为什么说基因表达是生物生物学的一个核心概念？
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基因表达是生物体将遗传信息转化为功能蛋白的过程，是生物生物学的核心概念，因为它决定了细胞的功能和特性。通过基因表达，生物体可以调节哪些蛋白质在特定时间和地点合成，从而控制生物体的生长、发育、代谢和应对环境变化的能力。因此，基因表达不仅影响个体的表型，还涉及物种的进化和适应性。
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在基因表达过程中，哪些分子起着关键作用？
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在基因表达过程中，几种关键分子发挥着重要作用：

1. **DNA（脱氧核糖核酸）**：作为遗传信息的储存介质，指导蛋白质的合成。
2. **RNA聚合酶**：负责转录过程，将DNA上的遗传信息复制到mRNA（信使核糖核酸）上。
3. **mRNA（信使核糖核酸）**：携带从DNA转录来的遗传信息，指导蛋白质的合成。
4. **tRNA（转运核糖核酸）**：携带特定的氨基酸，并将其运送到核糖体上，以按照mRNA的指令合成蛋白质。
5. **rRNA（核糖体核糖核酸）**：与蛋白质结合形成核糖体，核糖体是蛋白质合成的主要场所。
6. **蛋白质因子**：如转录因子、起始因子和释放因子等，参与调控基因表达的各个阶段，确保转录和翻译的准确性与效率。

这些分子的协同作用保证了基因表达过程的高效和精确。
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转录因子是如何调控基因表达的？
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转录因子是通过与DNA上的特定序列结合，调控基因表达的关键蛋白。它们的主要作用包括：

1. **启动转录**：转录因子可以结合到基因上游的启动子区域，招募RNA聚合酶及其他辅助因子，启动转录过程。
2. **增强或抑制转录**：某些转录因子可以增强转录活性，而另一些则可以抑制转录。增强子和抑制子序列是这些转录因子结合的常见目标。
3. **调控基因表达的时间和空间特异性**：不同的转录因子可以在特定的细胞类型或发育阶段特异表达，从而精确调控目标基因的时空表达模式。
4. **响应信号**：一些转录因子能够响应细胞内外的信号（如激素、生长因子等），改变其活性状态，进而在特定条件下调节基因表达。

通过这些机制，转录因子能够精细地调控基因表达，确保生物体在不同环境下维持正常的生理功能。
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