蛋白质合成示意图生成器
生成蛋白质合成示意图，涵盖转录和翻译：RNA 聚合酶、mRNA 剪接、结合 tRNA 的核糖体、密码子与反密码子，以及中心法则。为生物、遗传课和生物技术而做。
蛋白质合成示意图示例
四张蛋白质合成示意图：从 DNA 到多肽链的全过程标注图、只标五处的简明图、转录与翻译对照，以及空白填图版。均按所附提示词实际生成，点击即可载入提示词修改。
带标注的蛋白质合成示意图：上排转录，下排翻译
每一排都从左往右看。右端的箭头把加工好的mRNA带出细胞核，送到下面一排。
- 1
转录（在细胞核中）
RNA聚合酶解开DNA，把核糖核苷酸逐个加到正在延长的mRNA上，到基因末端后脱离。
- 2
RNA加工
前体mRNA加上5′帽，经剪接切除内含子，再加上poly(A)尾，然后经核孔出核。
- 3
起始和延伸（在细胞质中）
携带甲硫氨酸的起始tRNA与AUG配对；其他tRNA按密码子依次经过A位点、P位点和E位点。
- 4
终止
释放因子结合到终止密码子上，多肽链和核糖体的两个亚基随之分离。
转录、翻译、tRNA：按放大部位区分的蛋白质合成示意图
蛋白质合成可以像上图那样整体画出，也可以一次只画一部分。下面是课程和论文里最常用的几种。
转录过程示意图
放大一个基因。RNA聚合酶位于转录泡中的模板链上，按3′→5′方向读取模板链，按5′→3′方向合成RNA；另一条DNA链是编码链，序列与RNA相同，只是RNA中的U在编码链上是T。标出上游的启动子、三条链各自的5′端和3′端，以及聚合酶移动的方向。
翻译过程示意图
mRNA上的一个核糖体及其三个位点：进入的tRNA在A位点，携带延伸中肽链的tRNA在P位点，空载的tRNA从E位点离开。核糖体沿mRNA按5′→3′方向移动，肽链从N端开始延长。说明要画真核生物核糖体（40S和60S亚基，合起来80S）还是细菌核糖体（30S和50S，合起来70S）。
转录和翻译示意图
两个阶段放在一张图里，对真核细胞来说就是一个细胞核，mRNA穿过核膜出来。要求画细菌版本时就不同了：没有细胞核，也没有加工，RNA聚合酶还在合成mRNA时核糖体就开始翻译，所以一条未完成的转录产物上会同时附着好几个核糖体。
中心法则示意图
三个词和它们之间的箭头：DNA → RNA → 蛋白质，DNA上再画一个表示复制的环。如果课程讲到例外，用虚线箭头补上：HIV等逆转录病毒中由RNA到DNA的逆转录，以及许多RNA病毒中由RNA到RNA的复制。没有任何箭头从蛋白质指回核酸。
tRNA结构示意图
三叶草形结构，约76到90个核苷酸折叠成四个臂：氨基酸接受臂，3′端以CCA结尾，氨基酸连在这里；D臂；反密码子臂，带有与密码子配对的三个碱基；TΨC臂，后两个臂之间还有一个可变环。在三维空间中它折叠成L形，一端是反密码子，另一端是氨基酸。
mRNA加工与RNA剪接示意图
前体mRNA加工前后的对比：由修饰过的鸟嘌呤构成的5′帽、约200个腺苷酸的poly(A)尾，以及剪接体切除内含子、把外显子连接起来。再画一条跳过一个外显子的成熟mRNA，就能表现可变剪接，即一个基因产生不止一种蛋白质的方式。
基因表达调控示意图
在蛋白质合成上加上调控。细菌的经典例子是乳糖操纵子：阻遏蛋白结合在操纵基因上，挡住RNA聚合酶，直到乳糖以别乳糖的形式结合阻遏蛋白，使它脱落。真核生物则画启动子和增强子上的转录因子，以及后续的调控点：剪接、mRNA的寿命和翻译。
蛋白质合成流程图
只有方框和箭头，没有图画：DNA → 转录 → 前体mRNA → 加帽、加尾和剪接 → mRNA → 核孔 → 核糖体 → 翻译 → 多肽链 → 折叠。每个方框一行字，抄进笔记和复习卡片都很整齐。
简单的蛋白质合成示意图
细胞核中的DNA、一条mRNA拷贝、一个核糖体、几个tRNA和一小段氨基酸链。写出一段短信息，如 AUG UUU GGC UAA，让学生自己翻译：甲硫氨酸、苯丙氨酸、甘氨酸，然后终止。
蛋白质合成的各个阶段及发生的变化
带标注的蛋白质合成示意图通常要画出的阶段、每个阶段发生了什么，以及在细胞中的场所。除非你要求精简，这就是默认的标注集合。
| 阶段 | 发生了什么 | 场所 |
|---|---|---|
| 转录起始 | RNA聚合酶结合到启动子上，DNA双链解开 | 细胞核（细菌在细胞质） |
| 转录延伸 | RNA聚合酶沿模板链移动，按5′→3′方向合成前体mRNA | 细胞核 |
| 转录终止 | 转录产物释放，DNA重新螺旋化 | 细胞核 |
| 加5′帽 | 前体mRNA的起始端加上修饰过的鸟嘌呤，保护mRNA并帮助核糖体结合 | 细胞核 |
| 加poly(A)尾 | 3′端加上约200个腺苷酸 | 细胞核 |
| 剪接 | 切除内含子，把外显子连接成成熟mRNA | 细胞核 |
| mRNA出核 | 成熟mRNA通过核孔进入细胞质 | 核膜 |
| 翻译起始 | 核糖体小亚基结合mRNA，起始tRNA与起始密码子AUG配对，大亚基随后结合 | 细胞质中的游离核糖体或粗面内质网 |
| 翻译延伸 | tRNA进入A位点，氨基酸之间形成肽键，核糖体每次沿mRNA移动一个密码子 | 核糖体 |
| 翻译终止 | 终止密码子进入A位点，释放因子结合，多肽链被释放 | 核糖体 |
不同阶段要求画出的细节不同。入门通常只画转录和翻译两步，以及DNA、mRNA、核糖体和tRNA；高中生物（必修2 基因的表达）和大学课程还要加上mRNA加工、A、P、E位点、起始和终止密码子以及每一步的三个阶段。指定需要的标注，就只画那些。
蛋白质合成示意图是什么？
蛋白质合成示意图展示细胞由基因合成蛋白质的两个阶段：转录，即RNA聚合酶以DNA为模板合成mRNA；翻译，即核糖体读取密码子，tRNA运来相应的氨基酸。真核细胞中，两个阶段之间mRNA还要经过加工。
要点
- 遗传信息从DNA流向RNA，再流向蛋白质。这就是中心法则：转录产生基因的mRNA拷贝，核糖体上的翻译再把这条信息变成一串氨基酸。
- 遗传密码以三个碱基为一组读取。mRNA上每三个相邻碱基组成一个密码子，决定一种氨基酸；64种密码子中，61种编码氨基酸，3种是终止密码子，AUG既编码甲硫氨酸，又是翻译的起始信号。
- 真核细胞的mRNA在离开细胞核前要经过加工。前体mRNA的5′端加上帽子结构，3′端加上约200个腺苷酸组成的poly(A)尾，内含子通过剪接被切除，只留下外显子。
- tRNA是“搬运工”。每种tRNA携带一种氨基酸，并有一个能与mRNA上密码子互补配对的反密码子；因物种不同，细胞质中有40到60种tRNA。
- 核糖体上有三个tRNA结合位点。新的tRNA进入A位点，携带延伸中肽链的tRNA位于P位点，空载的tRNA从E位点离开；肽键由大亚基中一种由RNA构成的酶，即肽基转移酶催化形成。
转录和翻译有什么区别？
转录是以基因的DNA为模板合成mRNA，翻译是读取这条mRNA来合成蛋白质。在真核细胞中，转录发生在细胞核，翻译发生在细胞质；没有细胞核的细菌，两者都在细胞质中进行。
| 转录 | 翻译 | |
|---|---|---|
| 模板 | DNA（模板链） | mRNA |
| 产物 | RNA（真核细胞为前体mRNA） | 多肽链 |
| 真核细胞中的场所 | 细胞核 | 细胞质中的核糖体 |
| 主要参与者 | RNA聚合酶（合成mRNA的是RNA聚合酶II） | 核糖体和tRNA |
| 原料 | 4种核糖核苷酸（A、U、G、C） | 氨基酸 |
| 起始信号 | 启动子（如TATA框） | 起始密码子AUG |
| 终止信号 | 终止序列 | 终止密码子（UAA、UAG或UGA） |
| 碱基配对 | 核糖核苷酸与DNA模板链配对，U代替T | tRNA的反密码子与mRNA的密码子配对 |
把转录画在细胞核内、翻译画在细胞核外，mRNA在两者之间穿过核膜；至少画出一个密码子与相应tRNA反密码子的配对。核糖体在细胞核内进行翻译，或者mRNA中出现T的图，是最先要检查的错误。
关于蛋白质合成示意图的常见问题
带标注的蛋白质合成示意图应该包括哪些内容？
标准内容是带模板链的DNA、细胞核中的RNA聚合酶和mRNA、核孔，然后是由小亚基和大亚基组成的核糖体、带反密码子和氨基酸的tRNA、从起始密码子开始的mRNA密码子，以及正在延伸的多肽链。这是默认内容；要求减少标注，就只画你要的那些。
分子生物学的中心法则是什么？
遗传信息从DNA流向RNA，再流向蛋白质：DNA通过复制进行自我复制，转录成RNA，再翻译成蛋白质。弗朗西斯·克里克于1958年提出这一法则。HIV等逆转录病毒用逆转录酶把RNA逆转录成DNA，许多RNA病毒能以RNA为模板复制RNA，但目前还没有发现能把蛋白质序列转回核酸的过程。
蛋白质合成的步骤按顺序是怎样的？
转录、RNA加工和翻译。RNA聚合酶把基因转录成前体mRNA；在真核细胞中，前体mRNA加上帽子和poly(A)尾并经过剪接；mRNA离开细胞核后由核糖体翻译：在AUG处起始，一个密码子一个密码子地延伸，在终止密码子处终止。
密码子和反密码子有什么区别？
密码子是mRNA上三个相邻的碱基，反密码子是tRNA上与之对应的三个碱基。两者通过碱基互补配对结合：密码子AUG由反密码子为UAC、携带甲硫氨酸的tRNA识别。
mRNA、tRNA和rRNA各有什么作用？
mRNA把基因的信息从细胞核带到核糖体；tRNA运载氨基酸并把它们与密码子对应起来；rRNA构成核糖体的核心，并催化肽键形成。三种RNA都是转录的产物。
蛋白质合成在细胞的什么部位进行？
转录在细胞核中进行，翻译在细胞质中的游离核糖体或附着在粗面内质网上的核糖体上进行。没有细胞核的细菌，两者都在细胞质中进行。线粒体和叶绿体也有自己的核糖体。
一共有多少个密码子？
64个，其中61个编码氨基酸，3个是终止密码子。大多数氨基酸对应不止一个密码子，这叫密码子的简并性；AUG是起始密码子，同时编码甲硫氨酸。
基因突变怎样影响蛋白质合成？
一个碱基被替换会改变密码子，新密码子可能编码另一种氨基酸、同一种氨基酸，或者变成终止信号。插入或缺失一两个碱基会使读码框移位，打乱后面所有的密码子；克里克和布伦纳正是利用这一效应证明了遗传密码以三个碱基为一组读取。
能画一张给初中生看的简单蛋白质合成图吗？
可以。要求简明过程图，就只保留要点：细胞核中的DNA、它的mRNA拷贝、核糖体，以及连接成蛋白质的氨基酸。通常五个标注以内就够了。
工具怎样保证转录和翻译的场所与顺序正确？
内置了学科层面的要求。每张图都被要求按教科书的标准顺序绘制：各阶段按真实顺序排列，用箭头依次连接，每个标注拼写准确。打印前请对照你的教材核对术语，在画布上可以就地修改任何标注。
这里生成的蛋白质合成图可以用在生物课或学位论文里吗？
可以，生成的蛋白质合成图归你所有，可用于分子生物学练习、讲课课件、实验报告和学位论文。视模型不同最高可导出 4K。
