师：同学们，今天我们来复习基因的表达。基因指导蛋白质合成的过程，就叫基因的表达。对于真核生物，基因主要在细胞核，无法直接进入细胞质指导蛋白质合成，所以需要一个信使，将DNA中的遗传信息从细胞核传到细胞质的核糖体，这就要靠RNA。为什么RNA适合做信使呢？我们先来回顾RNA的结构和种类。
DNA和RNA的基本单位都是核苷酸。RNA的基本单位是核糖核苷酸，与脱氧核糖核苷酸的区别在于，核糖核苷酸五碳糖2号位没有脱氧，是一个羟基，而脱氧核苷酸五碳糖2号位脱氧变成了氢。此外，DNA特有的碱基是胸腺嘧啶，RNA特有的碱基是尿嘧啶。RNA由核糖核苷酸连接成长链，核苷酸的排列顺序可储存遗传信息，而且RNA比DNA短，一般是单链，能通过核孔转移到细胞质，因此适合做DNA的信使。
RNA的种类包括信使RNA、转运RNA和核糖体RNA。三种RNA都是单链结构，转运RNA部分碱基配对形成三叶草型结构。信使RNA携带遗传信息，把信息从细胞核的DNA传到细胞质，作为蛋白质合成的模板。核糖体RNA是核糖体的组成成分，转运RNA能识别密码子、运载氨基酸。另外，RNA病毒的RNA可储存遗传信息，还有一些酶本质也是RNA，具有催化作用。
那遗传信息如何从DNA传到RNA呢？这个过程叫转录，指以DNA的一条链为模板合成RNA。转录场所，对真核生物来说主要在细胞核，还有线粒体、叶绿体，因为线粒体、叶绿体是半自主细胞器，含DNA，能通过转录和翻译控制某些蛋白质合成。对原核生物而言，转录主要在拟核和质粒。
我们归纳一下转录所需基本条件。转录模板是DNA的一条链，原料是细胞中游离的四种核糖核苷酸，能量由细胞提供，比如ATP，酶是RNA聚合酶。转录过程分四步：第一步解旋，DNA双螺旋解开，需RNA聚合酶，暴露模板链；第二步配对，游离的四种核糖核苷酸以解开的DNA双链中的一条链为模板进行碱基互补配对，以氢键结合；第三步连接，新合成的核糖核苷酸在RNA聚合酶作用下连接到正在合成的RNA分子上，RNA聚合酶的作用就是连接单个核糖核苷酸形成磷酸二酯键；第四步释放，合成的mRNA从DNA链上释放，DNA双螺旋结构恢复。转录产物有mRNA、tRNA和rRNA等。在细胞核内，DNA把遗传信息传递给mRNA，mRNA出核孔进入细胞质，把信息传给蛋白质，这就是翻译过程，翻译场所是细胞质中的核糖体。
翻译所需基本条件：模板是mRNA，原料是游离在细胞质中的各种氨基酸，过程需细胞提供能量，还需要多种酶和转运氨基酸的tRNA。
翻译全过程分5步：第一步起始，mRNA进入细胞质与核糖体结合；第二步运输，tRNA携带氨基酸到核糖体，核糖体有两个tRNA结合位点，携带第一个氨基酸的tRNA通过反密码子与mRNA上的密码子互补配对进入位点一，携带另一个氨基酸的tRNA以同样方式进入位点二；第三步延伸，两个氨基酸在核糖体内脱水缩合形成肽键，核糖体沿mRNA往前移动，读取下一个密码子，原来位点一的tRNA离开，位点二的tRNA进入位点一，新的携带氨基酸的tRNA进入位点二，继续肽链合成；第四步停止，当核糖体读到mRNA上的终止密码子，因终止密码子没有tRNA能与之配对，合成终止；第五步脱离，肽链从核糖体和mRNA的复合物上脱离，mRNA被降解，核糖体解离为大小两个亚基，翻译过程结束。翻译产物多肽会盘曲折叠，形成具有特定空间结构的蛋白质。
我们归纳对比一下遗传信息的复制、转录和翻译过程。复制作用是传递遗传信息，转录和翻译是表达遗传信息。复制发生在细胞分裂前的间期，转录、翻译贯穿整个个体生长发育全过程。从场所看，复制场所主要在细胞核，还有线粒体、叶绿体；转录场所也主要在细胞核（对真核生物而言）；翻译场所是细胞质中的核糖体。从模板看，复制以亲代DNA分子的两条链为模板，转录以DNA的一条链为模板，翻译以mRNA为模板。从原料看，复制原料是四种脱氧核苷酸，转录原料是4种核糖核苷酸，翻译原料是21种氨基酸。从所需酶看，复制需要解旋酶、DNA聚合酶等，转录需要RNA聚合酶，翻译需要多种酶。复制特点是边解旋边复制、半保留复制；转录特点是边解旋边转录，后DNA恢复原状；翻译特点是翻译结束后，mRNA被降解为单体。产物方面，复制产物是形成两个一模一样的DNA，保证亲代之间遗传信息的连续性；转录产物是单链的RNA；翻译产物是蛋白质。在复制过程中碱基互补配对原则是A - T、T - A、C - G、G - C；转录中碱基互补配对原则是A - U、T - A、C - G、G - C；翻译中为A - U、U - A、C - G、G - C，不完全相同。
我们再看遗传信息在生物中的流动方向，即中心法则。中心法则由克里克提出，内容是遗传信息可从DNA流向DNA，即DNA的复制，也可从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，也就是遗传信息的转录和翻译过程。所以克里克提出的中心法则只有三条信息方向，即DNA的自我复制、DNA转录为RNA、RNA翻译为蛋白质的过程。克里克之后，其他科学家补充了另两条途径，一个是RNA的自我复制，一个是逆转录过程，完善了中心法则，虚线表示其他科学家补充的少数生物遗传信息的流动方向。