第十二章  核酸的生物合成

1.名詞解釋：

轉(zhuǎn)錄（transcription）：在由RNA聚合酶和輔助因子組成的轉(zhuǎn)錄復(fù)合物的催化下，從雙鏈DNA分子中拷貝生物信息生成一條RNA鏈的過(guò)程。

逆轉(zhuǎn)錄: 以RNA為模板合成DNA,這與通常轉(zhuǎn)錄過(guò)程中遺傳信息從DNA到RNA的方向相反,故稱為逆轉(zhuǎn)錄。

翻譯：在蛋白質(zhì)合成期間，將存在于mRNA上代表一個(gè)多肽的核苷酸殘基序列轉(zhuǎn)換為多肽鏈氨基酸殘基序列的過(guò)程。

岡崎片段：相對(duì)比較短的DNA鏈（大約1000核苷酸殘基），是在DNA的滯后鏈的不連續(xù)合成期間生成的片段，這是Reiji Okazaki在DNA合成實(shí)驗(yàn)中添加放射性的脫氧核苷酸前體觀察到的。

引物合成酶：合成引物的酶如RNA聚合酶

反義鏈：DNA分子兩條鏈中只有一條具有轉(zhuǎn)錄功能，這條具有轉(zhuǎn)錄功能的鏈叫做模板鏈或反義鏈，另一條無(wú)轉(zhuǎn)錄功能的鏈叫做編碼鏈或有義鏈。：

 2、為什么說(shuō)DNA復(fù)制是半保留半不連續(xù)復(fù)制？

    在DNA復(fù)制過(guò)程中，兩條親代鏈一邊解開(kāi)，一邊復(fù)制，進(jìn)而一條親代鏈與其復(fù)制的子代鏈重新形成新的雙螺旋分子，所以叫半保留復(fù)制；而在DNA復(fù)制的延長(zhǎng)階段，復(fù)制叉上新生的DNA鏈一條按5′--3′的方向（與復(fù)制叉移動(dòng)方向一致）連續(xù)合成，另一條則按5′-3′的方向（與復(fù)制叉移動(dòng)方向相反）不連續(xù)合成，所以稱為半不連續(xù)復(fù)制。

3.列出DNA復(fù)制和RNA轉(zhuǎn)錄各自的特點(diǎn)，并加以比較。

          DNA復(fù)制                     RNA轉(zhuǎn)錄

起始     dnaB(蛋白質(zhì))                  啟動(dòng)子

底物      dNTP                           NTP

酶        DNA聚合酶1，3                 RNA聚合酶

延長(zhǎng)方向   5′-3  ′                     5′-3′

方式       半保留半不連續(xù)復(fù)制           不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄

終止       滯后鏈的合成                      終止子終止

4.何謂中心法則？

    描述從一個(gè)基因到相應(yīng)蛋白質(zhì)的信息流的途徑。遺傳信息貯存在DNA中，DNA被復(fù)制傳給子代細(xì)胞，信息被拷貝或由DNA轉(zhuǎn)錄成RNA，然后RNA翻譯成多肽。不過(guò)，由于逆轉(zhuǎn)錄酶的反應(yīng)，也可以以RNA為模板合成DNA。

第十三章   蛋白質(zhì)的生物合成

1.名詞解釋

遺傳密碼：核酸中的核苷酸殘基序列與蛋白質(zhì)中的氨基酸殘基序列之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。；連續(xù)的3個(gè)核苷酸殘基序列為一個(gè)MM子，特指一個(gè)氨基酸。標(biāo)準(zhǔn)的遺傳MM是由64個(gè)MM子組成的，幾乎為所有生物通用。

密碼子：mRNA（或DNA）上的三聯(lián)體核苷酸殘基序列，該序列編碼著一個(gè)指定的氨基酸，tRNA 的反MM子與mRNA的MM子互補(bǔ)。

簡(jiǎn)并性：是指一個(gè)氨基酸可以有幾個(gè)不同的密碼子。

擺動(dòng)學(xué)說(shuō)：處于MM子3ˊ端的堿基與之互補(bǔ)的反MM子5ˊ端的堿基（也稱為擺動(dòng)位置），例如I可以與MM子上3ˊ端的U，C和A配對(duì)。由于存在擺動(dòng)現(xiàn)象，所以使得一個(gè)tRNA反MM子可以和一個(gè)以上的mRANMM子結(jié)合。

2.遺傳密碼是怎樣破譯的？（P316）密碼子有何特點(diǎn)？（P319）

密碼子的特性：簡(jiǎn)并性、擺動(dòng)性、通用性和例外。

3.核糖體的基本功能有哪些？

(1)識(shí)別mRNA上的起始位點(diǎn)并開(kāi)始翻譯；

 (2)密碼子與tRNA上的反密碼子正確配對(duì)；

(3)合成肽鍵。

核糖體包括至少5個(gè)活性中心，即mRNA結(jié)合部位、結(jié)合或接受AA- tRNA部位（A位）、結(jié)合或接受肽基tRNA的部位、肽基轉(zhuǎn)移部位（P位）及形成肽鍵的部位（轉(zhuǎn)肽酶中心），此外還有負(fù)責(zé)肽鏈延伸的各種延伸因子的結(jié)合位點(diǎn)。小亞基上擁有mRNA結(jié)合位點(diǎn)，負(fù)責(zé)對(duì)序列特異的識(shí)別過(guò)程，如起始位點(diǎn)的識(shí)別和密碼子與反密碼子的相互作用。大亞基負(fù)責(zé)氨基酸及tRNA攜帶的功能，如肽鍵的形成、AA- tRNA、肽基- tRNA的結(jié)合等。A位、P位、轉(zhuǎn)肽酶中心等主要在大亞基上。
    核糖體可解離為亞基或結(jié)合成70S/80S顆粒。翻譯的起始階段需要游離的亞基，隨后才結(jié)合成70S/80S顆粒，繼續(xù)翻譯進(jìn)程。體外反應(yīng)體系中，核糖體的解離或結(jié)合取決于Mg2+離子濃度。在大腸桿菌內(nèi)，Mg2+濃度在10-3mol/L以下時(shí)，70S解離為亞基，濃度達(dá)10-2mol/L時(shí)則形成穩(wěn)定的70S顆粒。細(xì)胞中大多數(shù)核糖體處于非活性的穩(wěn)定狀態(tài)，單獨(dú)存在，只有少數(shù)與mRNA一起形成多聚核糖體。它從mRNA的5'末端向3'末端閱讀密碼子，至終止子時(shí)合成一條完整的多肽鏈。mRNA上核糖體的多少視mRNA的長(zhǎng)短而定，一般40個(gè)核苷酸有一個(gè)核糖體。

4、tRNA有何功能？

tRNA在蛋白質(zhì)合成中處于關(guān)鍵地位，被稱為第二遺傳密碼。它不但為將每個(gè)三聯(lián)子密碼翻譯成氨基酸提供了接合體，還為準(zhǔn)確無(wú)誤地將所需氨基酸運(yùn)送到核糖體上提供了載體。所有的tRNA都能夠與核糖體的P位點(diǎn)和A位點(diǎn)結(jié)合，此時(shí)，tRNA分子三葉草型頂端突起部位通過(guò)密碼子：反密碼子的配對(duì)與mRNA相結(jié)合，而其3’末端恰好將所轉(zhuǎn)運(yùn)的氨基酸送到正在延伸的多肽上。代表相同氨基酸的tRNA稱為同工tRNA。在一個(gè)同工tRNA組內(nèi)，所有tRNA均專一于相同的氨基酰- tRNA合成酶。

5、試述原核生物蛋白質(zhì)合成過(guò)程。

（1）多肽鏈的合成；

（2）肽鏈合成的起始；

（3）肽鏈的延長(zhǎng)；

（4）肽鏈合成的終止和釋放（詳見(jiàn)P327）

6、氨酰tRNA合成酶對(duì)氨基酸有何特異性？氨基酸活化時(shí)，其羧基與AMP以何種化學(xué)鍵相連？氨酰tRNA以何種化學(xué)鍵與tRNA相連？（P325-326）

   （AA- tRNA合成酶是一類催化氨基酸與tRNA結(jié)合的特異性酶

    蛋白質(zhì)合成的真實(shí)性主要決定于AA- tRNA合成酶是否能使氨基酸與對(duì)應(yīng)的tRNA相結(jié)合。AA-tRNA合成酶既要能識(shí)別tRNA，又要能識(shí)別氨基酸，它對(duì)兩者都具有高度的專一性。不同的tRNA有不同堿基組成和空間結(jié)構(gòu)，容易被tRNA合成酶所識(shí)別，困難的是這些酶如何識(shí)別結(jié)構(gòu)上非常相似的氨基酸。）

7.簡(jiǎn)述三種RNA在蛋白質(zhì)生物合成中的作用？

tRNA:轉(zhuǎn)錄過(guò)程是信息從一種核酸分子（DNA）轉(zhuǎn)移至另一種結(jié)構(gòu)上極為相似的核酸分子（RNA）的過(guò)程，信息轉(zhuǎn)移靠的是堿基配對(duì)。翻譯階段遺傳信息從mRNA分子轉(zhuǎn)移到結(jié)構(gòu)極不相同的蛋白質(zhì)分子，信息是以能被翻譯成單個(gè)氨基酸的三聯(lián)子密碼形式存在的，在這里起作用的是解碼機(jī)制。

mRNA的功能是為蛋白質(zhì)的合成提供模板，分子中帶有遺傳密碼。mRNA分子中每三個(gè)相鄰的核苷酸組成一組，在蛋白質(zhì)翻譯合成時(shí)代表一個(gè)特定的氨基酸，這種核苷酸三聯(lián)體稱為遺傳密碼（coden）。

rRNA的結(jié)構(gòu)與功能：rRNA是細(xì)胞中含量最多的RNA，可與蛋白質(zhì)一起構(gòu)成核蛋白體，作為蛋白質(zhì)生物合成的場(chǎng)所。原核生物中的rRNA有三種：5S，16S，23S。真核生物中的rRNA     有四種：5S，5.8S，18S，28S

8.簡(jiǎn)述原核生物肽鏈延長(zhǎng)期間循環(huán)的三個(gè)步驟。（P329）

進(jìn)入；氨酰tRNA與核糖體A位結(jié)合

轉(zhuǎn)肽；核糖體上A位和P位上的氨基酸間形成肽鍵

移位。核糖體沿mRNA的5′-3′方向移動(dòng)一個(gè)密碼子

根據(jù)下列AA的序列推導(dǎo)mRNA和反義DNA鏈的序列。

Arg--Ser—Gly—Pro—Trp—Lys

9、tRNA的種類
（1）起始tRNA和延伸tRNA
    能特異地識(shí)別mRNA模板上起始密碼子的tRNA叫起始tRNA，其他tRNA統(tǒng)稱為延伸tRNA。原核生物起始tRNA攜帶甲酰甲硫氨酸（fMet），真核生物起始tRNA攜帶甲硫氨酸（Met）。
（2）同工tRNA
    代表同一種氨基酸的tRNA稱為同工tRNA，同工tRNA既要有不同的反密碼子以識(shí)別該氨基酸的各種同義密碼，又要有某種結(jié)構(gòu)上的共同性，能被AA- tRNA合成酶識(shí)別。
（3）校正tRNA
    校正tRNA分為無(wú)義突變及錯(cuò)義突變校正。
    在蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因中，一個(gè)核苷酸的改變可能使代表某個(gè)氨基酸的密碼子變成終止密碼子（UAG、UGA、UAA），使蛋白質(zhì)合成提前終止，合成無(wú)功能的或無(wú)意義的多肽，這種突變就稱為無(wú)義突