真核生物一个mrna只能指导合成一种多肽链正确，为啥一个mrna只能指导合成一种多肽链这种说法是错的？

好的，我们来好好聊聊这个话题，把那些“AI味儿”都给去掉，让你看到真相的全貌。

首先，咱们得把那句“真核生物一个mRNA只能指导合成一种多肽链”这句说法的“错误”之处给戳破。为什么说它错呢？其实，它错就错在把问题“过于简单化”了，没考虑到生物体内的复杂性和灵活性。

你听到“一个mRNA只能指导合成一种多肽链”，你脑子里可能会立刻浮现出那种一板一眼、从头到尾按着编码顺序翻译的经典画面。没错，这是最常见、最基础的翻译模式，我们管它叫“线性翻译”。

但是，问题就在于，生物体从来都不是那么刻板的。尤其是在真核生物里，mRNA的“使命”远比你想象的要多样化得多。

为什么“一个mRNA只能合成一种多肽链”这个说法站不住脚？

这里面藏着几个关键的点：

1. 可变剪接（Alternative Splicing）：这是最核心的证据！
怎么回事？咱们知道，真核生物的基因，在转录成原始mRNA（premRNA）后，里面会包含着“外显子”（exons，最终会编码蛋白质的部分）和“内含子”（introns，不需要编码的部分，需要被剪掉）。然后，通过一个叫做“剪接”（splicing）的过程，内含子会被切掉，外显子会被连接起来，形成成熟的mRNA。
“可变剪接”的特别之处在哪？关键就在于“可变”。同一个原始mRNA，可以通过不同的方式剪接。也就是说，某些外显子可以选择性地被保留或去除，或者不同的外显子可以被以不同的顺序连接起来。
结果是什么？这么一弄，本来只有一个原始mRNA，但经过不同的剪接组合后，就能产生出多个不同的成熟mRNA分子。而每一个成熟的mRNA分子，因为其外显子组合不同，所携带的遗传信息就不同，最终自然就能指导合成多种不同结构的多肽链。
举个例子？想象一下，你有一盒乐高积木（外显子），说明书（原始mRNA）告诉你怎么拼，但说明书允许你选择性地使用某些特定形状的积木，或者跳过某些组合步骤。最终，你用同一批积木，可以拼出小汽车，也可以拼出飞机，甚至可以拼出两者混合的奇怪玩意儿。这就是可变剪接在mRNA层面的写照。它让一个基因的潜力被极大地拓展了。

2. 起始密码子的多样性（Alternative Translation Initiation）
怎么回事？通常情况下，mRNA上的起始密码子（AUG）会决定多肽链的合成从哪里开始。但有时候，同一个mRNA分子上可能存在多个AUG密码子，或者其他的起始密码子（比如CUG、GUG，虽然不常见但也是可能的）。
什么情况？在某些特定的调控环境下，细胞可以选择性地识别并使用这些不同的起始位点。
结果是什么？如果使用不同的起始位点，翻译就会从不同的位置开始，由此产生的多肽链，虽然结构上有重叠，但其N端的氨基酸序列是不同的。这意味着一个mRNA分子，理论上也能通过选择不同的起始点，产生几种不同长度或不同N端序列的多肽链。

3. 移码突变与翻译读码框的改变（Frameshift Mutations and Reading Frame Shifts）
怎么回事？虽然这更多是突变导致的异常情况，但在理解“一个mRNA如何能产生不同多肽”这个问题时，我们也可以从这个角度去思考“可能性”。正常情况下，mRNA的翻译是按照三个核苷酸（一个密码子）一个单位来读取的。读码框一旦确定，除非发生突变，否则不会轻易改变。
移码突变的影响？如果mRNA中发生了插入或缺失（非三个核苷酸的倍数），就会导致读码框移位。从突变位点之后，所有的密码子都会被错误解读，从而产生一条完全不同的、通常是功能异常的多肽链。
为什么提这个？这里的重点不是说这种“错误”是常态，而是说明从核酸序列到多肽序列的对应关系，并非绝对固定不变。在某些极特殊的情况下（例如某些病毒的翻译策略，虽然在真核生物中不普遍，但原理上存在可能性），通过特定的机制，也可能“操纵”读码框。不过，对于真核生物而言，可变剪接和起始位点的多样性是更主流和普遍的解释。

所以，为什么“一个mRNA只能合成一种多肽链”是错的？

因为它忽略了真核生物高度灵活和精妙的调控机制。生物体为了应对复杂多变的环境和实现多样的生理功能，不可能只靠数量有限的基因和mRNA来完成一切。通过可变剪接这种“一个基因多个蛋白”的策略，大大增加了基因组的编码潜力，让生物体的功能更加丰富和高效。

打个比方，如果一个基因是一个食谱，那么可变剪接就像是这个食谱里有很多“可选配料”或“调整步骤”的说明。你可以用同一个食谱的基础，根据不同的需求（比如今天想吃辣的、明天想吃甜的），调整一些细节，最终做出来的是风味各异但本质上来源于同一个基础食谱的菜肴。这比你得准备十个完全不同的食谱要经济得多。

总而言之，虽然一个mRNA分子在最简单的线性翻译模式下确实只编码一条特定的多肽链，但真核生物的mRNA在成熟过程中以及翻译过程中，拥有多种可以产生不同多肽链的“变通”方式。因此，说“一个mRNA只能指导合成一种多肽链”这种绝对化的说法，在生物学的实际运作中，是站不住脚的。它是一个“不够完整”的说法，忽略了重要的生物学机制。

网友意见

转录完成后，产生的mRNA也不是最终形态，还要受到修饰和编辑。尤其mRNA编辑会改变核苷序列[3]，甚至直接把mRNA报废[4]。

“Snapshot” of a typical data set collected using targeted RNA-seq analysis of RPS12 amplicons in this study. Stacked histogram of editing events at each position in RPS12 in a representative replicate sample of RESC6-IP. The cDNA fragment examined is shown as a reference T-stripped sequence (T-str) spanning the internucleotide positions T-str 17 to 151 (see the canonical fully edited RPS12 ORF and 5′ UTR “B-form”sequence in Supplemental Fig. S1). A canonical editing site (ES) for uridine insertion (Ins) or deletion (Del) is just 5′ to a red or a blue non-T nucleotide, respectively. A noncanonical editing site (nES) is just 5′ to a black non-T nucleotide. The representative histogram shows the percentage of RNA-seq reads at each position: ESs with correct insertion (red) or deletion (blue), and incorrect “partial” editing events (yellow). The remaining reads contain a preedited sequence. Editing events at nESs were scored (black). nESs do not require sequence changes in mature transcripts. However, all nESs at steady state carried editing events in our samples. The start codon (box) includes T-str positions 30–31 and requires editing at T-str 31 (ES72). The stop codon (box) includes T-st 151 (ES3) and requires editing at this position [3].

在翻译时，有些病毒能让核糖体跳过几个核苷，翻译出跟mRNA序列不一样的肽链 [5, 6]。

一个基因编码产生的mRNA也不总是一样的，Alternative splicing是个前沿话题，到底是不是一定产生同一种肽链还很难说，可能并不是。

Common mechanisms of alternative splicing. Alternative splicing can occur although a number of different processes and give rise to different mature transcripts (right). Exons and final transcripts are illustrated as boxes while lines represent introns. Constitutively expressed exons are depicted in green, and alternatively spliced exons are depicted in blue or brown. Retained introns occur with the absence of splicing, with the intervening intron (black) included in the final transcript.[1]

一些非编码RNA引导剪接复合体跳过一段序列，即内含子，调控信号有很多文章论述，但仍不完全清楚[1,2]。

Exon and Intron Definition Interactions (A) Schematic of spliceosomal components and regulatory proteins that participate in exon and intron definition and interactions between them. Trans-acting splicing factors are shown as blue shapes, and their names are shown next to the shape. The RS domain is marked by “RS.” Blue arrows denote intron or exon definition interactions, many of which are mediated by the RS domain. Exons are represented as gray boxes, intronic RNA and snRNAs as gray lines, and cis-acting motifs as colored lines, with the consensus sequences of these motifs shown underneath. The pairing of U1 snRNA with the 5′ splice site is indicated by black lines. (B) Schematic of microexon definition, shown in the same manner as described in (A).

我觉得吧，中学就是学习适合中学的常识性内容，国内特别喜欢考概念辨析，我只想说清谈误国，有个了解就行了，世界上什么东西没有例外？但也没必要卡在一些边边角角钻牛角尖，毕竟最后会攻读RNA方向的PhD也没多少人。

观其大略，把握有用信息，是个重要的技能。"亮在荆州，以建安初与颍川石广元、徐元直、汝南孟公威等俱游学，三人务於精熟，而亮独观其大略。每晨夜从容，常抱膝长啸，而谓三人曰：卿诸人仕进可至郡守刺史也。三人问其所志，亮但笑而不言。" -- 三国志-诸葛亮传，裴松之注

Reference

[1] Chen, J., Weiss, W. Alternative splicing in cancer: implications for biology and therapy.Oncogene34,1–14 (2015). https://doi.org/10.1038/onc.2013.570

[2] Jernej Ule, Benjamin J. Blencowe, Alternative Splicing Regulatory Networks: Functions, Mechanisms, and Evolution, Molecular Cell, Volume 76, Issue 2, 2019, Pages 329-345, ISSN 1097-2765

[3] Vikas Kumar, Alasdair Ivens, Zachary Goodall, Joshua Meehan, Pawan Kumar Doharey, Andrew Hillhouse, Daniel Osorio Hurtado, James J. Cai, Xiuren Zhang, Achim Schnaufer and Jorge Cruz-Reyes. Site-specific and substrate-specific control of accurate mRNA editing by a helicase complex in trypanosomes. RNA. 2020 Dec;26(12):1862-1881. doi: 10.1261/rna.076513.120. Epub 2020 Sep 1.

[4] Lindeboom, R.G.H., Vermeulen, M., Lehner, B.et al.The impact of nonsense-mediated mRNA decay on genetic disease, gene editing and cancer immunotherapy.Nat Genet51,1645–1651 (2019). https://doi.org/10.1038/s41588-019-0517-5

[5] Luke GA, de Felipe P, Lukashev A, Kallioinen SE, Bruno EA, Ryan MD. *Occurrence, function and evolutionary origins of '2A-like' sequences in virus genomes*. J Gen Virol. 2008 Apr;89(Pt 4):1036-42.

[6] Doronina VA, de Felipe P, Wu C, Sharma P, Sachs MS, Ryan MD, Brown JD. Dissection of a co-translational nascent chain separation event. Biochem Soc Trans. 2008 Aug;36(Pt 4):712-6.

二十世纪的大量科学实验显示，原核生物的一些 mRNA 是多顺反子，一个 mRNA 同时编码数种多肽链，不同的多肽链编码序列由较短的、不编码蛋白质的间隔序列分开。许多病毒核酸转录出的 mRNA 也是多顺反子。

因此，“一个 mRNA 只能指导合成一种多肽链”是被实验证伪的假命题。

在此基础上，你可以很容易地想到：

“原核生物”“真核生物”只是人们拿来简化理解的模型，自然界的生命体的结构和功能没有严格的分水岭。
“真核生物一个 mRNA 只能指导合成一种多肽链”这样绝对化的说法，肯定要被实验证伪的。

这不仅指“人类的科技能轻易创造真核多顺反子”。莱茵衣藻、Chofmochloris zofingiensis 等根正苗红的真核生物能整出数百个多顺反子，能从一个 mRNA 翻译出 2、3 个蛋白质。

可以看看相关文献：

Widespread polycistronic gene expression in green algae.

Sean D. Gallaher, Rory J. Craig, Iniyan Ganesan, Samuel O. Purvine, Sean R. McCorkle, Jane Grimwood, Daniela Strenkert, Lital Davidi, Melissa S. Roth, Tim L. Jeffers, Mary S. Lipton, Krishna K. Niyogi, Jeremy Schmutz, Steven M. Theg, Crysten E. Blaby-Haas, Sabeeha S. Merchant.

Proceedings of the National Academy of Sciences. Feb 2021, 118 (7) e2017714118;

DOI: 10.1073/pnas.2017714118

如果教科书说“真核生物一个 mRNA 只能指导合成一种多肽链”是对的，那意味着教科书上的信息是过时的。教科书的编者可能还不知道这件事，或是知道了但还没来得及修改。

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