蛋白質合成示意圖產生器
產生蛋白質合成示意圖，涵蓋轉錄和轉譯：RNA 聚合酶、mRNA 剪接、結合 tRNA 的核糖體、密碼子與反密碼子，以及中心法則。為生物、遺傳課和生物科技而做。
蛋白質合成示意圖範例
四張蛋白質合成示意圖：從 DNA 到多肽鏈的全過程標註圖、只標五處的簡明圖、轉錄與轉譯對照，以及空白學習單。皆依所附提示詞實際生成，點選即可載入提示詞修改。
帶標註的蛋白質合成示意圖：上排轉錄，下排轉譯
每一排都由左往右看。右端的箭頭把完成的mRNA帶出細胞核，送到下面那一排。
- 1
轉錄（在細胞核中）
RNA聚合酶打開DNA，把RNA核苷酸逐一接到延長中的mRNA上，到基因末端後脫離。
- 2
RNA修飾
前驅mRNA加上5′帽，經剪接移除內含子，再加上poly(A)尾，然後經核孔出核。
- 3
起始與延長（在細胞質中）
攜帶甲硫胺酸的起始tRNA與AUG配對；其他tRNA依密碼子逐一經過A位、P位與E位。
- 4
終止
釋放因子結合到終止密碼子上，多肽鏈和核糖體的兩個次單元隨之分開。
轉錄、轉譯、tRNA：依放大部位區分的蛋白質合成示意圖
蛋白質合成可以像上圖那樣整體畫出，也可以一次只畫一部分。下面是課程與論文最常用的幾種。
轉錄示意圖
放大一個基因。RNA聚合酶位在轉錄泡中的模板股上，以3′→5′方向讀取模板股，以5′→3′方向合成RNA；另一條DNA是編碼股，序列和RNA相同，只是RNA中的U在編碼股上是T。標出上游的啟動子、三條股各自的5′端與3′端，以及聚合酶移動的方向。
轉譯示意圖
mRNA上的一個核糖體和它的三個位置：進來的tRNA在A位，攜帶延長中胜肽鏈的tRNA在P位，空的tRNA從E位離開。核糖體沿mRNA以5′→3′方向移動，胜肽鏈從N端開始延長。說明要畫真核生物的核糖體（40S與60S次單元，合起來80S）還是細菌的核糖體（30S與50S，合起來70S）。
轉錄與轉譯示意圖
把兩個階段放進同一張圖，對真核細胞來說就是一個細胞核，mRNA穿過核膜出來。要求畫細菌版本就不一樣了：沒有細胞核，也沒有修飾，RNA聚合酶還在合成mRNA時核糖體就開始轉譯，所以一條還沒完成的轉錄產物上會同時附著好幾個核糖體。
中心法則示意圖
三個詞和它們之間的箭頭：DNA → RNA → 蛋白質，DNA上再畫一個代表複製的迴圈。課程講到例外時，用虛線箭頭補上：HIV等反轉錄病毒中由RNA到DNA的反轉錄，以及許多RNA病毒中由RNA到RNA的複製。沒有任何箭頭從蛋白質指回核酸。
tRNA構造示意圖
三葉草形構造，約76到90個核苷酸摺疊成四個臂：接受臂，3′端以CCA結尾，胺基酸接在這裡；D臂；反密碼子臂，帶有與密碼子配對的三個鹼基；TΨC臂，最後兩個臂之間還有一個可變環。在立體空間中它摺成L形，一端是反密碼子，另一端是胺基酸。
mRNA修飾與RNA剪接示意圖
前驅mRNA修飾前後的對照：由修飾過的鳥嘌呤構成的5′帽、約200個腺嘌呤核苷酸的poly(A)尾，以及剪接體移除內含子、把外顯子接起來。再畫一條跳過一個外顯子的成熟mRNA，就能呈現選擇性剪接，也就是一個基因產生不只一種蛋白質的方式。
基因表現調控示意圖
在蛋白質合成上加入調控。細菌的經典例子是乳糖操縱組：結合在操作子上的抑制蛋白擋住RNA聚合酶，直到乳糖以異乳糖的形式結合抑制蛋白，讓它脫落。真核生物則畫啟動子與增強子上的轉錄因子，以及之後的調控點：剪接、mRNA的壽命與轉譯。
蛋白質合成流程圖
只有方框和箭頭，沒有圖畫：DNA → 轉錄 → 前驅mRNA → 加帽、加尾與剪接 → mRNA → 核孔 → 核糖體 → 轉譯 → 多肽鏈 → 摺疊。每個方框一行字，抄進筆記和複習卡都很整齊。
簡易蛋白質合成示意圖
細胞核中的DNA、一條mRNA拷貝、一個核糖體、幾個tRNA和一小段胺基酸鏈。寫出一段短訊息，例如 AUG UUU GGC UAA，讓學生自己解讀：甲硫胺酸、苯丙胺酸、甘胺酸，然後終止。
蛋白質合成的各個階段與發生的變化
帶標註的蛋白質合成示意圖通常要畫出的階段、每個階段發生了什麼，以及在細胞中的場所。除非你要求精簡，這就是預設的標註組合。
| 階段 | 發生了什麼 | 場所 |
|---|---|---|
| 轉錄起始 | RNA聚合酶結合到啟動子上，DNA雙股解開 | 細胞核（細菌在細胞質） |
| 轉錄延長 | RNA聚合酶沿模板股移動，依5′→3′方向合成前驅mRNA | 細胞核 |
| 轉錄終止 | 轉錄產物釋出，DNA重新纏繞 | 細胞核 |
| 加5′帽 | 前驅mRNA的起始端加上修飾過的鳥嘌呤，保護mRNA並幫助核糖體結合 | 細胞核 |
| 加poly(A)尾 | 3′端加上約200個腺嘌呤核苷酸 | 細胞核 |
| 剪接 | 移除內含子，把外顯子連接成成熟mRNA | 細胞核 |
| mRNA出核 | 成熟mRNA經核孔進入細胞質 | 核膜 |
| 轉譯起始 | 核糖體小次單元結合mRNA，起始tRNA與起始密碼子AUG配對，大次單元隨後結合 | 細胞質中的游離核糖體或粗糙內質網 |
| 轉譯延長 | tRNA進入A位，胺基酸之間形成胜肽鍵，核糖體每次沿mRNA移動一個密碼子 | 核糖體 |
| 轉譯終止 | 終止密碼子進入A位，釋放因子結合，多肽鏈被釋出 | 核糖體 |
不同階段要求畫出的細節不同。入門通常只畫轉錄與轉譯兩步，以及DNA、mRNA、核糖體與tRNA；高中生物與大學課程還要加上mRNA修飾、A、P、E位、起始與終止密碼子，以及每一步的三個階段。指定需要的標註，就只畫那些。
蛋白質合成示意圖是什麼？
蛋白質合成示意圖呈現細胞由基因合成蛋白質的兩個階段：轉錄，即RNA聚合酶以DNA為模板合成mRNA；轉譯，即核糖體讀取密碼子，tRNA運來相對應的胺基酸。真核細胞中，兩個階段之間mRNA還要經過修飾。
重點
- 遺傳訊息從DNA流向RNA，再流向蛋白質。這就是中心法則：轉錄產生基因的mRNA複本，核糖體上的轉譯再把這段訊息變成一串胺基酸。
- 遺傳密碼以三個鹼基為一組讀取。mRNA上每三個相鄰鹼基組成一個密碼子，決定一種胺基酸；64種密碼子中，61種對應胺基酸，3種是終止密碼子，AUG既對應甲硫胺酸，也是轉譯的起始訊號。
- 真核細胞的mRNA在離開細胞核前要經過修飾。前驅mRNA的5′端加上帽，3′端加上約200個腺嘌呤核苷酸組成的poly(A)尾，內含子經剪接移除，只留下外顯子。
- tRNA是「轉接者」。每種tRNA攜帶一種胺基酸，並有一個能與mRNA上密碼子互補配對的反密碼子；依物種不同，細胞質中有40到60種tRNA。
- 核糖體上有三個tRNA結合位。新的tRNA進入A位，攜帶延長中胜肽鏈的tRNA位於P位，空的tRNA從E位離開；胜肽鍵由大次單元中一種由RNA構成的酵素，即胜肽轉移酶催化形成。
轉錄與轉譯有什麼不同？
轉錄是以基因的DNA為模板合成mRNA，轉譯是讀取這條mRNA來合成蛋白質。在真核細胞中，轉錄發生在細胞核，轉譯發生在細胞質；沒有細胞核的細菌，兩者都在細胞質中進行。
| 轉錄 | 轉譯 | |
|---|---|---|
| 模板 | DNA（模板股） | mRNA |
| 產物 | RNA（真核細胞為前驅mRNA） | 多肽鏈 |
| 真核細胞中的場所 | 細胞核 | 細胞質中的核糖體 |
| 主要參與者 | RNA聚合酶（合成mRNA的是RNA聚合酶II） | 核糖體與tRNA |
| 原料 | 4種核糖核苷酸（A、U、G、C） | 胺基酸 |
| 起始訊號 | 啟動子（如TATA盒） | 起始密碼子AUG |
| 終止訊號 | 終止序列 | 終止密碼子（UAA、UAG或UGA） |
| 鹼基配對 | 核糖核苷酸與DNA模板股配對，以U取代T | tRNA的反密碼子與mRNA的密碼子配對 |
把轉錄畫在細胞核內、轉譯畫在細胞核外，mRNA在兩者之間穿過核膜；至少畫出一個密碼子與相對應tRNA反密碼子的配對。核糖體在細胞核內進行轉譯，或mRNA中出現T的圖，是最先要檢查的錯誤。
關於蛋白質合成示意圖的常見問題
帶標註的蛋白質合成示意圖應該包含哪些內容？
標準內容是帶模板股的DNA、細胞核中的RNA聚合酶與mRNA、核孔，接著是由小次單元與大次單元組成的核糖體、帶反密碼子與胺基酸的tRNA、從起始密碼子開始的mRNA密碼子，以及正在延長的多肽鏈。這是預設內容；要求減少標註，就只畫你要的那些。
什麼是分子生物學的中心法則？
遺傳訊息由DNA流向RNA，再流向蛋白質：DNA經由複製自我複製，轉錄成RNA，再轉譯成蛋白質。克里克在1958年提出這個法則。HIV等反轉錄病毒用反轉錄酶把RNA反轉錄成DNA，許多RNA病毒能以RNA為模板複製RNA，但目前還沒有發現能把蛋白質序列轉回核酸的過程。
蛋白質合成的步驟依序是怎樣的？
轉錄、RNA修飾與轉譯。RNA聚合酶把基因轉錄成前驅mRNA；在真核細胞中，前驅mRNA加上帽與poly(A)尾並經過剪接；mRNA離開細胞核後由核糖體轉譯：在AUG處起始，一個密碼子接一個密碼子延長，在終止密碼子處終止。
密碼子與反密碼子有什麼不同？
密碼子是mRNA上三個相鄰的鹼基，反密碼子是tRNA上與之對應的三個鹼基。兩者以鹼基互補配對結合：密碼子AUG由反密碼子為UAC、攜帶甲硫胺酸的tRNA辨識。
mRNA、tRNA與rRNA各有什麼作用？
mRNA把基因的訊息從細胞核帶到核糖體；tRNA運送胺基酸並把它們與密碼子對應起來；rRNA構成核糖體的核心，並催化胜肽鍵形成。三種RNA都是轉錄的產物。
蛋白質合成在細胞的什麼部位進行？
轉錄在細胞核中進行，轉譯在細胞質中的游離核糖體或附著於粗糙內質網上的核糖體進行。沒有細胞核的細菌，兩者都在細胞質中進行。粒線體與葉綠體也有自己的核糖體。
一共有多少個密碼子？
64個，其中61個對應胺基酸，3個是終止密碼子。大多數胺基酸對應不只一個密碼子，這稱為密碼子的簡併性；AUG是起始密碼子，同時對應甲硫胺酸。
突變如何影響蛋白質合成？
一個鹼基被取代會改變密碼子，新的密碼子可能對應另一種胺基酸、同一種胺基酸，或變成終止訊號。插入或缺失一兩個鹼基會使讀碼框移位，打亂後面所有的密碼子；克里克與布瑞納正是利用這個效應證明遺傳密碼以三個鹼基為一組讀取。
能畫一張給國中生看的簡單蛋白質合成圖嗎？
可以。要求簡明過程圖，就只保留重點：細胞核中的DNA、它的mRNA複本、核糖體，以及連接成蛋白質的胺基酸。國中階段通常五個標註以內就夠了。
工具怎麼確保轉錄與轉譯的場所和順序正確？
內建了學科層面的要求。每張圖都被要求依教科書的標準順序繪製：各階段依真實順序排列，以箭頭依序連接，每個標註拼寫正確。列印前請對照你的課本核對術語，在畫布上可以就地修改任何標註。
這裡產生的蛋白質合成圖可以用在生物課或學位論文裡嗎？
可以，產生的蛋白質合成圖歸你所有，可用於分子生物學學習單、講課簡報、實驗報告與學位論文。依模型不同最高可匯出 4K。
