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第十单元 遗传信息的传递

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第十单元 遗传信息的传递 第十单元 遗传信息的传递 第一节 遗传信息传递概述 DNA是遗传的物质基础。DNA分子中碱基的排列顺序即是储藏的遗传信息。所谓基因,实质上就是DNA分子中的功能片段。尽管DNA分子中只有A、G、C和T四种碱基,因为DNA分子很大,含有的碱基数量极多(如人类基因组DNA含约3x109个碱基对),所以可有多种不同的排列方式。不同的基因由不同的碱基(或核苷酸)序列组成,携带不同的遗传信息。细胞分裂之前,其DNA分子必须进行自我复制,将亲代DNA的遗传信息准确地传递到子代DNA分子中,即DNA的复制。另一方面,DNA...

第十单元  遗传信息的传递
第十单元 遗传信息的传递 第一节 遗传信息传递概述 DNA是遗传的物质基础。DNA分子中碱基的排列顺序即是储藏的遗传信息。所谓基因,实质上就是DNA分子中的功能片段。尽管DNA分子中只有A、G、C和T四种碱基,因为DNA分子很大,含有的碱基数量极多(如人类基因组DNA含约3x109个碱基对),所以可有多种不同的排列方式。不同的基因由不同的碱基(或核苷酸)序列组成,携带不同的遗传信息。细胞分裂之前,其DNA分子必须进行自我复制,将亲代DNA的遗传信息准确地传递到子代DNA分子中,即DNA的复制。另一方面,DNA分子储藏的信息必须通过指导特异蛋白质的合成,由蛋白质表现特异的生物学功能或决定表型。各种蛋白质的特异功能与其结构有关。体内蛋白质分子中氨基酸的排列顺序最终是由DNA分子中的核苷酸序列决定的。但DNA分子本身并不能直接指导蛋白质的合成,而是首先以DNA分子为模板,合成与其结构相应的RNA分子,将DNA的遗传信息抄录到mRNA分子中。这种将DNA的遗传信息传递给RNA的过程称为转录。然后,再以mRNA为模板,按其碱基(A、G、C和U)排列顺序,以及三个相邻碱基序列决定一个氨基酸的密码子形式,决定蛋白质(肽链)合成时氨基酸的序列。这一过程称为翻译。通过转录和翻译,基因遗传信息从DNA传递到蛋白质,由蛋白质赋予细胞或个体一定的表型。遗传信息传递规律,称为遗传信息传递的中心法则。 【执业】2.基因表达就是 A.基因转录的过程 B.基因翻译的过程 C.基因转录和转录/翻译的过程 D.基因复制的过程 E.基因复制、转录和翻译的过程 答案 八年级地理上册填图题岩土工程勘察试题省略号的作用及举例应急救援安全知识车间5s试题及答案 :C 自然界某些RNA病毒还可以RNA为模板,指导DNA的合成。这种遗传信息传递方向与转录过程相反,称为反(逆)转录;某些病毒中的RNA也可自身复制。因此,遗传信息传递的中心法则得以补充。 【执业】1.RNA指导的DNA合成称 A.复制 B.转录 C.反转录 D.翻译 E.整合 答案:C 第二节 DNA的合成 一、DNA生物合成的概念 DNA分子在生物体内通过酶促聚合反应合成,即DNA的生物合成,DNA的生物合成有DNA指导的DNA合成、RNA指导的DNA合成以及修复合成三种方式。DNA指导的DNA合成是以DNA为模板,合成新的、与亲代模板完全一样的DNA分子,故称这种DNA合成为DNA的复制,它是细胞内DNA合成的最主要方式;RNA指导的DNA合成是以RNA为模板,合成与RNA核苷酸序列一致的DNA分子,因其过程与遗传信息流动时的转录过程方向相反.故称反转录合成;反转录作用广泛存在于生物界,在RNA病毒感染宿主的致病过程有重要意义,某些物理、化学或生物学(病毒)因素可导致DNA分子的损伤,生物体细胞内存在DNA修复合成体系,可使损伤的DNA分子得以修复。 二、DNA的复制合成 (一)复制的概念 DNA合成进行时,以两条亲代DNA链中的每一条链为模板,在DNA依赖的DNA聚合酶催化下,按A与T、C与C碱基配对原则合成子代DNA的过程称DNA的复制。由于复制合成的子代DNA两条脱氧核糖核苷酸链中有一条来自亲代DNA,另一条是以前者为模板新合成的子代DNA链,所以DNA的这种合成作用又称半保留复制。 (二)DNA复制过程真核生物的DNA复制过程与原核基本相似,有些机制尚不十分清楚。根据目前认识,可将E.coli DNA复制过程(图2-10-1)分为以下阶段。 1.螺旋的松弛与解链 在复制起始点ori所在部位首先由DNA拓扑异构酶(Topo)和解链酶松驰DNA超螺旋结构,解开一段双链,并由单链DNA结合蛋白(SSB)保护和稳定 DNA单链.形成复制点,这个复制点的形状像一个叉子,即复制叉,将模板展示出来。 2.引物RNA的合成 当两股单链暴露出足够数量的碱基对时,DNA复制即进入引发阶段,主要由引发酶和引发前体参与合成RNA引物。以3’-5’走向的亲代DNA链为模板进行合成的子链,称前导链;以5’-3’走向的亲代DNA链为模板进行合成的子链,称随从链。前导链的引发较简单,在引发酶催化下合成一个短的RNA引物(10-60 nt),继而从RNA引物的3’末端开始连续地沿着5’-3’方向进行DNA链的合成。随从链引物的合成则是在引发酶和引发前体,以及DnaA蛋白联合作用下台成的。继而在引物的3’-OH端进行冈崎片段的合成。 3.DNA链的延长 DNA链的延长是在DNA聚合酶(DNA pol)催化下,以四种三磷酸脱氧核苷(dNTP)即dATP、dGTP、dCTP和dTTP为原料进行的聚合反应。反应体系中有DNA模板、引物及Mg2+存在。聚合作用是自引物的3’-OH端上开始,从5’—3’方向逐个加入脱氧核苷酸dNMP而脱下焦磷酸PPi,使DNA链得以延长。复制时DNA的两条链均可作为模板,分别合成两条子代DNA链。由于DNA的两条链是反平行的,即一条链走向是5’-3’而另一条链是3’-5’走向,但是DNA poI催化DNA链的合成只能沿着5’-3’方向进行,因此解开双链后在3’-5’走向的模板上可以顺利地按5’-3’方向合成新的DNA链,即前导链;而以5’-3’走向链为模板、仍然按5’-3’方向合成只能是不连续的短DNA片段(冈崎片段)。 4.终止 DNA片段合成至一定长度后,链中的RNA引物即被核酸酶水解而切掉。此时出现的缺口由DNA的继续延长而填补,然后由DNA连接酶将这些片段再连接起来,形成完整的DNA链。E.coli DNA的复制叉复制过程如简图2—10—l。 DNA复制完毕后,DNA Topo将DNA分子引入超螺旋结构,进行进一步的装配。真核生物DNA的复制与E.coli基本相似,但是还有一些特点,如真核生物复制速度约为50 nt/s(E.coli为500nt/s),其ori位点有多个,冈崎片段的长度小于原核生物,DNA聚合酶也不同等。 【执业】7.tRNA分子上3′一端序列的功能是 A.辨认mRNA上的密码子 B.剪接修饰作用 C.辨认与核糖体结合的组分 D.提供-OH基与氨基酸结合 E.提供-OH基与糖类结合 答案:D  【执业】9.关于DNA聚合酶的叙述,错误的是(2002,2005) A.需模板DNA B.需引物RNA C.延伸方向为5′→3′ D.以NTP为原料 E.具有3′→5′外切酶活性 答案:D 三、反转录合成 (—)反转录的概念 又称逆转录,是RNA指导下的DNA合成作用,即以RNA为模板,由dNTP聚合生成DNA的作用。因为此RNA指导的DNA合成作用恰好与转录作用中遗传信息的流动呈相反方向进行,所以称为反转录作用。催化此反应的酶为反转录酶或逆转录酶。反(逆)转录酶首先从Rous肉瘤病毒(一种能引发禽类肉瘤的RNA病毒)中被发现,后来证明各种致癌RNA病毒都有反(逆)转录酶存在,其作用与这类病毒的致癌性有关。 (二)反转录酶与反转录 反转录酶具有三种酶活性:可催化RNA指导的DNA合成反应、RNA的水解反应和DNA指导的DNA聚合反应。反转录合成DNA的过程首先是,以病毒基因组RNA为模板、催化合成一条与RNA互补的单链DNA(cDNA),产物与模板形成DNA-RNA杂交分子。杂交分子中的RNA被水解后,再以单链DNA为模板合成另一条互补DNA链,产生双链DNA分子。反转录酶催化的DNA合成反应也是按5’-3’方向进行;在DNA开始合成时也需要引物,此引物为存在于病毒颗粒中的tRNA。反转录新生成的DNA分子中存在着原有病毒RNA的信息。—旦反转录合成的双链互补DNA分子整合到宿主染色体的基因组中,可导致宿主DNA结构和功能变化,致使宿主细胞发生癌变。 【执业】8.逆转录的遗传信息流向是 A.DNA→DNA B.DNA→RNA C.RNA→DNA D.RNA→蛋白质 E.RNA→RNA 答案: C  【执业】12.能以RNA为模板催化合成与RNA互补的DNA(cDNA)的酶称为(2001) A.DNA聚合酶Ⅰ B.DNA聚合酶Ⅱ C DNA聚合酶Ⅲ D.RNA聚合酶 E.反转录酶 答案:E 端粒酶是一种存在于真核染色体端区、由RNA和蛋白质组成的反转录酶,RNA和蛋白质是酶活性必不可少的组分。该酶以组成中的RNA作为模板,催化合成端区的DNA片段,防止染色体缩短。 反转录酶的发现对重组DNA技术的发展具有重要意义,它被广泛应用于分子生物学实验中,催化以mRNA为模板、合成cDNA,继而构建cDNA文库,从中筛选出为特异蛋白质编码的核苷酸序列。 【助理】6下列关于cDNA叙述正确的是(2003) A.与模板链互补的DNA B.与编码链互补的DNA C.与任一DNA单链互补的DNA D.与RNA互补的DNA E.指RNA病毒 答案:D (三)反转录病毒 反转录病毒是一类RNA病毒,因含反转录酶而得名。某些反转录病毒有致癌作用,系通过其病毒癌基因(v—one)使细胞癌变。与病毒癌基因类似的基因也存在于脊椎类动物的正常基因组中,称为细胞癌基因(c-onc)。这些癌基因的激活可能导致细胞的癌变(详见第十四单元)。人类免疫缺陷病毒(HlV)也是一种反转录病毒,它感染人的T细胞,导致人体免疫缺陷,患者因丧失免疫力而死于广泛的感染。 四、DNA的修复类型 (一)DNA损伤与突变 DNA复制可能因碱基对错配而发生自发突变;在某些理、化或生物学因素(如电离辐射、紫外线、化学诱变剂或致癌病毒等)作用下,常可引起DNA链的损伤或突变。根据DNA分子的变化,DNA损伤可有DNA的断链、链内交联和链间交联等;DNA的突变可分为点突变、缺失突变、插入突变和置换突变。上述DNA分子结构变化称DNA损伤。如果这些DNA的复制错误或损伤不被校正,则会影响DNA的复制和转录功能;某些突变可引起生物体的变异。然而,生物体内存在着DNA修复系统,可保证DNA复制的高度准确性和损伤的修复。 【执业】 3.涉及核苷酸数目变化的DNA损伤形式是 A.DNA(单链)断链 B.链间交联 C.链内交联 D.插入突变 E.置换突变 答案:D 【执业】4.镰刀形红细胞贫血患者,其血红蛋白β链N端第六个氨基酸残基谷氨酸被下列哪种氨基酸代替 A.缬氨酸 B.丙氨酸 C.丝氨酸 D.酪氨酸 E.色氨酸 答案:A  【执业】6.紫外线对DNA的损伤主要是引起 A.碱基缺失 B.碱基插入 C.碱基置换 D.嘧啶二聚体形成 E.磷酸二酯键断裂 答案:D (二)DNA损伤修复 修复有多种方式,如切除修复、重组修复和SOS修复。切除修复可分为4个步骤:由特异的核酸内切酶识别损伤部位,并将损伤的DNA单链切断;在切口处由DNA聚合酶作用,以另一条正常的DNA链为模板进行修复合成;在酶的作用下切除损伤的片段;由DNA连接酶将新合成的DNA链与原来的DNA链连接而成正常的DNA。 第三节 RNA的生物合成 一、RNA生物合成的概念 在生物体内通过酶促聚合反应合成RNA分子的过程称RNA的生物合成。RNA的生物合成也有以DNA和RNA为模板两种方式。以DNA为模板进行的聚合反应生成与DNA分子的脱氧核苷酸序列一致的RNA分子,这样储存于DNA分子的遗传信息被抄录到RNA分子上,所以称这种RNA合成为DNA指导的RNA合成,通常称转录。与DNA复制不同,转录是以双链DNA中的一条链为模板,因此RNA转录是不对称的。还有一种以RNA为模板合成与模板RNA一样的RNA分子称RNA指导的RNA合成,又称RNA的复制。转录作用广泛存在于生物界,RNA复制见于一些RNA病毒基因组的复制过程。 二、转录体系的组成 RNA合成需要多种成分参与,包括:DNA模板、四种三磷酸核苷酸(NTP)、RNA聚合酶、某些蛋白因子及必要的无机离子。这里重点介绍DNA模板与RNA聚合酶。 (一)DNA模板 DNA双链中作为RNA转录模板的一条链称为模板链;另一条DNA链不被转录,称为编码链。在一个包含多个基因的双链DNA分子中,各个基因的模板链并不全在同一条链上。 转录是在DNA模板链的特殊部位开始的。转录起始的部位称转录起始点。转录起始点(文献通常在模板链对应的编码链位置标以“+1”表示)及其之前(编码链+1位置的5’侧序列,通常称上游序列,用负数表示)的一段核苷酸序列是RNA聚合酶识别和结合的部位,称启动子或启动序列,启动子在转录起始调节中起重要作用。原核生物和真核生物的启动子结构有相似之处,但又各有特点。从转录起始点开始、编码链的3’侧(下游序列,用正数表示)为可转录序列或编码序列。实际上,转录过程是从模板链对应编码链+1的位置开始向模板链的5’方向(编码链的3’方向)进行的。 在指导转录作用的DNA分子,除启动子外还有停止转录作用的部位,称为终止信号或终止子。转录到此即终止。 (二)RNA聚合酶 催化转录作用的RNA聚合酶(RNA pol)全称为DNA指导的RNA聚合酶。原核生物RNA pol高度保守,在组成和功能上都很相似。E.coli的RNA pol全酶由5个亚基组成,即α2ββ’σ。全酶去除σ亚基(又称σ因子)后,称为核心酶。σ因子可辨认DNA模板上的启动子,决定转录特异性。核心酶缺少σ因子不能启动转录,但可使已开始合成的RNA链延长。在真核细胞中已发现4种RNA pol,即RNA pol I、II、Ⅲ和Mt,它们专一地转录不同的基因,催化不同种类的RNA聚合反应。 【执业】11.关于原核RNA聚合酶叙述正确的是 A.原核RNA聚合酶有3种 B.由4个亚基组成的复合物 C.全酶中包括一个δ因子 D.全酶中包括两个W因子 E.全酶中包括一个α因子 答案:A 三、转录过程 RNA的转录过程分为三个阶段:起始、延长和终止。E.coli转录过程如下: (一)起始 首先由σ因子辨认RNA的启动子部位,并带动动RNA pol全酶与启动子结合,形成复合物,同时使DNA分子的局部构象改变,结构松弛,解开一段DNA双链(约有17bp),暴露出DNA模板链,DNA模板链暴露后,RNA pol进入转录泡(DNA解链处),开始RNA链的合成。以4种核糖核苷酸(NTP)为原料,按碱基配对原则(A—T、U—A和G-C),与模板链上的相应碱基配对,分别结合到DNA的模板链上。在RNA Pol的催化下,起始点处相邻的前两个NTP以3’,5’磷酸二酯键相连接。其中第一个核苷酸为腺苷酸或鸟苷酸,以鸟苷酸居多。RNA链开始合成后,σ因子从复合物上脱落,并与另一核心酶结合成RNA pol全酶,启动另一次转录过程。 (二)延长 RNA链的延长过程由核心酶催化。核心酶向模板链的下游方向滑动,每移动一个核苷酸的距离,则有一个核苷酸按DNA模板链的碱基互补关系加入延长的RNA链、并与前一个核苷酸形成磷酸二酯键连接。如此进行下去,RNA链逐渐延长。与DNA复制一样,RNA链的合成也是有方向性的,即沿5’ —3’方向进行。RNA pol移动前进,其后面的DNA链即恢复双螺旋结构。 (三)终止 当核心酶移动到DNA模板的转录终止部位时,转录停止。转录终止有两种机制。—是,在原核细胞中有一种ρ因子,它可识别并结合转录终止信号,使核心酶不能继续向前移动,RNA聚合反应停止;二是,转录终止部位有特殊的碱基序列,即一段GC富集区、随后是一段AT富集区,在GC富集区内有一段反向重复序列,转录至此生成的RNA在相应序列中有互补形成的发夹结构,使RNA pol脱离模板而终止转录。 四、转录后加工过程 转录作用生成的RNA是RNA的前体,即未成熟RNA。未成熟RNA是没有生物学活性的,还需在酶的作用下经历加工才能成为有活性的成熟RNA。RNA的加工过程主要是在细胞核内进行,也有少数反应是在胞浆中进行的。各种RNA的加工过程有自己的特点。加工类型主要有以下几种:①剪切和剪接:前者是指剪去部分序列,后者是剪切后又将某些片段连接起来;②末端添加核苷酸:如tRNA3’端添加—CCA;③化学修饰:主要发生在碱基和核糖分子上,如tRNA分子中尿苷化学修饰为假尿苷。 (一)mRNA前体的加工 原核生物转录作用生成的mRNA属于多顺反子mRNA,即由操纵子机制控制生成的一条mRNA可编码几种不同的蛋白质。原核生物转录生成的初级转录本mRNA不需经过复杂的加工过程即可表现功能,唯一的加工过程是多顺反子mRNA在RNaseⅢ的催化下裂解为单个的顺反子。 真核生物转录生成的是单顺反子mRNA,其前体是非均一RNA(hnRNA)。hnRNA加工过程包括: 1.剪接 真核生物的基因是一种断裂基因,即其结构基因由若干编码序列和非编码序相间排列而成,其中为蛋白质编码的可转录序列称为外显子,不为蛋白质编码的可转录序列为内含子。转录合成的hnRNA需经过剪接、切掉内含子部分,然后再将外显子部分拼接起来。该过程有多种酶活性物质(包括snRNA)参与。 2.5’末端加“帽” 真核细胞成熟mRNA的5’末端均有一个特殊的结构,即m7GpppmNp,称为“帽”。帽的生成是在细胞核内进行的,但胞浆中也有酶体系,动物病毒mRNA加帽过程就是在宿主细胞的胞浆内进行的。 3.3’末端加“尾” mRNA前体分子的3’末端有—段保守序列,由特异的核酸内切酶切去多余的核苷酸,然后在多聚A聚合酶的催化下,由ATP聚合生成多聚A尾。该反应在核内发生,在胞浆中也可继续进行。 4,碱基修饰 mRNA分子中有少量稀有碱基(如甲基化碱基)是在转录后经化学修饰 (如甲基化)而形成的。 (二)tRNA前体的加工 tRNA前体分子加工时,也需切去部分核苷酸链。有些tRNA的基因分布在rRNA基因内,这样,在RNA的初级转录本中即包含了几个成熟的rRNA分子、也有1~2个tRNA分子(见rRNA加工),在加工过程中通过核酸酶的水解作用将它们分开。在tRNA前体加工过程也有碱基的化学修饰。例如,某些碱基的甲基化、U加氢还原为DHU等。tRNA分子氨基酸臂3’端的CCA—OH末端也是在转录加工时加入的。 (三)rRNA前体的加工 在染色体DNA中rRNA基因是多拷贝的,这些rRNA基因纵向串联、重复排列。在这些重复单位之间有tRNA编码区、也有不为任何分子编码的间隔区。例如,E.coli的核蛋白体中有16S、23S和5S三种rRNA,在16S和23S rRNA编码基因之间就含有1或2个tRNA基因;在5SrRNA的3’侧也发现有tRNA的基因。这样,在30 SrRNA初级转录本经RNaseⅢ催化切开产生中间前体,中间前体再经核酸酶水解,切去非编码序列,产生成熟的16S、23S和5S rRNA,还有成熟的tRNA分子。 在E.coli的rRNA加工过程中,16S rRNA的特异碱基发生甲基化修饰,产生稀有碱基。真核生物的核糖体中有18S、5.8S、28S和5S rRNA。5S rRNA自己独立成体系,其成熟过程加工甚少,不进行剪切和修饰。45S rRNA前体中包括有18S、58S及28S rRNA,在加工过程中分子广泛地(主要是在28S和18S rRNA)进行甲基化修饰。甲基化反应多发生在核糖上,较少发生在碱基。45S rRNA还需在核酸酶作用下经历几次剪切产生成熟的几种rRNA分子。 第四节 蛋白质的生物合成 一、蛋白质生物合成的概念 在生物体细胞内,以mRNA为模板合成蛋白质多肽链的过程即蛋白质生物合成。在蛋白质生物合成过程中,多肽链的氨基酸排列顺序是模板mRNA中的密码子决定的,因此这一过程又称翻译。 【助理】2蛋白质合成的直接模板是 (2000) A.DNA  B.mRNA  C.tRNA  D.rRNA 答案:B 二、蛋白质生物合成体系 除合成原料氨基酸外,蛋白质生物合成体系组成还有mRNA、tRNA、核(糖核)蛋白体、有关的酶、蛋白质因子、ATP、GTP等供能物质及必要的无机离子。 (—)mRNA 它是蛋白质多肽链合成的模板。mRNA中每3个核苷酸组成1个密码子,5’端第一个AUG表示起动信号,并代表甲酰蛋氨酸(细菌)或蛋氨酸(高等动物);UAA或UAG、UGA表示终止。为氨基酸编码的密码子具有简并性,并与tRNA反密码互补。 【执业】5.反密码子UAG识别的mRNA上的密码子是 A.GTC B.ATC C.AUC D.CUA E.CTA 答案:D 【助理】3蛋白质生物合成的起始复合物中不包含(2000) A.mRNA  B.DNA  C.核蛋白体小亚基  D.核蛋白体大亚基  E.蛋氨酰tRNA 答案:B 【助理】7 蛋白质的生物合成过程始于(2006) A.核糖体的组装 B. mRNA在核糖体上的就位 C.氨基酸的活化 D.氨基酸的进位 E.氨基酸的合成 答案:B (二)tRNA及核(糖核)蛋白体 是氨基酸的运载体。一种tRNA可携带一种氨基酸;一种氨基酸可有数种tRNA携带。tRNA反密码子与mRNA密码子第3个核苷酸配对时除A-U、G-C外,还可有U-C、I-C、I-A等不稳定配对。核(糖核)蛋白体是多肽链的“装配机”。由大、小亚基组成,亚基又是由不同rRNA分子与多种蛋白质分子构成。原核小亚基为30S,真核为40S;原核大亚基为50S,真核为60S。整个原核核(糖核)蛋白体为70S,真核为80S。—类核(糖核)蛋白体附着于粗面内质网,参与分泌蛋白质合成;另—类游离于胞质,参与固有蛋白质合成。 【助理】4与tRNA反密码子CAG配对的mRNA密码子是(2003) A.GUC  B.CUG  C.CTG  D.GTC  E.GAC 答案:B 解析:密码的阅读方向规定为5,-3,与CAG配对的为3,-GUC-5,改为5,-CUG-3, 。 【助理】5下列关于核糖体组成和功能的叙述正确的是(2004)  A.只含有rRNA B.有转运氨基酸的作用 C.由tRNA和蛋白质组成 D.遗传密码的携带者 E.蛋白质合成的场所 答案:E (三)蛋白质因子 包括启始因子、延长因子、释放因子等。 蛋白质生物合成过程简单概括为氨基酰-tRNA的生成(氨基酸活化),“核蛋白体循环”。后者是肽链缩合过程,包括起动、延长、终止三个阶段。经上述过程合成的肽链尚需经加工、聚合过程才能生成有活性的蛋白质或多肽。 【执业】10.蛋白质合成后经化学修饰的氨基酸是(2003) A.半胱氨酸 B.羟脯氨酸 C.甲硫(蛋)氨酸 D.丝氨酸 E.酪氨酸 答案:B 【助理】1氨基酸与tRNA的特异性结合取决于 A.氨基酸密码 B.tRNA中的反密码  C.tRNA中的氨基酸臂 D.tRNA中的Tф环  E.氨基酰-tRNA合成酶 答案:E 三、蛋白质合成与医学的关系 (—)分子病的概念 DNA(基因)缺陷、RNA转录及蛋白质合成异常导致机体某些结构与功能障碍引起的疾病,称分子病,例如镰状细胞贫血。这类患者血红蛋门β链N端第六个氨基酸残基由正常的谷氨酸变为缬氨酸,这是由于结构基因中相应核苷酸组成的密码子由原来的CTT转变为CAT所致。 (二)抗生素与蛋白质生物合成 多种抗生素、毒素可作用于从DNA复制到蛋白质合成的各个环节,阻断细菌和肿瘤细胞的蛋白质合成,发挥药理、毒理作用(表2—10—1)。 表2—10—1 抗生素作用机制 抗生素 作用环节 作用原理 应用 自力霉素(—种丝裂霉素) 影响复制及转录 与DNA两链间G—C对结合,妨碍双链拆开,抑制复制及转录 抗肿瘤 争光/博来霉素 同上 同上 抗肿瘤 放线菌素 同上 插入双链DNA间,破坏DNA的模板活性 抗肿瘤 利福霉素 影响转录 抑制原核细胞RNA聚合酶活性 抗菌 四环素族 影响翻译 与原核细胞的核糖体小亚基结合,引起变构,抑制氨基酰tRNA进位 抗菌 链霉素、卡那霉素 同上 抑制原核细胞蛋白质合成起始并引起密码错读 抗菌 氯霉素 同上 与原核细胞的核糖体大亚基结合抑制转肽酶活性 抗菌 红霉素 同上 与原核细胞的核糖体大亚基结合,抑制核糖体移位 抗菌 环己亚胺 同上 抑制真核细胞核糖体大亚基转肽酶活性 抗肿瘤 嘌呤霉素 同上 取代氨基酰tRNA进位,使肽酰基转移在它的氨基上并脱落 抗肿瘤研究 干扰素 同上 活化一种蛋白激酶、使起始因子2磷酸化而失活,并间接活化一种核酸内切酶、促使mRNA降解 抗病毒 白喉毒素 同上 特异抑制人、哺乳类肽链延长因子2活性 抗肿瘤 【解析】本章考试内容很多,考试中所占比例也在增加。内容主要有DNA的复制转录,翻译的定义及简单过程。DNA的损伤及修复(如3、6题)RNA合成后的加工过程及蛋白质合成中的一些特殊的密码都是常考的考点。
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