第一節(jié) 核苷酸的代謝 一、填空題 1．人類對嘌呤代謝的終產(chǎn)物是 。 2．痛風(fēng)是因?yàn)轶w內(nèi) 產(chǎn)生過多造成的，使用 作為黃嘌呤氧化酶的自殺性底物可以治療痛風(fēng)。 3．核苷酸的合成包括 和 兩條途徑。 4．脫氧核苷酸是由 還原而來。 5．從IMP合成GMP需要消耗 ，而從IMP合成AMP需要消耗 作為能源物質(zhì)。 6．不能使用5-溴尿嘧啶核苷酸代替5-溴尿嘧啶治療癌癥是因?yàn)?U> 。 7．細(xì)菌嘧啶核苷酸從頭合成途徑中的第一個(gè)酶是 。該酶可被終產(chǎn)物 抑制。 二、是非題 1．黃嘌呤氧化酶既可以使用黃嘌呤又可以使用次黃嘌呤作為底物。 2．嘌呤核苷酸的從頭合成是先閉環(huán)，再在形成N糖苷鍵。 3．IMP是嘌呤核苷酸從頭合成途徑中的中間產(chǎn)物。 4．真核細(xì)胞內(nèi)參與嘧啶核苷酸從頭合成的酶都位于細(xì)胞質(zhì)。 5．嘧啶合成所需要的氨甲酰磷酸合成酶與尿素循環(huán)所需要的氨甲酰磷酸合成酶是同一個(gè)酶。 三、選擇題（下列各題均有五個(gè)備選答案，其中只有一個(gè)正確答案) 1．嘌呤環(huán)1號位N原子來源于（ ) （A)Gln的酰胺N （B)Gln的α氨基N （C)Asn的酰胺N （D)Asp的α氨基N （E)Gly的α氨基N 2．dTMP的直接前體是（ ) （A)Dcmp （B)dAMP （C)dUMP （D)dGMP （E)dIMP 3.人類嘧啶核苷酸從頭合成的哪一步反應(yīng)是限速反應(yīng)？（ ) （A)氨甲酰磷酸的形成 （B)氨甲酰天冬氨酸的形成 （C)乳清酸的形成 （D)UMP的形成 （E)CMP的形成 4．下面哪一種物質(zhì)的生物合成不需要PRPP？（ ) （A)啶核苷酸 （B)嘌呤核苷酸 （C)His （D)NAD（P)+ （E)FAD 5．下列哪對物質(zhì)是合成嘌呤環(huán)和嘧啶環(huán)都是必需的？（ ) （A)Gln/Asp （B)Gln/Gly （C)Gln/Pro （D)Asp/Arg （E)Gly/Asp 四、問答題 1．你如何解釋以下現(xiàn)象：細(xì)菌調(diào)節(jié)嘧啶核苷酸合成的酶是天冬氨酸-氨甲酰轉(zhuǎn)移酶，而人類調(diào)節(jié)嘧啶核苷酸合成的酶主要是氨甲酰磷酸合成酶。 2．白血病是一種白細(xì)胞的惡性增殖。一臨床醫(yī)生在試用一種腺苷脫氨酶（ADA)的抑制劑作為治療白血病的藥物。你認(rèn)為這種試劑會有效嗎？為什么？ 3．在什么樣的條件下，你預(yù)期HGPRT（次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖基轉(zhuǎn)移酶)有缺陷的細(xì)胞會影響到嘧啶核苷酸的生物合成？你如何估計(jì)動物體或人體內(nèi)嘧啶核苷酸生物合成的速率？ 4．已在某些噬菌體的DNA分子上發(fā)現(xiàn)了下面的堿基取代：（1)dUMP完全取代了dTMP；（2)5-羥甲基脫氧尿苷酸完全取代了dTMP；（3)5-甲基脫氧胞苷酸完全取代dCMP。根據(jù)上述任何一種情況，寫出由噬菌體基因組編碼的導(dǎo)致上述取代反應(yīng)發(fā)生的酶。 5．如果讓雞服用別嘌呤醇，則會有什么現(xiàn)象發(fā)生？ 參考答案： 一、填空題 1．尿酸 2．尿酸 別嘌呤醇 3．從頭合成 補(bǔ)救途徑 4．NDP（核苷二磷酸) 5．ATP GTP 6．5-溴尿嘧啶核苷酸帶負(fù)電荷不能通過細(xì)胞膜 7．天冬氨酸氨甲酰轉(zhuǎn)移酶 CTP 二、是非題 1．對。次黃嘌呤被黃嘌呤氧化酶氧化成黃嘌呤，黃嘌呤再被黃嘌呤氧化酶氧化尿酸。 2．錯(cuò)。嘌呤核苷酸的從頭合成是先形成N糖苷鍵再閉環(huán)。 3．對。 4．錯(cuò)。真核細(xì)胞參與嘧啶從頭合成的二氫乳清酸脫氫酶位于線粒體。 5．錯(cuò)。嘧啶合成與尿素循環(huán)都需要氨甲酰磷酸合成酶，但前者需要的氨甲酰磷酸合成酶位于胞漿，后者位于線粒體。 三、選擇題： 1．（D)嘌呤環(huán)上各原子的來源是N1來源于Asp，C2和C8來源于甲酸，N3和N9來源于Gln的酰胺N，C6來源于CO2，C4和C5以及N7來源于Gly。 2．（C)dTMP是直接由dUMP在胸苷酸合成酶的催化下形成的。 3．（A)催化氨甲酰磷酸合成的酶氨甲酰磷酸合成酶II（CPSII)受到CTP的反饋抑制。 4．（E)PRPP（磷酸核糖焦磷酸)是多種物質(zhì)合成的前體，包括嘧啶核苷酸、嘌呤核苷酸、煙酰胺核苷酸（NAD+或NADP+)以及某些氨基酸（如Trp和His)。 5．（A) 四、問答題 1．氨甲酰磷酸合成酶參與兩種物質(zhì)的合成：嘧啶核苷酸的合成和精氨酸的合成（或尿素循環(huán))。在細(xì)胞體內(nèi)，這兩種物質(zhì)的合成發(fā)生在相同的地方（細(xì)菌無細(xì)胞器)，如果調(diào)節(jié)嘧啶核苷酸合成的酶是此酶的話，對嘧啶核苷酸合成的控制將會影響到精氨酸的正常合成。而人細(xì)胞有兩種氨甲酰磷酸合成酶，一種定位于線粒體內(nèi)參與尿素循環(huán)或精氨酸的合成，另一種定位于細(xì)胞質(zhì)，參與嘧啶苷酸合成。 2．ADA的缺乏可能導(dǎo)致了細(xì)胞內(nèi)腺苷或脫氧腺苷的積累。而腺苷或脫氧腺苷的堆積又導(dǎo)致dATP的堆積。過分多的dATP可抑制NDP還原酶的所有活性。 3．HGPRT（次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖基轉(zhuǎn)移酶)有缺陷的細(xì)胞將會發(fā)生底物積累，它包括PRPP（磷酸核糖焦磷酸)。在PRPP的水平尚沒飽和乳清酸（orotate)-磷酸核糖基轉(zhuǎn)移酶時(shí)，這將提高嘧啶核苷酸的合成。計(jì)算乳清酸滲入到核苷酸庫或核酸中的能力可用來測定人體內(nèi)嘧啶核苷酸從頭生物合成的速率。 4．（1)胸苷酸合成酶的抑制蛋白和dUTPase的抑制蛋白。 （2)dUMP羥甲基化酶和羥甲基胞苷酸激酶。 （3)dCMP甲基化酶。 5．別嘌呤醇是黃嘌呤氧化酶的抑制劑，而黃嘌呤氧化酶是鳥類嘌呤代謝形式尿酸的關(guān)鍵酶，形成的尿酸排除體外，如果讓雞服用別嘌呤醇，尿酸將無法產(chǎn)生，將會對鳥類嘌呤的代謝帶來災(zāi)難性的后果。 第二節(jié) DNA的復(fù)制和修復(fù) 一、填充題 1．DNA復(fù)制的方向是從 端到 端展開。 2．大腸桿菌在DNA復(fù)制過程中切除RNA引物的酶是 ，而真核細(xì)胞DNA復(fù)制過程中切除DNA引物的酶是 或 。 3． 和 酶的缺乏可導(dǎo)致大腸桿菌體內(nèi)岡崎片段的堆積。 4． 體內(nèi)DNA復(fù)制主要使用 作為引物，而在體外進(jìn)行PCR擴(kuò)增時(shí)使用 作為引物。 5．使用 酶或 酶可將大腸桿菌DNA聚合酶工水解成大小兩個(gè)片段，其中大片段被稱為 酶，它保留 和 酶的活性，小片段則保留了 酶的活性。 6．參與大腸桿菌DNA復(fù)制的主要聚合酶是 ，該酶在復(fù)制體上組裝成 二聚體，分別負(fù)責(zé) 鏈和 鏈的合成，已有證據(jù)表明后隨鏈的模板在復(fù)制中不斷形成 結(jié)構(gòu)。 7．DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶工能夠切開DNA的 條鏈，而DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ能同時(shí)切開DNA的 鏈，在切開DNA鏈以后，磷酸二酯鍵中的磷酸根被固定在它的 殘基上。 8．DNA損傷可分為 和 兩種類型，造成DNA損傷的因素有 和 。 9．光復(fù)活酶的輔基是 和 或 ，它能直接修復(fù) 。 10．真核細(xì)胞DNA的損傷可誘導(dǎo)抗癌基因 表達(dá)量提高，該抗癌基因的產(chǎn)物可 細(xì)胞周期的進(jìn)行；當(dāng)損傷過于嚴(yán)重的時(shí)候，可誘導(dǎo) 。 11．維持DNA復(fù)制的高度忠實(shí)性的機(jī)制主要有 、 和 。 12．原核細(xì)胞DNA復(fù)制時(shí)形成的岡崎片段比真核細(xì)胞DNA復(fù)制形成的岡崎片段 。 二、是非題 1．DNA分子是由兩條鏈組成的，其中一條鏈作為前導(dǎo)鏈的模板，另一條鏈作為滯后鏈的模板。 2．DNA復(fù)制的總實(shí)性主要是由DNA聚合酶的3′→5′外切酶的校對來維持。 3．DNA連接酶和拓?fù)洚悩?gòu)酶的催化都屬于共價(jià)催化。 4．大腸桿菌DNA連接酶使用NAD+作為氧化劑。 5．真核細(xì)胞DNA聚合酶α沒有3′→5′外切酶的活性，因此真核細(xì)胞染色體DNA復(fù)制的忠實(shí)性低于原核細(xì)胞。 6．大腸桿菌DNA復(fù)制的延伸速度取決于培養(yǎng)基的營養(yǎng)狀況。 7．大腸桿菌參與DNA錯(cuò)配修復(fù)的DNA聚合酶是DNA聚合酶Ⅰ。 8．癌細(xì)胞的端聚酶活性較高，而正常的分化細(xì)胞的端聚酶活性則很低。 9．DNA的后隨鏈的復(fù)制是先合成許多岡崎片段，最后再將它們一起連接起來形成一條連續(xù)的鏈。 10．由于真核細(xì)胞的DNA比原核細(xì)胞DNA大得多，因此真核細(xì)胞DNA在復(fù)制過程中復(fù)制叉前進(jìn)的速度大于原核細(xì)胞的復(fù)制叉前進(jìn)的速度，這樣才能保證真核細(xì)胞DNA迅速復(fù)制好。 三、選擇題 (下列各題均有五個(gè)備選答案，其中只有一個(gè)正確答案) 1．參與真核細(xì)胞線粒體DNA復(fù)制的DNA聚合酶是( ) (A)DNA聚合酶α (B)DNA聚合酶β (C)DNA聚合酶γ (D)DNA聚合酶δ (E)DNA聚合酶ε 2．識別大腸桿菌DNA復(fù)制起始區(qū)的蛋白質(zhì)是( ) (A)Dna A蛋白 (B)Dna B蛋白 (C)Dna C蛋白 （D)Dna E蛋白 (E)Dna G蛋白 3．尿嘧啶糖苷酶的功能是( ) (A)去除嘧啶二聚體 （B)切除RNA分子中的尿嘧啶 (C)切除DNA分子中的尿嘧啶 （D)切除RNA分子中的尿甘酸 (E)切除RNA分子中的尿苷酸 4．DNA突變和DNA修復(fù)之間的平衡在生物進(jìn)化中發(fā)揮著重要的作用，這是因?yàn)椋?) (A)DNA損傷過分嚴(yán)重總是導(dǎo)致物種的滅絕。 (B)DNA修復(fù)需要消耗ATP去糾正DNA的損傷。 (C)DNA損傷和DNA修復(fù)是細(xì)胞中互不相關(guān)的事件。 (D)胞嘧啶的脫氨基反應(yīng)是一件罕見的事件，但卻是引起突變的。 (E)生殖細(xì)胞中的DNA突變?nèi)绻麤]有被修復(fù)，只可以允許自然選擇。 5．在大多數(shù)DNA修復(fù)中，牽涉到四步序列反應(yīng)，這四步序列反應(yīng)的次序是( ) (A)識別、切除、再合成、再連接 (B)再連接、再合成、切除、識別 (C)切除、再合成、再連接、識別 (D)識別、再合成、再連接、切除 (E)切除、識別、再合成、再連接 6．同源重組是產(chǎn)生遺傳多樣性的一種重要的途徑。以下關(guān)于同源重組的機(jī)制哪一個(gè)是錯(cuò)誤的?( ) (A)分支點(diǎn)的遷移決定交叉的范圍 (B)DNA鏈的斷裂并非同源重組所必需 (C)鏈的侵入需要序列的同源性 (D)Holliday連接的分離需要180°的轉(zhuǎn)動 (E)重新連接是同源重組的最后一步反應(yīng) 7．XP(著色性干皮病)是因?yàn)槭裁疵溉笔б鸬?( ) (A)DNA復(fù)制 (B)轉(zhuǎn)錄 (C)轉(zhuǎn)錄后加工 (D)DNA修復(fù) （E)翻譯 8．萘啶酮酸是大腸桿菌細(xì)胞哪一種酶的抑制劑?( ) (A)DNA聚合酶 片 (B)引發(fā)酶 (C)DNA連接酶 (D)DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶 (E)DNA解鏈酶 9．在一個(gè)復(fù)制叉之中，以下哪一種蛋白質(zhì)的數(shù)量最多?( ) (A)DNA聚合酶 (B)引發(fā)酶 (C)SSB (D)DNA解鏈酶 (E)DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶 10．參與DNA復(fù)制的幾種酶的作用次序是( ) (A)DNA解鏈酶→引發(fā)酶→DNA聚合酶→DNA連接酶→切除引物的酶 (B)DNA解鏈酶→引發(fā)酶→DNA聚合酶→切除引物的酶→DNA連接酶 (C)引發(fā)酶→DNA解鏈酶→DNA聚合酶→DNA連接酶→切除引物的酶 (D)DNA解鏈酶個(gè)引發(fā)酶→切除引物的酶→DNA連接酶→DNA聚合酶 (E)DNA聚合酶→引發(fā)酶→DNA解鏈酶→DNA連接酶→切除引物的酶 11．預(yù)測下面哪一種基因組在紫外線照射下最容易發(fā)生突變?( ) (A)雙鏈DNA病毒 (B)單鏈DNA病毒 (C)線粒體基因組 (D)葉綠體基因組 (E)細(xì)胞核基因組 四、問答題 1．如何證明DNA復(fù)制延伸的方向是從5′→3′? 2．在岡崎提出DNA復(fù)制的不連續(xù)性觀點(diǎn)以后，對于DNA復(fù)制過程中是兩條鏈都是不連續(xù)復(fù)制，還是僅僅是后隨鏈才是不連續(xù)復(fù)制，存在著很大爭議。顯然前導(dǎo)鏈的合成不需要不連續(xù)復(fù)制，但是許多研究者發(fā)現(xiàn)經(jīng)脈沖標(biāo)記的岡崎片段可以和親代DNA的兩條鏈雜交，這似乎意味著親代DNA的兩條鏈都可以作為岡崎片段的模板。試提出一種機(jī)制解釋前導(dǎo)鏈的復(fù)制也可能產(chǎn)生岡崎片段，并設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明你提出的機(jī)制。 3．已發(fā)現(xiàn)大腸桿菌DNA聚合酶Ⅰ的3′→5′的外切酶活性并不能區(qū)分3′端錯(cuò)誤配對的核苷酸和正確配對的核苷酸。3′-端正確配對的核苷酸和錯(cuò)誤配對的核苷酸可被相同的速度切下。你如何解釋這種觀察到的結(jié)果與3′→5′的外切酶活性提高復(fù)制的忠實(shí)性這一事實(shí)不相沖突。 4．請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明野生型的大腸桿菌DNA聚合酶Ⅰ在催化DNA復(fù)制的過程中具有自我校對的能力。 5．簡述維持DNA復(fù)制的高度忠實(shí)性的機(jī)制。你預(yù)計(jì)前導(dǎo)鏈復(fù)制的忠實(shí)性與后隨鏈復(fù)制的忠實(shí)性會是一樣嗎? 6．大腸桿菌Dna A蛋白的突變通常是致死型的。對于這種蛋白質(zhì)功能的研究只能借助于條件致死型突變株。已得到大腸桿菌的一種溫度敏感型突變株。這種突變株在18℃能生長的很好，其DNA能正常地進(jìn)行復(fù)制，但在37℃就不能正常地生長，這時(shí)候DNA不能進(jìn)行復(fù)制。有兩種結(jié)果在確定Dna A蛋白的功能中很有用：其一是體外進(jìn)行的研究表明使用缺刻的DNA模板不需要Dna A蛋白；其二是將生長在18℃下突變株放在37℃下培養(yǎng)，DNA復(fù)制會繼續(xù)進(jìn)行，直到一輪復(fù)制結(jié)束，以后DNA復(fù)制將停止。你從以上觀察中，對Dna A蛋白的功能有什么結(jié)論? 參考答案
一、填充題 1．5′ 3′ 2．DNA聚合酶Ⅰ Rnase H MFl 3．DNA聚合酶Ⅰ DNA連接酶 4．RNA人工合成的DNA 5．胰蛋白酶 枯草桿菌蛋白酶 Klenow 3′→5′核酸外切酶 DNA聚合酶 5′→3′核酸外切酶 6．DNA聚合酶Ⅲ 不對稱 前導(dǎo)鏈 后隨鏈 環(huán)（loop) 7．1 2 Tyr 8．堿基損傷 DNA鏈損傷 理化因素 生物學(xué)因素 9．FADH2 蝶呤 脫氮黃素 嘧啶二聚體 10．P53 阻止 細(xì)胞凋亡 11．DNA聚合酶的高度選擇性 DNA聚合酶的自我校對 錯(cuò)配修復(fù) 12．長 二、是非題 1．錯(cuò)。對于一個(gè)雙向復(fù)制的DNA分子來說，相對于一個(gè)復(fù)制叉為前導(dǎo)鏈模板的那條鏈相對于另一個(gè)復(fù)制叉來說則是后隨鏈的模板。 2．錯(cuò)。 DNA復(fù)制的忠實(shí)性主要是由DNA聚合酶的高度選擇性決定的，DNA聚合酶所具有的3′→5′核酸外切酶只是進(jìn)一步提高復(fù)制的忠實(shí)性。 3．對。DNA連接酶和DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶在催化反應(yīng)中都與底物形成了共價(jià)的中間物，前者的賴氨酸殘基的ε-NH2與AMP共價(jià)相連，后者的酪氨酸殘基與5′→磷酸或3′→磷酸形成共價(jià)中間物。 4．錯(cuò)。大腸桿菌DNA聚合酶以ANAD+作為能源物質(zhì)，并非氧化劑。 5．錯(cuò)。在真核細(xì)胞細(xì)胞核DNA復(fù)制的過程中，會發(fā)生DNA聚合酶。被子取代的過程，DNA聚合酶占具有校對功能，因此真核細(xì)胞細(xì)胞核DNA復(fù)制的忠實(shí)性并不比原核細(xì)胞差。 6．錯(cuò)。DNA復(fù)制的延伸速度相對恒定，與培養(yǎng)基的營養(yǎng)狀況關(guān)系不大。 7．錯(cuò)。參與大腸桿菌DNA錯(cuò)配修復(fù)的DNA聚合酶為DNA聚合酶Ⅲ。 8．對。癌細(xì)胞具有無限的增殖能力，而正常的細(xì)胞壽命是有限的，這與端聚酶的活性是平行的。 9．錯(cuò)。 DNA在合成的時(shí)候，不斷發(fā)生連接反應(yīng)，將先形成的岡崎片段連接起來，并不是在反應(yīng)的最后才將各岡崎片段連接起來。 10．錯(cuò)。真核細(xì)胞DNA復(fù)制過程中復(fù)制叉前進(jìn)的速度(30核苷酸渺)實(shí)際上小于原核細(xì)胞DNA復(fù)制叉前進(jìn)的速度(1 000核苷酸/秒)，但是，真核細(xì)胞DNA具有多個(gè)復(fù)制起始區(qū)，這就彌補(bǔ)了復(fù)制叉前進(jìn)速度低的不足。 三、選擇題 1． (C) 五種DNA聚合酶，只有γ位于線粒體基質(zhì)之中，線粒體DNA的復(fù)制只能由它負(fù)責(zé)催化。 2．(A) 大腸桿菌DnaA蛋白與oriC里的4個(gè)重復(fù)的由9bp組成的DNA序列有非常 高的親和性，由于它的與oriC區(qū)域的結(jié)合而觸發(fā)了DNA復(fù)制的起始o(jì) 3．(C) 尿嘧啶糖苷酶的功能是切除DNA分子中胞嘧啶因自發(fā)脫氨基作用而轉(zhuǎn)變成的尿嘧啶或在DNA復(fù)制過程中，因dUTP代替dTTP而出現(xiàn)在DNA分子中的尿嘧啶，為AP內(nèi)切酶的作用創(chuàng)造條件。 4．(E) 生殖細(xì)胞DNA發(fā)生突變沒有及時(shí)修復(fù)，如果這種突變不是致死型的，則可以遺傳給后代，通過自然選擇，積累有利的突變，為生物進(jìn)化提供動力。 5．(A) DNA修復(fù)首先需要識別損傷的地點(diǎn)，然后切除受損傷處的一段核苷酸序列，在以正常的一條鏈作為模板合成互補(bǔ)的片段代替被切除的核苷酸序列，最后連接酶負(fù)責(zé)連接以形成一條連續(xù)的DNA鏈。 6．(B) DNA鏈的斷裂是完成同源重組所必需的一步反應(yīng)。 7．(D) 當(dāng)DNA修復(fù)有缺陷時(shí)，DNA分子上紫外線引發(fā)的嘧啶二聚體不能有效地去除，而導(dǎo)致XP的發(fā)生。 8．(D) 萘啶酮酸是大腸桿菌旋轉(zhuǎn)酶的抑制劑，而旋轉(zhuǎn)酶即是一種拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ。 9．(C) 題目中所給出的5種蛋白質(zhì)，只有SSB不是酶，它以化學(xué)計(jì)量參與DNA復(fù)制反應(yīng)，因此在復(fù)制叉中，分子數(shù)應(yīng)最多。 10．(B) DNA復(fù)制首先需要解鏈，這需要解鏈酶的作用，其次是合成引物，這是在引發(fā)酶催化下進(jìn)行的，再其次是切除岡崎片段上的引物，然后填補(bǔ)空缺，最后連接酶將相連的岡崎片段連接起來。 11．(B) 單鏈RNA當(dāng)受到損傷以后，因缺乏互補(bǔ)鏈作為模板，而難于修復(fù)，因此最容易產(chǎn)生突變。 四、問答題 1．將雙脫氧核苷三磷酸(ddNTP)加到體外復(fù)制體系中，如果能夠造成末端終止，則DNA復(fù)制的方向是5′→3′，因?yàn)楫?dāng)DNA復(fù)制是3′→5′，時(shí)，ddNTP無法摻入到DNA鏈的生長端(無3′-羥基，不能與前一個(gè)核苷酸形成3′，5′-磷酸二酯鍵)，即5′-端，因此不可能造成末端終止。 2．前導(dǎo)鏈似乎也形成小的片段，是因?yàn)樵谝粋�(gè)細(xì)胞中，含有微量的dUTP，它在DNA復(fù)制過程中，有可能代替dTTP摻人到新合成的子鏈之中，由于脫氧尿苷酸不是DNA分子中的正常核苷酸，所以體內(nèi)的修復(fù)系統(tǒng)會將它去除。去除的機(jī)制先是尿嘧啶糖苷酶切除DNA鏈上的尿嘧啶，然后AP內(nèi)切酶在被切除堿基的地方，將DNA鏈切開，外切酶切除一段包括錯(cuò)誤的尿苷酸在內(nèi)的核苷酸序列，再由DNA聚合酶和連接酶完成剩下的修復(fù)工作。AP內(nèi)切酶的作用必然導(dǎo)致前導(dǎo)鏈形成小的DNA片段(類似于岡崎片段)。篩選AP內(nèi)切酶缺失的大腸桿菌突變株，觀察以上現(xiàn)象是否還能發(fā)生。 3．已發(fā)現(xiàn)DNA聚合酶Ⅰ在催化錯(cuò)配的堿基的3′端進(jìn)行的延伸反應(yīng)的速度低于在正確配對的堿基的3′端所進(jìn)行的延伸反應(yīng)。因而錯(cuò)配的堿基在3′端暴露的時(shí)間就長，這就為3′→5′外切酶切除錯(cuò)配的堿基創(chuàng)造了更大的可能性。 4．以人工合成的Poly dA作為模板，以3′端為[32P]-dCMP的Oligo[3H]-dT作為引物，加入DNA聚合酶Ⅰ。引物中的dT將會與模板中的dA正常地配對，而引物中的最后一個(gè)核苷酸dC將不會與dA正常地配對。在dTTP存在下，會發(fā)現(xiàn)引物中的[32p]標(biāo)記的dCMP很快地消失，而[3H]標(biāo)記的dT不僅沒有消失，而且還有增加。這說明DNA聚合酶工依靠它的3′→5′的外切酶活性去除了錯(cuò)誤的dCMP，然后根據(jù)模板的要求繼續(xù)進(jìn)行復(fù)制。 5．維持DNA復(fù)制的高度忠實(shí)性的機(jī)制主要包括：(1)DNA聚合酶的高度選擇性。(2)DNA聚合酶所具有的3′→5′的外切酶活性能夠進(jìn)行自我校對，以切除復(fù)制過程中錯(cuò)誤摻人的核苷酸。(3)錯(cuò)配修復(fù)。(4)使用RNA作為引物也能提高DNA復(fù)制的忠實(shí)性。因?yàn)楫?dāng)DNA剛開始進(jìn)行復(fù)制的時(shí)候，由于缺乏協(xié)同性，所以錯(cuò)誤的機(jī)會很大。利用RNA作為引物，就可以降低在開始階段所發(fā)生的錯(cuò)誤，這是因?yàn)樽罱KRNA引物都要被切除。如果不使用RNA作為引物，那么后隨鏈的合成忠實(shí)性可能要低于前導(dǎo)鏈。 6．Dna A蛋白的功能參與DNA復(fù)制的起始，負(fù)責(zé)識別復(fù)制起始區(qū)。在體外使用缺刻的DNA模板不需要Dna A蛋白，這是因?yàn)槿笨藾NA很容易解鏈，缺刻處可直接作為復(fù)制起始區(qū)使用；將生長在18℃下的Dna A蛋白的突變株放在37℃下培養(yǎng)，DNA復(fù)制會繼續(xù)進(jìn)行，直到一輪復(fù)制結(jié)束，以后DNA復(fù)制將停止。這是因?yàn)樵?8℃下，Dn會計(jì)資格a A蛋白具有活性，DNA復(fù)制能夠正常地起始。當(dāng)將細(xì)胞改放在37℃下培養(yǎng)，原來與已完成起始步驟的DNA可繼續(xù)復(fù)制直到結(jié)束。然而卻不能進(jìn)行新一輪的復(fù)制，因?yàn)樵?7℃下，Dna A蛋白沒有活性。 第3節(jié) RNA的生物合成（轉(zhuǎn)錄) 一、填充題 1．基因轉(zhuǎn)錄的方向是從 端到 端。 2．使用 可將真核細(xì)胞的三種RNA聚合酶區(qū)分開來。 3．所有真核細(xì)胞的RNA聚合酶Ⅱ的最大亞基的C端都含有一段高度保守的重復(fù)序列，這段重復(fù)序列是 ，它的功能可能是 。 4．原核細(xì)胞啟動子-10區(qū)的序列通常被稱為 ，其一致序列是 。 5．真核細(xì)胞轉(zhuǎn)錄因子的功能是 和 。 6．大腸桿菌Rnase P由 和 組成，其中 能獨(dú)立完成催化，該酶參與 的后加工。 7．原核細(xì)胞基因轉(zhuǎn)錄的終止有兩種機(jī)制，一種是 ，另一種是 。 8．使用 技術(shù)可以確定一個(gè)蛋白質(zhì)基因是不是斷裂基因。 9．所有的反轉(zhuǎn)錄病毒的基因組都含有 、 和 三種基因。 10．真核細(xì)胞三種RNA聚合酶共有的轉(zhuǎn)錄因子是 。 11．RNA病毒的進(jìn)化速度遠(yuǎn)高于它的宿主細(xì)胞是因?yàn)?U> 。 12．同一種基因在肝細(xì)胞中表達(dá)的終產(chǎn)物是Apo B-100，而在小腸上皮細(xì)胞中表達(dá)的終產(chǎn)物是相對分子質(zhì)量較小的Apo B-48，這種差別是通過 機(jī)制實(shí)現(xiàn)的。 二、是非題 1．原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的RNA聚合酶都能夠直接識別啟動子。 2．在原核細(xì)胞基因轉(zhuǎn)錄的過程中，當(dāng)?shù)谝粋�(gè)磷酸二酯鍵形成以后，口因子即與核心酶解離。 3．大腸桿菌染色體DNA由兩條鏈組成，其中一條鏈充當(dāng)模板鏈，另外一條鏈充當(dāng)編碼鏈。 4．真核細(xì)胞4種rRNA的轉(zhuǎn)錄由同一種RNA聚合酶，即RNA聚合酶Ⅰ催化。 5．利福霉素和利鏈霉素都是原核細(xì)胞RNA聚合酶的抑制劑，兩者都抑制轉(zhuǎn)錄的起始。 6．原核細(xì)胞中，構(gòu)成RNA聚合酶的σ因子的濃度低于核心酶的濃度。 7．到現(xiàn)在為止，還沒有在正常的或受病毒感染的原核細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)有反轉(zhuǎn)錄現(xiàn)象。 8．與蛋白質(zhì)酶不同的是，ribozyme的活性不需要有特定的三維結(jié)構(gòu)。 9．帽子結(jié)構(gòu)是真核細(xì)胞，mRNA所特有的結(jié)構(gòu)。 10．線粒體內(nèi)的RNA聚合酶由細(xì)胞核基因編碼。 11．真核細(xì)胞mRNA編碼區(qū)不含修飾核苷酸。 12．有的tRNA的反密碼子由四個(gè)核苷酸組成。 13．DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆轉(zhuǎn)錄酶一般都含有鋅離子。 三、選擇題(下列各題均有五個(gè)備選答案，其中只有一個(gè)正確答案) 1．使用纖維素-Oligo dT分離真核生物的mRNA時(shí)，哪一種條件比較合理?( ) (A)在有機(jī)溶劑存在下上柱，低鹽溶液洗脫 (B)低鹽條件下上柱，高鹽溶液洗脫 (C)高鹽溶液上柱，低鹽溶液洗脫 (D)酸性溶液上柱，堿性溶液洗脫 (E)堿性溶液上柱，酸性溶液洗脫 2．四種真核mRNA后加工的順序是( ) (A)帶帽、運(yùn)輸出細(xì)胞核、加尾、剪接 (B)帶帽、剪接、加尾、運(yùn)輸出細(xì)胞核 (C)剪接、帶帽、加尾、運(yùn)輸出細(xì)胞核 (D)帶帽、加尾、剪接、運(yùn)輸出細(xì)胞核 (E)運(yùn)輸出細(xì)胞核、帶帽、剪接、加尾 3．轉(zhuǎn)錄真核細(xì)胞rRNA的酶是( ) (A)RNA聚合酶Ⅰ (B)RNA聚合酶Ⅱ (C)RNA聚合酶Ⅲ (D)RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ (E)RNA聚合酶Ⅱ和Ⅲ 4．大腸桿菌RNA聚合酶全酶分子中負(fù)責(zé)識別啟動子的亞基是( ) (A)α亞基 (B)β亞基 (C)β′亞基 (D)σ因子 (E)ω因子 5．關(guān)于某一個(gè)基因的增強(qiáng)子的說法哪一種是錯(cuò)誤的?( ) (A)增強(qiáng)子的缺失可導(dǎo)致該基因轉(zhuǎn)錄效率的降低 (B)增強(qiáng)子序列與DNA結(jié)合蛋白相互作用 (C)增強(qiáng)子能夠提高該基因mRNA的翻譯效率 (D)增強(qiáng)子的作用與方向無關(guān) (E)某些病毒基因組中也含有增強(qiáng)子 6．雌激素反應(yīng)元件（ERE)的一致序列為AGGTCAnnnTGACCT。如果將該序列方向改變，則依賴于雌激素的基因轉(zhuǎn)錄將受到什么樣的影響?( ) (A)只有3′端基因?qū)⒈魂P(guān)閉 (B)只有5′端基因?qū)⒈魂P(guān)閉 (C)5′端和3′端基因都將被關(guān)閉 (D)對5′端和3′端基因沒有什么影響 (E)由ERE編碼的所有氨基酸都將改變 7．細(xì)菌轉(zhuǎn)錄過程中RNA合成的正常終止是因?yàn)槭裁丛斐傻?( ) Ⅰ．RNA聚合酶與另一個(gè)向相反方向轉(zhuǎn)錄的RNA聚合酶相遇 Ⅱ．RNA聚合酶經(jīng)過DNA上的一段特殊的堿基序列隨后從DNA模板上掉下來 Ⅲ．RNA聚合酶與特殊的蛋白質(zhì)相互作用隨后從新合成的RNA鏈上解離 (A)只有工 (B)只有Ⅱ (C)只有Ⅲ (D)只有工和Ⅱ (E)工、Ⅱ和Ⅲ 四、問答題 1．某些基因在轉(zhuǎn)錄的過程中，RNA聚合酶會發(fā)生暫停的現(xiàn)象，即RNA聚合酶在到達(dá)某些位點(diǎn)停止轉(zhuǎn)錄，你如何檢測到這種暫�，F(xiàn)象。 2．在很長一段時(shí)間里，人們對乳糖操縱子阻遏蛋白究竟是通過阻止RNA聚合酶與啟動子的結(jié)合來抑制乳糖操縱子的結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄的，還是允許基因轉(zhuǎn)錄的起始但阻止延伸通過與操作子結(jié)合阻遏蛋白而抑制轉(zhuǎn)錄的并不清楚。你如何確定阻遏蛋白是通過以上哪一種機(jī)制抑制乳糖操縱子的結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄的? 3．如果你得到一種新的順式作用元件，你可以使用什么樣的方法確定它究竟屬于增強(qiáng)子、沉默子還是啟動子? 4．為什么在野生型的大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)得不到rRNA基因的初級轉(zhuǎn)錄物? 5．在任何給定的時(shí)間內(nèi)，細(xì)菌合成的RNA中約有40%～50%是mRNA，但細(xì)胞中的mRNA卻只占總RNA的3%左右，為什么?試預(yù)測真核生物"mRNA占總RNA的比例與原核生物會有什么不同? 6．與真核細(xì)胞的其他蛋白質(zhì)基因相比，組蛋白的基因的結(jié)構(gòu)具有一些不同尋常的性質(zhì)，比如基因的拷貝數(shù)屬于中等拷貝、基因無內(nèi)含子以及它的成熟的mRNA無Poly A尾巴，你認(rèn)為這些性質(zhì)對于組蛋白合成的特殊要求具有什么樣的優(yōu)勢。 7．有一種假說認(rèn)為真核細(xì)胞mRNA3′端上的PolyA尾巴的功能可能是給信使mRNA“記帳”，也就是說mRNA每使用一次，Poly A上就被水解掉一個(gè)或幾個(gè)核苷酸，當(dāng)Poly A被水解到一臨界的長度時(shí)，mRN A即被水解。試設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這種假說。 參考答案 一、填充題 1．5′端 3′端。 2．α鵝膏蕈堿(α-amanitin) 3．Thr-Ser-Pro-Tyr-Ser-Pro 磷酸化位點(diǎn) 4．Pribonow box TATAT 5．將RNA聚合酶引向啟動子 調(diào)節(jié)RNA聚合酶的活性 6．RNA 蛋白質(zhì) RNA Pro-tRNA的5′端 7．依賴于終止子 依賴于rho因子 8．R環(huán)技術(shù) 9．gag pol env 10.TBP 11．RNA復(fù)制或反轉(zhuǎn)錄缺乏自我校對機(jī)制 12．編輯 二、是非題 1.錯(cuò)。原核細(xì)胞的RNA聚合酶能夠直接識別啟動子，并與啟動子結(jié)合，但真核細(xì)胞的 三種RNA聚合酶并不能識別啟動子，它們與啟動子的結(jié)合需要特殊的轉(zhuǎn)錄因子的幫助。 2.錯(cuò)。原核基因的轉(zhuǎn)錄一般是形成5～6個(gè)磷酸二酯鍵以后方因子才與核心酶解離. 3錯(cuò)。不同的基因使用不同的鏈作為其編碼鏈和模板鏈。 4.錯(cuò)。28S rRNA、18S rRNA和5.8S rRNA作為一個(gè)多順反子，由RNA聚合酶Ⅰ催化轉(zhuǎn)錄，5S rRNA是一種小分子RNA，由RNA聚合酶Ⅲ催化轉(zhuǎn)錄o 5．錯(cuò)。利福霉素抑制原核細(xì)胞轉(zhuǎn)錄的起始階段，利鏈霉素則抑制延伸階段 6．對。原核細(xì)胞RNA全酶分子中的δ因子只參與轉(zhuǎn)錄的起始，當(dāng)起始完成以后即與核心酶解離，并可以重新利用參與新一輪的轉(zhuǎn)錄起始，因此它的濃度不需要與核心酶一樣。 7．錯(cuò)。在一種黏細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)，發(fā)現(xiàn)有一種特殊的分支核酸分子的存在，這種核酸就是通過反轉(zhuǎn)錄過程形成的。 8．錯(cuò)。 ribozyme與蛋白類酶一樣，也需要有正確的三維結(jié)構(gòu)，才會有活性。 9．錯(cuò)。某些SnRNA的5′端也有帽子結(jié)構(gòu)o 10．對。線粒體內(nèi)的蛋白質(zhì)有許多由細(xì)胞核基因編碼，包括它的RNA聚合酶。 11．錯(cuò)。真核細(xì)胞mRNA的后加工方式中有一種內(nèi)部甲基化形式，它既可以發(fā)生在內(nèi)含子上，也可以發(fā)生在外顯子上，被甲基化的堿基是A(m6A)。 12．對。某些tRNA基因的突變可使得這種tRNA具有四個(gè)核苷酸的密碼子。 13．對。 三、選擇題 1．(C) 高鹽可中和多聚核苷酸鏈上磷酸根的負(fù)電荷，有利于互補(bǔ)鏈的結(jié)合。 2．(D) 帶帽是一個(gè)共轉(zhuǎn)錄的后加工方式，它首先發(fā)生，其次是加尾，然后是剪接，最后才是運(yùn)輸出細(xì)胞核。 3．(D) 真核細(xì)胞28S rRNA、18S rRNA和5．8S rRNA作為一個(gè)多順反子由RNA聚合酶工催化轉(zhuǎn)錄，5S rRNA作為一種小分子RNA由RNA聚合酶Ⅲ負(fù)責(zé)催化。 4．(D) 大腸桿菌RNA聚合酶全酶上的不同亞基的功能是有區(qū)別的：β′基是一種堿性蛋白能夠與DNA結(jié)合，β亞基含有聚合酶的活性中心，α負(fù)責(zé)全酶的組裝和鏈的起始，σ因子負(fù)責(zé)識別啟動子，ω因子并不是聚合酶的組分。 5．(C) 增強(qiáng)子是調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄的堿基序列，與mRNA的翻譯無關(guān)。 6．(D) ACGGTCAnnnTGACCT是一段回文序列，當(dāng)將它以反方向插到啟動子上游的時(shí)候，理應(yīng)對兩側(cè)基因的表達(dá)沒有影響。 7．(D) 細(xì)菌轉(zhuǎn)錄的終止機(jī)制有兩種：一種依賴于終止子序列；另一種依賴于一種被稱為rho因子的蛋白質(zhì)。 四、思考問答題 1．當(dāng)RNA聚合酶在催化轉(zhuǎn)錄的過程中有暫�，F(xiàn)象，則轉(zhuǎn)錄的速度將低于無暫停的RNA聚合酶催化轉(zhuǎn)錄的速度，這樣在相同的時(shí)間內(nèi)，轉(zhuǎn)錄物的長度將比一般轉(zhuǎn)錄物的長度短。使用放射性標(biāo)記的NTP標(biāo)記轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，然后進(jìn)行凝膠電泳和放射自顯影，有暫�，F(xiàn)象的轉(zhuǎn)錄物的條帶位置將會超前。 2．使用足印法(footprinting)進(jìn)行確定：如果阻遏蛋白是通過阻止RNA聚合酶與啟動子的結(jié)合來抑制乳糖操縱子的結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄的，則高濃度的阻遏蛋白的存在將會競爭性抑制RNA聚合酶與啟動子的結(jié)合；如果阻遏蛋白允許基因轉(zhuǎn)錄的起始但通過與操作子結(jié)合抑制轉(zhuǎn)錄的延伸，則不會出現(xiàn)上述現(xiàn)象。也可以通過相關(guān)的基因在體外轉(zhuǎn)錄進(jìn)行確定：觀察在無阻遏蛋白的情況下，被轉(zhuǎn)錄的區(qū)域是否包括操作子序列。 3．根據(jù)增強(qiáng)子、沉默子和啟動子的不同性質(zhì)進(jìn)行確定。增強(qiáng)子和沉默子與啟動子的主要差別是啟動子與它所控制轉(zhuǎn)錄的基因之間在方向和距離上有嚴(yán)格的要求，而增強(qiáng)子和啟動子與距離、方向無關(guān)。這樣可以通過改變未知功能的順式作用元件與報(bào)告基因(reporter gene)的距離和方向，觀察報(bào)告基因的表達(dá)所發(fā)生的變化來確定新發(fā)現(xiàn)的順式作用元件究竟屬于那一類。 4．大腸桿菌rRNA后加工并非絕對發(fā)生在轉(zhuǎn)錄以后，一些后加工反應(yīng)在轉(zhuǎn)錄還沒有完成的時(shí)候就已經(jīng)開始，其中包括某些剪切反應(yīng)，因此在野生型大腸桿菌體內(nèi)，等轉(zhuǎn)錄結(jié)束后得到的并不是原始的初級轉(zhuǎn)錄物。只有當(dāng)大腸桿菌某些參與后加工的酶有缺陷以后，才有可能得到真正的初級轉(zhuǎn)錄物。 5．在給定的時(shí)間內(nèi)，盡管細(xì)菌合成的RNA中約有40%～50%是mRNA，但轉(zhuǎn)錄出來的mRNA很容易水解，甚至在其3′端還沒有合成好，5′端就開始水解。因而它的半壽期極短，在細(xì)胞中不容易積累，只占細(xì)胞總RNA的很小的一部分。然而，雖然tRNA和rRNA轉(zhuǎn)錄的效率低，但是穩(wěn)定性高于mRNA，所以它們在細(xì)胞中容易堆積，占細(xì)胞總RNA的比例反而大。 與原核生物的mRNA相比，真核生物mRNA的5′端有帽子結(jié)構(gòu)，3′端有PolyA尾巴的保護(hù)，因而其穩(wěn)定性要比原核生物mRNA高得多。因此它占細(xì)胞中總DNA的比例應(yīng)高于原核生物。 6．組蛋白的合成與DNA的復(fù)制是高度同步的，都集中在細(xì)胞周期的S期。在合成以后兩者要組裝成核小體的結(jié)構(gòu)，這需要在較短的時(shí)間內(nèi)合成大量的組蛋白。組蛋白的基因的結(jié)構(gòu)所具有的一些不同尋常的性質(zhì)，比如基因的拷貝數(shù)屬于中等拷貝�；驘o內(nèi)含子以及它的成熟的mRNA無PolyA尾巴等似乎都與使得它能夠在短時(shí)間內(nèi)得到大量拷貝的成熟mRNA有關(guān)。組蛋白mRNA的5′端仍然保留戴帽反應(yīng)，這 也可以得到解釋，因?yàn)榇髅狈磻?yīng)是一種共轉(zhuǎn)錄反應(yīng)，它并不需要專門的時(shí)間來完成。 7．測定不同長度PolyA尾巴的mRNA的分布及其相對含量，如果能夠發(fā)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)缺乏一定長度以下的mRNA的存在，那么就說明題中的假說是正確的。 第4節(jié) 蛋白質(zhì)的生物合成 一、填充題 1．蛋白質(zhì)的生物合成是以 作為模板， 作為運(yùn)輸氨基酸的工具， 作為合成的場所。 2．細(xì)胞內(nèi)多肽鏈合成的方向是從 端到 端，而閱讀mRNA的方向是從 端到 端。 3．核糖體上能夠結(jié)合rRNA的部位有 部位、 部位和 部位。 4．蛋白質(zhì)的生物合成通常以 作為起始密碼子，有時(shí)也以 作為起始密碼子，以 、 和 作為終止密碼子。 5．SD序列是指原核細(xì)胞mRNA的5′端富含 堿基的序列，它可以和16S rRNA的3′端的 序列互補(bǔ)配對，而幫助起始密碼子的識別。 6．密碼子的第2個(gè)核苷酸如果是嘧啶核苷酸，那么該密碼子所決定氨基酸通常是 。 7．原核生物蛋白質(zhì)合成中第一個(gè)被摻入的氨基酸是 。 8．無細(xì)胞翻譯系統(tǒng)翻譯出來的多肽鏈通常比在完整的細(xì)胞中翻譯的產(chǎn)物要長，這是因?yàn)?U> 。 9．同工受體tRNA是指 。 10．瘋牛病的致病因子是一種 。 11．已發(fā)現(xiàn)體內(nèi)大多數(shù)蛋白質(zhì)正確的構(gòu)象的形成需要 的幫助，某些蛋白質(zhì)的折疊還需要 和 酶的催化。 12；已有充分的證據(jù)表明大腸桿菌的轉(zhuǎn)肽酶由其核糖體的 承擔(dān)。 二、是非題 1．氨酰-tRNA合成酶可通過其催化的逆反應(yīng)對誤載的氨基酸進(jìn)行校對。 2．在蛋白質(zhì)生物合成中，所有的氨酰-tRNA都是首先進(jìn)入核糖體的A部位。 3．由于遺傳密碼的通用性，所以真核細(xì)胞的mRNA可在原核翻譯系統(tǒng)中得到正常的翻譯。 4．在翻譯起始階段，由完整的核糖體與mRNA的5′端結(jié)合，從而開始蛋白質(zhì)的合成。 5．所有的氨酰-tRNA的合成都需要相應(yīng)的氨酰-tRNA合成酶的催化。 6．對于某一種氨酰-tRNA合成酶來說，在它的催化下，被識別的氨基酸隨機(jī)的與其相應(yīng)的tRNA的3′端CCA的3′-OH或5′-OH形成酯鍵。 7．tRNA的個(gè)性即是其特有的三葉草結(jié)構(gòu)。 8．泛素是一種熱激蛋白(HSP)。 9．氨酰-tRNA進(jìn)入A部位之前，與EF-Tu結(jié)合的GTP必須水解。 10．從DNA分子的三聯(lián)體密碼可以毫不懷疑地推斷出某一多肽的氨基酸序列，但從氨基酸序列并不能準(zhǔn)確地推導(dǎo)出相應(yīng)基因的核苷酸序列。 11．已發(fā)現(xiàn)許多蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)不是由其一級結(jié)構(gòu)決定的，而是由分子伴侶決定的。 12．多肽鏈的折疊發(fā)生在蛋白質(zhì)合成結(jié)束以后才開始。 13．在線粒體內(nèi)的翻譯系統(tǒng)中，第一個(gè)被摻入的氨基酸也都是甲酰甲硫氨酸。 14．蛋白質(zhì)翻譯一般以AUG作為起始密碼子，有時(shí)也以GUG為起始密碼子，但以GUG為起始密碼子，則第一個(gè)被摻入的氨基酸為Val。 15．與核糖體蛋白相比，rRNA僅僅作為核糖體的結(jié)構(gòu)骨架，在蛋白質(zhì)合成中沒有什么直接的作用。 16．人工合成多肽的方向也是從N端到C端。 17，在大腸桿菌里表達(dá)人組蛋白，可直接從人基因組中獲取目的基因。 18．細(xì)胞內(nèi)的tRNA只參與蛋白質(zhì)的合成。 三、選擇題(下列各題均有五個(gè)備選答案，試從其中選出一個(gè)) 1．某一種tRNA的反密碼子為5′IUC3′，它識別的密碼子序列是( ) (A)AAG (B)CAG (C)GAG (D)GAA (E)AGG 2．根據(jù)擺動學(xué)說，當(dāng)一個(gè)tRNA分子上的反密碼子的第一個(gè)堿基為次黃嘌呤時(shí)，它可以和mRNA密碼子的第三位的幾種堿基配對?( ) (A)1 (B)2 (C)3 (D)4 (E)5 3．如果遺傳密碼是四聯(lián)體密碼而不是三聯(lián)體，而且tRNA反密碼子前兩個(gè)核苷酸處于擺動的位置，那么蛋白質(zhì)正常合成大概需要多少種tRNA?( ) (A)約256種不同的tRNA (B)150～250種不同的tRNA (C)小于20種 (D)與三聯(lián)體密碼差不多的數(shù)目 (E)取決于氨酰—tRNA合成酶的種類 4．以下哪一種抑制劑只能抑制真核生物細(xì)胞質(zhì)的蛋白質(zhì)合成?( ) (A)氯霉素 (B)紅霉素 (C)放線菌酮 (D)嘌呤霉素 (E)四環(huán)素 5．既能抑制原核又能抑制真核細(xì)胞及其細(xì)胞器蛋白質(zhì)合成的抑制劑是( ) (A)氯霉素 (B)紅霉素 (C)放線菌酮 (D)嘌呤霉素 (E)蓖麻毒素 6．白喉毒素能夠抑制真核生物細(xì)胞質(zhì)的蛋白質(zhì)合成，是因?yàn)樗种屏说鞍踪|(zhì)合成的哪一個(gè)階段?( ) (A)氨基酸的活化 (B)起始 (C)氨酰-tRNA的進(jìn)位 (D)轉(zhuǎn)肽 (E)移位反應(yīng) 7．一個(gè)N端氨基酸為丙氨酸的20肽，其開放的閱讀框架至少應(yīng)該由多少個(gè)核苷酸殘基組成?( ) (A)60 (B)63 (C)66 (D)57 (E)69 8．以下哪一種蛋白質(zhì)因子在GTP的存在下，至少可以局部地保護(hù)Met-tRNAMetm防止核酸酶對它的降解?( ) (A)EF-Ts (B)EF-Tu (C)EF-G (D)IF-2 (E)RF-3 9．美國洛克菲勒大學(xué)的Blobel因提出什么學(xué)說而獲得1999年的諾貝爾醫(yī)學(xué)生理學(xué)獎(jiǎng)? ( ) (A)信號肽學(xué)說 （B)氧化磷酸化學(xué)說 （C)第二信使學(xué)說 (D)癌基因?qū)W說 （E)分子伴侶學(xué)說 四、問答題 1．大腸桿菌某一多肽基因的編碼鏈的序列是： 5′ACAATGTATGGTAGTTCATTATCCCGGGCGCAAATAACAAACCCGGGTTTC3′ (1)寫出該基因的無意義鏈的序列以及它編碼的mRNA的序列。 (2)預(yù)測它能編碼多少個(gè)氨基酸。 (3)標(biāo)出該基因上對紫外線高敏感位點(diǎn)。 (4)如果使用PCR擴(kuò)增該基因，需要合成兩段(dNMP)6作為引物，請寫出(dNMP)6核苷酸序列。 2．嘌呤霉素和紅霉素都能夠抑制原核細(xì)胞的蛋白質(zhì)合成，從而抑制細(xì)菌的生長，但嘌呤霉素抑制的效果明顯低于同劑量的紅霉素，試解釋這種現(xiàn)象。 3．盡管蛋白質(zhì)的水解在熱力學(xué)上是有利的，但是由泛素介導(dǎo)的蛋白質(zhì)選擇性降解卻需要消耗ATP。試解釋ATP對于這種形式的降解為什么是必需的。 4．簡述原核細(xì)胞與真核細(xì)胞(細(xì)胞質(zhì))的蛋白質(zhì)生物合成的主要區(qū)別。 5．假如你純化得到一種新的蛋白質(zhì)因子，但不知道它在細(xì)胞中的功能，你將采取什么樣的方法進(jìn)行研究? 答 案 一、填充題 1．mRNA rRNA 核糖體 2．N端 C端 5′端 3′端 3．P A E 4．AUG GUG UAG UGA UAA 5．嘌呤 嘧啶 6．疏水氨基酸 7．甲酰甲硫氨酸。 8．沒有經(jīng)歷后加工，如剪切 9．?dāng)y帶同一種氨基酸的不同的tRNA分子 10．蛋白質(zhì)（朊病毒) 11．分子伴侶 二硫鍵互換酶 脯氨酰肽酰異構(gòu)酶 12．23S rRNA 二、是非題 1．錯(cuò)。氨酰tRNA合成酶是通過其水解酶活性進(jìn)行校對，并非逆反應(yīng)(焦磷酸解)。 2．錯(cuò)。起始tRNA進(jìn)入P部位。 3．錯(cuò)。真核細(xì)胞mRNA的5′端無SD序列，因此在原核細(xì)胞翻譯系統(tǒng)中，不能有效地翻譯。 4．錯(cuò)。核糖體需要解離成大小兩個(gè)亞基才能夠與mRNA結(jié)合，啟動翻譯。 5．錯(cuò)。某些生物缺乏谷氨酰胺酰-tRNA合成酶或天冬酰胺酰-tRNA合成酶，相應(yīng)的Gln-tRNAGln或Asn-tRNAAsn的合成先是由谷氨酰-tRNA合成酶或天冬氨酰-tRNA合成酶催化形成誤載的Glu-tRNAGln或Asp-tRNAAsn，再經(jīng)過酰胺化反應(yīng)生成Gln-tRNAGln或Asn-tRNAAsn。 6．錯(cuò)。20種氨酰-tRNA合成酶可分為兩大類，一類將氨基酸轉(zhuǎn)移到相應(yīng)tRNA的3′ 端CCA的2′羥基上，另一類將氨基酸轉(zhuǎn)移到相應(yīng)tRNA的3′端CCA的3′羥基上。但對于某一種氨酰-tRNA合成酶來說，將氨基酸轉(zhuǎn)移到哪一位的羥基上是確定的，并不是隨機(jī)的。 7．錯(cuò)。tRNA是一個(gè)tRNA分子上決定所攜帶氨基酸性質(zhì)的核苷酸序列和阻止其他氨基酸被攜帶的核苷酸序列。不同種的tRNA的個(gè)性是不同的。 8．對。泛素是一種熱激蛋白，它在溫度生高的情況下表達(dá)量提高，有利于機(jī)體清除受熱變性的蛋白質(zhì)。 9．錯(cuò)。氨酰-tRNA進(jìn)入A部位以后，與EF-Tu結(jié)合的GTP才被水解，水解的意義在于釋放出EF-Tu。 10．錯(cuò)。從DNA的核苷酸序列并不能始終根據(jù)三聯(lián)體密碼推斷出某一蛋白質(zhì)的氨基酸序列，這是因?yàn)槟承┑鞍踪|(zhì)的翻譯經(jīng)歷再次程序化的解碼，而且大多數(shù)真核細(xì)胞的蛋白質(zhì)基因?yàn)閿嗔鸦颉?/P> 11．錯(cuò)。分子伴侶在多肽鏈的折疊過程中起輔助作用，對蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)起決定性的因素仍然是它的一級結(jié)構(gòu)。 12．錯(cuò)。多數(shù)多肽的折疊與肽鏈延伸反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行。 13．錯(cuò)。哺乳動物線粒體翻譯的蛋白質(zhì)第一個(gè)氨基酸并非是甲酰甲硫氨酸。 14．錯(cuò)。不管哪一個(gè)是起始密碼子，被摻人的氨基酸仍然是Met。 15．錯(cuò)。越來越多的證據(jù)表明rRNA在翻譯中，決不是僅僅充當(dāng)組裝核糖體的骨架作用，它能主動參與蛋白質(zhì)的合成，如作為ribozyme發(fā)揮作用。 16．錯(cuò)。人工合成多肽的方向正好與體內(nèi)的多肽鏈延伸的方向相反，是從C端向N端。 17．對。組蛋白基因不含內(nèi)含子，因此可從基因組中直接獲取它的基因。 18．錯(cuò)。 tRNA除了參與蛋白質(zhì)合成以外還有其他的功能，比如作為反轉(zhuǎn)錄病毒的引物、參與葉綠素的合成、參與細(xì)菌細(xì)胞壁肽聚糖的合成、作為轉(zhuǎn)錄因子調(diào)節(jié)基因的轉(zhuǎn)錄以及參與細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的定向水解。 三、選擇題 1．（C) 2．(C) 根據(jù)擺動規(guī)則，如果反密碼子的第一個(gè)堿基是I，它可以與U、C或A配對。 3．（D) 4．(C) 四環(huán)素、氯霉素和紅霉素專門抑制原核細(xì)胞的蛋白質(zhì)合成，嘌呤霉素既能抑制原核細(xì)胞的蛋白質(zhì)合成，又能抑制真核細(xì)胞的蛋白質(zhì)合成，只有放線菌酮才是真核細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)合成的特異性抑制劑。 5．（D) 解釋見上。 6．(E) 白喉毒素的A亞基催化NAD+上的ADP-核糖基轉(zhuǎn)移到EF-2上，導(dǎo)致移位因子失活，因此白喉毒素抑制的是真核細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)蛋白質(zhì)合成的移位反應(yīng)。 7．(C) 該ORF由20×3+3(起始密碼子)+3(終止密碼子)二66個(gè)核苷酸組成。 8．(B) EF-Tu作為蛋白質(zhì)合成的延伸因子，它能夠與Met-tRNAMetm及GTP形成三元復(fù)合物，從而保護(hù)Met-tRNAMetm防止核酸酶對它的降解。 9．(A) 四、問答題 1．(1)某一個(gè)基因的編碼鏈的堿基序列與其mRNA序列是一樣的，只不過U代替了T。因此該基因編碼的mRNA序列是 5′ACAAUGUAUGGUAGUUCAUUAUCCCGGGCGCAAAUAACAAACCCGGGUUUC3′ 該基因的無意義鏈即是與編碼鏈互補(bǔ)的堿基序列，應(yīng)為 5′GAAACCCGGGTTTGTTATTTGCGCCCGGGATAATGAACTACCATACATTGT3′ (2)9肽，因?yàn)樵搈RNA所含有的ORF序列是 AUGGUAGUUCAUUAUCCCGGGCGCAAAUAA (3)對紫外線敏感的位點(diǎn)應(yīng)該是具有相連的TT序列，如以下劃線的區(qū)域： 5′ACAATGTATGGTAGTTCATTATCCCGGGCGCAAATAACAAACCCGGGTTTC3′ (4)引物的序列分別是ACAATG和GAAACC。 2．嘌呤霉素和紅霉素抑制蛋白質(zhì)生物合成的機(jī)理完全不同，紅霉素是以催化劑量發(fā)揮作用，而嘌呤霉素作為氨酰-tRNA的類似物，當(dāng)“冒名頂替”進(jìn)入核糖體的A部位以后，肽酰轉(zhuǎn)移酶將P部位上的肽�；D(zhuǎn)移到嘌呤霉素的氨基上，形成肽�！堰拭顾�，結(jié)果導(dǎo)致肽鏈合成提前釋放。由于嘌呤霉素在作用的時(shí)候，自己也被消耗了，所以它是以化學(xué)計(jì)量起作用。顯然兩種抑制劑要達(dá)到相同的抑制效果，嘌呤霉素的用量要大。 3．由泛素介導(dǎo)的蛋白質(zhì)定向水解不同于消化道內(nèi)發(fā)生的蛋白質(zhì)的非特異性降解，它需要存在一種識別機(jī)制以識別將要被水解的蛋白質(zhì)，為了保證在識別過程中不發(fā)生錯(cuò)誤，也許還存在一種校對機(jī)制。正像其他的校對事件，如DNA復(fù)制過程中的校對以及氨酰-tRNA合成酶在氨基酸活化反應(yīng)中的校對等，都是以消耗能量為代價(jià)的。因此在泛素介導(dǎo)的蛋白質(zhì)降解之中，消耗ATP可能有利于識別過程的高度忠實(shí)性。 4．原核生物的蛋白質(zhì)合成與真核生物的蛋白質(zhì)合成的主要差別表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： (1)原核生物翻譯與轉(zhuǎn)錄是偶聯(lián)的，而真核生物不存在這種偶聯(lián)關(guān)系o (2)原核生物的起始tRNA經(jīng)歷甲�；磻�(yīng)，形成甲酰甲硫氨酰-tRNA，真核生物則不。 (3)采取完全不同的機(jī)制識別起始密碼子，原核生物依賴于SD序列，真核生物依賴于帽子結(jié)構(gòu)。 (4)原核生物的mRNA與核糖體小亞基的結(jié)合先于起始tRNA與小亞基的結(jié)合，而真核生物的起始tRNA與核糖體小亞基的結(jié)合先于mRNA與小亞基的結(jié)合。 (5)在原核生物蛋白質(zhì)合成的起始階段，不需要消耗ATP，但真核生物需要消耗ATP。 (6)參與真核生物蛋白質(zhì)合成起始階段的起始因子比原核復(fù)雜，釋放因子則相對簡單。 (7)原核生物與真核生物在密碼子的偏愛性上有所不同。 5．(1)測定該蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)，將它和已知功能的蛋白質(zhì)進(jìn)行比較，看能非找到具有同源序列的蛋白質(zhì)。如果有，檢測新發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)有無與它同源的蛋白質(zhì)的活性。 (2)制備該蛋白質(zhì)的單克隆抗體，使用核糖體沉降技術(shù)獲取該蛋白質(zhì)的mRNA，進(jìn)而得到它的cDNA。 (3)或者根據(jù)密碼子表從氨基酸序列反推出它c(diǎn)DNA序列。 (4)按照cDNA的序列設(shè)計(jì)能夠定向水解該蛋白質(zhì)mRNA的核酶(具錘頭結(jié)構(gòu)的核酶)表達(dá)載體，或者設(shè)計(jì)針對該蛋白質(zhì)mRNA的反義核酸表達(dá)載體。 (5)將以上表達(dá)載體引入能夠合成該蛋白質(zhì)的細(xì)胞。 (6)檢測細(xì)胞表型的改變，推斷該蛋白質(zhì)可能的生理功能。 (7)也可以直接篩選該蛋白質(zhì)基因發(fā)生突變的細(xì)胞，檢測突變株細(xì)胞表型的變化。 | ||||
