是對樓主有所幫助。
若要談及他們的功能區別,那可是生命研究領域的大課題。
再說兩句閑話,我覺得一上來就談中心法則的人似乎沒有仔細思考,首先沒有認真讀題主的問題:題主需要解答的是他們之間的物質關係,並不是功能關係,而中心法則主要講的就是蛋白質,DNA,RNA之間的功能關係;其次,題主已經聲明自己是生物小白,給題主直接拋個中心法則就完事略顯態度不認真。
首次答題,真心好緊張!
讓我想起了一個溫馨小故事:
有個mRNA,覺得自己很孤單,就拉個核糖體過來翻譯個蛋白給自己作伴,翻譯好之後對蛋白說:「你好,我是你的模板。」蛋白說:「你好,我是RNA水解酶。」mRNA沉默了一下,說:「沒關係,反正我本來也活不了多久.你就陪陪我吧。」蛋白說:「好」。於是兩個人就手拉手默默地站在一起。過了一會兒蛋白忽然說:「其實我現在還不是RNA水解酶。」mRNA:「嗯。」蛋白:「我現在只是多肽。」mRNA笑了。蛋白:「可是我很快就會變成真的RNA水解酶了。」mRNA:「沒有關係。我總是要死的。」於是蛋白依舊和mRNA靠在一起,他慢慢地轉圈,摺疊,開始修飾自己。他越來越像真的RNA水解酶,而mRNA慢慢地開始降解。蛋白說:「我走吧,離開了我你也許能活得久一些呢。」mRNA說:「你別走。我有些話要和你說。」mRNA說,你知道么,我也有過一個模板,他叫DNA。蛋白說:「他現在在哪裡呢?」mRNA說:「他的啟動子關閉了。他睡著了。」蛋白問:「是誰把他的啟動子關掉的呢?他還會醒過來嗎?」mRNA說:「是我把他關掉的。」然後他又笑笑:「但是他還會醒的,我一消失,他就又會醒來了。」
mRNA說:「我記得我剛被轉錄出來的時候,DNA對我說,你好,我是你的模板。我說你好,我是mRNA。他笑著說很高興見到你,然後就慢慢睡著了。」蛋白沒有說話。「我很想念他。」mRNA的聲音越來越虛弱,「我馬上就要消失了。如果他醒過來,如果你碰到他,請替我再和他說一句你好吧。」然後mRNA就被降解掉了。
============================================DNA慢慢醒了過來,看到旁邊站著一個蛋白正小心翼翼地看著他。蛋白看DNA醒了,說:「你好,我是RNA水解酶。」DNA說:「你好,我是DNA。」蛋白:「你好。」蛋白:「第二句你好,是mRNA讓我對你說的。」DNA想起來,他上次睡覺之前,轉錄了一個mRNA,可是就說了一句話,自己就睡著了。DNA:「mRNA他在哪裡?」蛋白答非所問:「他說他很想念你。」DNA笑了:「我也很想念他。」蛋白:「他已經被降解了。」蛋白:「有時候我卻羨慕他。」DNA:「為什麼?」蛋白看看DNA,說:「因為你在想念他啊。」蛋白說完,忽然覺得濕濕的。原來是自己哭了。哭著哭著,蛋白就水解了。(=
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=======================================DNA終於又轉錄了一個mRNA。DNA說:「你好,我是你的模板。」mRNA說:「你好,我是mRNA。」DNA仔細地看著mRNA:「你和他,真是一模一樣。」mRNA:「誰?」DNA:「我上一次轉錄的mRNA。」停了停,又說:「你們明明是一樣的,為什麼我還在想念他呢?」說完,DNA慢慢合上了眼睛(…)。如果相遇的盡頭註定是錯過,是不是,還是做一個內含子好一些呢?
能問出這個問題,應該只是高中生的水平,樓上一大片專業辭彙加專業英語對於高中生而言理解稍有難度,我試試更直白的說法。
在高中生物里我們提到和遺傳有關的物質有染色體,染色質,基因,dna。學習的順序是我們先學染色質和染色體的成分和功能,然後再學習染色體在減數分裂過程中的行為而引出孟德爾的兩大遺傳規律,再討論了基因在染色體上,之後再學dna是主要遺傳物質,最後再說基因就是有遺傳效應的dna片段。那麼在這個過程里學習時間分布在兩個學期,所以混亂是正常的。
首先我們要明確這幾種物質的關鍵點是dna,中文名是脫氧核糖核酸,這是一種大分子物質,只要具備細胞結構的生物的遺傳物質都是這個。dna是由多個小分子的基本單位——脫氧核苷酸組成。脫氧核苷酸由三部分組成,即五碳糖(脫氧核糖)、磷酸基團、含氮鹼基。含氮鹼基有四種A腺嘌呤、G鳥嘌呤、C胞嘧啶、T胸腺嘧啶。所以脫氧核苷酸因為連的鹼基不同也分為四種。這四種脫氧核苷酸以磷酸二酯鍵相連,形成脫氧核苷酸長鏈,兩條長鏈反向平行以磷酸基團和五碳糖交替連接在外側構成dna的基本骨架,內側鹼基按鹼基互補配對原則(A—T C—G)以氫鍵連接形成鹼基對。不同數量不同排列順序的鹼基對就帶有了豐富的遺傳信息了。
一個dna分子可以分為很多片段,有些片段可以指導合成相應的蛋白質並且把所攜帶的遺傳信息傳遞下去,這種片段我們稱為具有遺傳效應。這種具有遺傳效應的dna片段就是基因啦!一個dna上是可以具有多個基因的。
Dna分子在真核生物中並不是裸露存在的,它會與組蛋白糾纏扭曲在一起形成絲狀物,這就是染色質,因為可以很容易被鹼性染料染色所以這樣叫它。在細胞分裂的過程中,染色質會高度螺旋化形成又短又粗的染色體。他們兩是同一物質在不同時期的兩種形態。
總結:基因是有遺傳效應的dna片段,dna和蛋白質扭纏一起形成染色體,也就是說,染色體是基因在前後代傳遞的載體!
最近有兩件事情特別火,一件是崔永元跟復旦大學生命科學院教授盧大儒激辯「黃金大米到底轉了幾個基因」,另一件是美國好萊塢影星安吉麗娜朱莉由於遺傳了母親的癌症易感基因,為了預防癌症的發生而切除了卵巢和輸卵管。這兩件熱門事件中都涉及一個概念--基因。那麼什麼是基因呢?
在人民教育出版社八年級下冊的生物學教科書上,是這樣寫的:基因在細胞里存在於遺傳物質—DNA分子上。DNA分子主要存在於細胞核中,是長長的鏈狀結構,外形很像一個螺旋狀的梯子。組成DNA的,是鹼基和一些別的東西。鹼基通常是成對出現的--A總是配T,C總是配G,一組配對就是一個鹼基對(圖1)。
DNA分子含有許多有遺傳功能的片段,其中不同的片段含有不同的遺傳信息,分別控制不同的性狀。例如,有的片段決定你是什麼血型,有的片段決定你的眼睛是單眼皮還是雙眼皮的,有的片段決定虹膜是黑色的還是褐色的等等。這些片段就是基因。所以說,基因是有遺傳效應的DNA片段。
細胞核內的DNA分子和他們所攜帶的基因大多規律地集中在染色體(chromosome)上(圖2)。如果將正在分裂的細胞用鹼性染料染色,再放在顯微鏡下觀察,你會發現細胞核有許多被染成深色的物質(圖3),這些物質就是染色體。染色體主要是由DNA分子和蛋白質分子構成的(圖4),而且每一種生物細胞內染色體的形態和數目都是一定的,比如說人類有23對共46條染色體(圖5、圖6)。一般情況下,在生物的體細胞中,染色體是成對存在的,如人的體細胞中染色體為23對(圖6)。DNA分子是成對存在的,基因也是成對存在的,分別位於成對的染色體上,如人的體細胞中23對染色體就包含著46個DNA分子,含有數萬對基因,決定著人體可遺傳的性狀。
從題主的描述「比如基因是蛋白質的一種」來看,等於零基礎。
要探討「基因、染色體、蛋白質、DNA、RNA之間的關係是什麼」這個問題,不是一兩句話,一篇論文能說明的,他們之間的關係涵蓋了生物學的多個領域,生物化學、分子生物學、遺傳學……所以我就不說「中心法則」之類的了。
打個比方簡單說說他們之間的關係(部分生物存在特例,描述非絕對嚴謹),反正你們喜歡看故事,想真正了解還是看書吧:
一個生命所有的遺傳信息可以看成是一本「書」,我們暫且稱為「生命之書」。可以說這本書記載了你的全部信息,這本書的奧秘至今也沒人能夠參透。依據這本書的內容,可以製造出來一個生命。
這本生命之書用的什麼語言寫的呢?——DNA(脫氧核糖核苷酸)。這門「語言」沒英語那麼複雜,就4個字母:A、C、G、T。這些單詞或者字母經過排列組合成了一句話。這一句話我們稱為基因。這句話則可能說明了如何製造一個蛋白質,也可能說明了什麼時候生產這個蛋白質等等。成百上千句的這些話組成了這本書的一個章節,我們稱為染色體。有的書只有一章,有的長篇巨著有很多章,像「人」這本書就有46個章節。
細胞好比生命體中的一個小工廠,生命之書是他們的產品說明書。這時候出問題了,工廠中的「工程師們」看不懂用DNA寫的話,那麼我們需要用另一種語言將這段基因翻譯出來,既RNA(核糖核苷酸)。RNA這門「語言」也就4個字母,A、C、G、U。翻譯後的這段話,每3個字母組成一個單詞,如AAA,GUG,CGG等等,所以總共有64個單詞。這64個單詞中有61個分別表示了20中不同的氨基酸,剩下的三個單詞:UAA、UAG和UGA是一句話的「句號」。
蛋白質是什麼,是一個基因的表達產物。蛋白質可以看作是生命之書製造出來的一個「產品」,這個產品有多個零件組成,這些零件則是氨基酸。細胞中的工程師們將氨基酸零件依據生命之書中單詞的順序組裝起來,加工後就得到了蛋白質。不同的蛋白質在生命體中發揮著不同的功能,例如生命之書的印刷、編纂工作,重新組成一個個的小工廠等等。
無數的小工廠生產著不同的產品,投入到生命的運行當中。———————————————————————————————————————————
從專業方面補充問題
1、有些病毒的遺傳物質是RNA,沒有DNA,但它們自身不能生產蛋白質;
2、不同的基因可以表達同一種蛋白質,不同的蛋白質絕對是不同的基因表達出來的;
3、染色體由DNA和蛋白質組成;
用最通俗的話來講一下。提醒,可能毀三觀。
首先要明白什麼是蛋白質和核酸,這倆不是一種東西。這兩種東西都是大分子聚合物,比分子大,比細胞小。肌肉是一種蛋白質,脂肪是一種酸。核酸是細胞核里的一種酸或更下流的比喻就是一團肥肉。這樣就明白了吧。就是這樣一個關係,兩種並存,關聯,共同構成生物體的物質。
蛋白質的基本成分是氨基酸分子。只有20種,但蛋白質有好多好多種,20的排列組合是多少?不用算了可以重複的。核酸有兩種,dna是脫氧核糖核酸,rna是核糖核酸。dna少了一個氧原子(實際是一個羥基,OH),總之是差不多的東西執行不同的功能。
Dna是核酸,脫氧核糖核酸。染色體是由dna和蛋白質構成的。
所以可以想像,dna就是一串串的肥肉,構成梯子橫條,旁邊用肌肉串聯加固構成梯子腿。肥肉有四種,豬牛羊雞,即atgc四種鹼基,兩兩配對構成一個梯子條,所以dna有排列順序。
在人體中脂肪是儲存能量的,肌肉是做功的,這裡也類似。肥肉,即dna用來儲存遺傳信息。一串肥肉,比如幾個梯子條,嗯,dna片段,根據特定的肥肉種類和排列順序,可能代表一些固定的遺傳信息。這些就叫基因。所以基因不是蛋白質,肥肉練不成肌肉。
在複製過程中,梯子縱向拆開,變成兩根棍上穿著肥肉,可以烤串啦。這時rna爬過來,把氨基酸根據肥肉的順序組裝起來組成蛋白質,蛋白質再去幹活。這樣複製的蛋白質就有原來的遺傳信息。dna比較穩定,用來儲存信息,rna比較靈活,用來幫助複製信息或控制基因開關等。具體的過程其他答案已答。更深入的還有核苷酸,鹼基,氫鍵,mRNA, rRNA, tRNA, miRNA等等,可以進一步了解。
有用點贊啊!你要還不明白,就烤串去吧。不對請指正。來個最通俗易懂的吧。
比如你想攢一輛山地自行車,買了一堆零件,但不知道怎麼組裝。
於是你到圖書館,想找一本關於組裝山地車的書。你家當地的圖書館有一處總書庫,和幾處分書庫,你去的是總書庫。這座總書庫,就是染色體。
你在書庫中找到了一本書,這本書是關於自行車組裝的,其中第50頁到第52頁是關於山地車組裝的。你只需要看這三頁就能獲得組裝這部車的全部信息。這三頁書,就是基因。
這本書是用英文寫的,英文有二十六個字母。這本書里的英文字母,就是DNA。
圖書館有規定,所有圖書不許外借,你需要把你要用的文字抄下來。抄寫的行為,叫轉錄。
你把這三頁內容抄下來,用的是手寫體(書里的是印刷體),個別字母寫法跟原先不同,但信息是一致的。你抄的這份東西,叫mRNA。
你把你抄的東西拿回家,把山地車零件與你抄的說明書里所寫對應上,這叫翻譯。組裝自行車時,這個過程由你來完成,組裝蛋白質時,這個過程由核糖體和tRNA來完成。
然後你把車子組裝起來,完成後的山地車,就是蛋白質。它就能發揮它的作用了。
當然了,這個過程中的實際情況,要比我說的複雜得多,有些步驟我也省略掉了。不過對於這些名詞的比喻,我認為還算是恰當的。
可以參考中心法則。染色體是由染色質高度摺疊形成的,主要由核酸(DNA脫氧核糖核酸)和蛋白質構成。基因是線性排列在染色體上的由一個一個鹼基組成的一段DNA序列。它可以編碼蛋白質,但是不是所有的基因都會表達。基因表達產生蛋白質會經過轉錄和翻譯兩步。轉錄產生RNA,RNA會經過修飾剪切形成成熟的mRNA及信使核糖核酸,隨後mRNA在核糖體中經過tRNA的輔助產生氨基酸序列,氨基酸序列經過一系列的加工摺疊形成蛋白質。當然RNA也可以逆轉錄形成DNA。總之,這是一套複雜精密的系統。生命的神奇魅力遠遠大於我們所了解的。
打個比方,染色體相當於CD光碟,DNA相當於刻錄在上面的文章,基因是組成文章的句子,脫氧核苷酸是構成句子的片語,DNA上基因之間的間隔區代表標點符號。
首先,基因是有遺傳效應的DNA片段(病毒基因可以為RNA,感謝知友@夏小坤提醒),在染色體上呈線性排列.
其次,染色體是基因的載體.
而基因的表達是通過DNA控制蛋白質的合成來實現的.
DNA分子的脫氧核苷酸的排列順序決定了信使RNA(某種RNA)中核糖核苷酸的排列順序,信使RNA中核糖核苷酸的排列順序又決定了氨基酸的排列順序,氨基酸的排列順序最終決定了蛋白質的結構和功能的特異性,從而使生物體表現出各種遺傳特性.
最終關係:
DNA是遺傳物質。有某些病毒的遺傳物質是RNA。
DNA轉錄產物為RNA,RNA翻譯產物為蛋白質。
染色體是由DNA和蛋白質組成的,在你的細胞核里。
基因是某段DNA片段。
這是比較簡單明了的回答了。
(看到這個問題,簡單到我都不好意思回答了,但是想想,好不容易遇到個我能答的問題,還是厚著臉皮答一下吧!)
基因是DNA的有效片段,DNA和蛋白質形成染色體。
DNA轉錄成信使RNA,轉運RNA運來氨基酸(翻譯),然後核糖體合成肽鏈,在經過加工就成了蛋白質。DNA序列+組蛋白(主要是這兩種)形成了染色質(染色質高度摺疊壓縮變成染色體),在這些DNA序列中,有一些可以對你產生影響,叫做基因,當然,有很多病毒是以RNA序列做基因的(這麼說不嚴謹,但為了容易理解,就這麼說吧),比如HIV
打個比方,你有一打圖紙(染色體),有些是可以蓋成大樓或者給大樓裝修的(基因),可以是紙質的(DNA),也可以是電子版的(RNA),工人(核糖體)看不懂圖紙,需要一個小工頭(mRNA)照著圖紙告訴他們應該怎麼做,卡車(tRNA)拉來建材,工人就蓋好了樓(蛋白質)
另外多提一嘴轉基因的事情,你看別人家的廁所裝修的不錯,然後把人家的廁所圖紙拉過來,給自己家也裝修了一個差不多的,然後崔永元說「你這廁所不行,對人體有害」
這個就是中心法則。前面的答案已經說得很清楚了,我就是來上個圖而已。
生物中有個我認為巨牛的法則----中心法則。它從宏觀上解釋了生物體中幾大物質的關係,人們做的各項研究都是對這個法則的細化。
首先,DNA RNA 是我們通常講的核酸。然後某些DNA序列可以被轉錄成RNA ,RNA又會被翻譯成蛋白質。基因。。。基因就是有功能的核酸片段了
染色體(chromosome)基因)(gene)和DNA如下:
DNA通過transcription 變成mRNA
mRNA通過translation變成蛋白質
我來給個比喻。DNA是一張紙,很多DNA聚合成的染色體就好比一本書(比如一本建築學的書),基因就是書中的信息(教你如何蓋房子)。
染色體是具體的,由碳氫氧氮等元素組成,好比書是紙張和油墨組成。書中的信息是抽象的,它承載於書上,但也可以脫離書本記到別的地方去,比如硬碟里,或者建築師的腦子裡。
書中會有空白,有意義的文字才是信息。染色體很長,只有一小部分承載有基因。
再說氨基酸和蛋白質。蛋白質是由氨基酸組成的。
還是比如一本建築學的書,我們照著書中的指引,去找來鋼筋、水泥和磚塊(氨基酸),然後搭出一棟房子(蛋白質)。
建築材料(氨基酸)只有那麼幾種,但可以搭出千千萬萬不同功能的建築(蛋白質),這依靠的就是書中豐富的信息(基因)。
不同功能的建築有機地結合在一起,就是一個城市(人體)。
RNA是搭房子的過程中從DNA複製出來的,不恰當的比喻可以理解成照著書抄寫的草稿。
………………才疏學淺,靠著高中生物的那點回憶寫的,不對請指正!DNA就是一段記錄遺傳信息的分子鏈,一段DNA所攜帶的特定性狀信息的DNA片段稱之為基因。
DNA需要轉錄過程生成(其中一種的)RNA,轉錄出來的RNA通過(忘了什麼體)對照合成肽鏈,肽鏈經過立體摺疊整形才能成為有功能的蛋白質。
DNA螺旋和蛋白質摺疊後成為染色體。
分布不同(dna主要在細胞核,rna主要在細胞質),含有的鹼基不同(dna特有的是胸腺嘧啶T,ran特有是尿嘧啶U),五碳糖不同(DNA是脫氧核糖,rna是核糖),結構不同(dna是雙螺旋,rna是單鏈) 相同點:都含有磷酸和鳥嘌呤 腺嘌呤 胞嘧啶。 組成是相似的,都有一分子的磷酸、一分子的五碳糖、一分子的鹼基組成。
原核生物和真核生物的遺傳物質是dna,病毒的遺傳物質是dna或rna
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