基因与酶的关系

生命活动实际上就是一系列生化反应，一切生化反应又都是由酶控制的。那么酶又是由什么控制呢？作为蛋白质，酶是由基因决定的。我们在前面已经讲到，基因是DNA特定的碱基顺序，在这个顺序中每三个碱基决定一个氨基酸，这就是说，有什么样的碱基顺序，就有什么样的氨基酸顺序，也就有具有这种氨基酸顺序的酶。但是基因并非直接决定酶的合成，而是需要通过中间环节RNA来完成，它先在细胞核中将自己决定酶的信息传递给mRNA，mRNA再进入细胞质，在那里按照这一信息合成相应的酶。

那么，一个酶是由几个基因决定的呢？或者反过来讲，一个基因决定几个酶呢？这个问题确实很有意思。为解决这个问题，有的科学家用一种叫作红色面包霉的真菌进行了如下实验。自然界的红色面包霉（我们叫作野生型）可以在只含有碳源、无机盐和生物素的最简单的培养基上生长，而无须添加其他有机物质，这说明它自己能合成有机物质。但是，经过X射线照射后，它就产生了各种突变体。这些突变体必须在含有某种有机物的培养基上才能生长，说明它们丧失了自己合成有机物的能力。科学家确定，每一种突变体的出现都是由于一个单基因发生了变化，而某一有机物的合成又需要某一种酶，于是他们推断出一个基因决定一种酶。这就是最初关于基因和酶的关系的研究。19世纪60年代，科学家已经用非常精确的实验方法确定了基因与酶的关系，也就是用人工合成的一定碱基顺序的多核苷酸，可以指导相应的蛋白质合成。但这种实验所显示的结果，仍然是一对一的关系。然而后来发现，生物体内的基因（DNA）由于后续加工方式的不同，实际上可以决定一个以上的酶。

但不管怎样，酶是由基因决定的这一事实是确定无疑了。