基因的翻譯比預期的更複雜

脫氧核糖核酸的例證在細胞（儲蓄圖象）的。

圖片來源：?JuanG?rtner/ Adobe Stock

來自Hubrecht研究所的Marvin Tanenbaum小組的研究人員表明，存儲在我們DNA中的遺傳信息的翻譯比以前認為的要複雜得多。這一發現是通過開發一種先進的顯微鏡來實現的，該顯微鏡直接可視化活細胞中遺傳密碼的翻譯。他們的研究發表在6月6日的科學期刊Cell上。

從基因到蛋白質

我們體內的每個細胞都含有相同的DNA，但不同的細胞，如腦細胞或肌肉細胞，具有不同的功能。細胞功能的差異取決於遺傳信息的哪些部分（稱為基因）在每個細胞中都有活性。存儲在這些基因中的遺傳信息由稱為核糖體的專門翻譯工廠翻譯。核糖體讀取遺傳密碼並基於存儲在該遺傳密碼中的信息組裝蛋白質，類似於基於藍圖的工廠建立機器。蛋白質是我們身體的主力，並執行我們基因編碼的功能。為了使我們的細胞和器官正常運作，將我們基因中存儲的遺傳信息準確地轉化為蛋白質至關重要。如果遺傳密碼翻譯不正確，可能會產生有害的蛋白質，

基因的「閱讀框架」

遺傳密碼被翻譯成3個字母的組，每個字母類似於一個單詞，它被翻譯成蛋白質的單個部分。如果核糖體開始將代碼轉換到錯誤的位置，則可能發生3個字母代碼的轉換。例如，下面的句子應為：

「那個男人看到了他的新紅車」

然而，如果一個核糖體開始翻譯這個句子一個字母太遲了，那麼這個句子就是：

「hem ans awh isn ewr edc ar」

在遺傳密碼的情況下，這種現象被稱為「幀外」翻譯。Hubrecht研究所的研究人員Sanne Boersma解釋說：「如例句所示，框架外翻譯對蛋白質有很大影響，通常會導致蛋白質表現不同，並可能損害細胞。」 到目前為止，還不清楚核糖體是如何知道從哪裡開始翻譯代碼的，以及核糖體多久出錯一次。

一種新方法：SunTag和MoonTag

研究人員開發了一種新方法來可視化我們在活細胞中的遺傳信息的解碼。他們能夠以不同的顏色標記不同的蛋白質產品，並使用先進的顯微鏡觀察每種蛋白質的生產。每種蛋白質都使用稱為SunTag和MoonTag的特定標籤或標籤進行標記，他們可以通過顯微鏡看到它們。通過結合MoonTag和SunTag，研究人員現在可以第一次看到幀外翻譯的頻繁發生。

一個大驚喜

研究人員發現，幀外翻譯的發生頻率驚人。在極端情況下，幾乎一半的蛋白質都是使用與預期代碼不同的閱讀框架或代碼。這些令人驚訝的發現表明，我們DNA中存儲的遺傳信息比以前認為的要複雜得多。基於這項新研究，我們的DNA可能編碼了數千種以前未知的功能未知的蛋白質。Sanne Boersma：「由於我們的研究，我們現在可以提出非常重要的問題：所有這些新蛋白質的作用是什麼？它們在我們體內是否具有重要功能，或者它們是否會浪費可能損害我們細胞的翻譯副產物？」

（來源：Hubrecht研究所）

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