跟着番茄学物理

第110章 DNA 与 RNA:生命密码的书写与误读(2/2)

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在翻译过程中,转运RNA可能携带错误的氨基酸,致使蛋白质结构异常。

不同生物受此影响的程度和表现各有不同。

对于大肠杆菌这类原核生物而言,若是参与糖代谢的关键酶在合成过程中出现转录翻译错误,可能导致其无法正常利用葡萄糖,在营养竞争中处于劣势。 ”

骁睿微微皱眉,追问道:“那这些错误会导致疾病发生吗?”

洛尘点头,认真说道:“会的。对人类来说,关键蛋白质的错误合成可能引发严重疾病。

比如镰状细胞贫血,本质是β珠蛋白基因发生单碱基突变,使得mRNA上的密码子改变,翻译时原本应掺入的谷氨酸被缬氨酸替代。红细胞因此从正常的圆盘状扭曲成镰刀状,不仅容易堵塞血管,还过早破裂,引发贫血。”

骁睿惊讶道:“一个小小的碱基变化,居然能造成这么严重的后果!那还有其他类似病症吗?”

洛尘继续说道:“还有囊性纤维化,cFtR基因突变,致使mRNA翻译出的蛋白异常,氯离子运输受阻。

这使得肺部积聚大量黏稠分泌物,反复引发肺部感染,同时也影响胰腺消化酶的分泌,导致消化不良。”

骁睿追问道:“除了这两种病,还有其他病症和转录翻译错误有关吗?”

洛尘接着说:“在神经退行性疾病方面,亨廷顿舞蹈症是因为亨廷顿基因中的cAG三核苷酸重复序列异常扩增。

转录翻译后,产生的异常蛋白在神经细胞内聚集,患者会出现不自主的舞蹈样动作,还伴有认知障碍和精神症状。”

骁睿皱眉,关切地问:“太可怕了!那脊髓性肌萎缩症又是怎么回事?”

洛尘回应:“脊髓性肌萎缩症则是SmN1基因突变,翻译出的SmN蛋白数量不足,导致脊髓前角运动神经元退化,严重影响患者的运动功能,病情严重的婴儿甚至会因呼吸肌麻痹危及生命。

从癌症角度来讲,慢性粒细胞白血病由9号和22号染色体易位,形成bcR-AbL1融合基因。

其转录翻译出的融合蛋白干扰细胞信号传导,促使癌细胞异常增殖,抑制正常造血功能,引发贫血、感染、出血等症状。”

......

骁睿若有所思,又问:“从进化的角度来看,这些错误又起到什么作用呢?

毕竟进化需要变异,这些转录和翻译过程中的错误,算是一种变异吗?”

洛尘点了点头,继续分析:“从本质上来说,这些错误确实可以视为一种变异。

以幽门螺杆菌为例,这种细菌原本对部分抗生素敏感。但在一次转录翻译错误后,其细胞膜上的蛋白质结构发生改变,抗生素难以与之结合,无法发挥杀菌作用,幽门螺杆菌从而获得了耐药性。”

骁睿眼睛一亮,说道:“这么说,这个错误反而成了幽门螺杆菌生存的优势!”

洛尘笑着肯定:“对。在抗生素广泛使用的环境中,这种耐药的幽门螺杆菌在生存竞争中占据优势,大量繁殖,推动了种群的进化。

所以,转录和翻译中的错误虽然在个体层面可能引发问题,但在种群进化层面,却为生物多样性和适应性进化提供了原材料。”

...

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