五、問答題

　　1.提示：①mRNA：蛋白質(zhì)合成的模板;②tRNA：蛋白質(zhì)合成的氨基酸運(yùn)載工具;③核糖體：蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所;④輔助因子：(a)起始因子—參與蛋白質(zhì)合成起始復(fù)合物形成;(b)延長(zhǎng)因子—肽鏈的延伸作用;(c)釋放因子—終止肽鏈合成并從核糖體上釋放出來。

　　2提示：三個(gè)突破性工作：①體外翻譯系統(tǒng)的建立;②核糖體結(jié)合技術(shù);③核酸的人工合成。

　　3.①密碼子的閱讀方向：密碼的閱讀方向與mRNA的編碼方向一致，從5'→3'。

　�、诿艽a無標(biāo)點(diǎn)：從起始密碼始到終止密碼止，需連續(xù)閱讀，不可中斷。增加或刪除某個(gè)核苷酸會(huì)發(fā)生移碼突變。

　�、勖艽a不重疊：組成一個(gè)密碼的三個(gè)核苷酸只代表一個(gè)氨基酸，只使用一次，不重疊使用。

　�、苊艽a的簡(jiǎn)并性：在密碼子表中，除Met、Trp各對(duì)應(yīng)一個(gè)密碼外，其余氨基酸均有兩個(gè)以上的密碼，對(duì)保持生物遺傳的穩(wěn)定性具有重要意義。

　　⑤變偶假說：密碼的專一性主要由頭兩位堿基決定，第三位堿基重要性不大，因此在與反密碼子的相互作用中具有一定的靈活性o

　�、尥ㄓ眯约袄�外：地球上的一切生物都使用同一套遺傳密碼，但近年來已發(fā)現(xiàn)某些個(gè)別例外現(xiàn)象，如某些哺乳動(dòng)物線粒體中的UGA不是終止密碼而是色氨酸密碼子。 、

　�、咂鹗济艽a子AUG，同時(shí)也代表Met，終止密碼子UAA、UAG、UGA使用頻率不同。

　　4.①mRNA：DNA的遺傳信息通過轉(zhuǎn)錄作用傳遞給mRNA，mRNA作為蛋白質(zhì)合成模板，傳遞遺傳信息，指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成。

　　②tRNA：蛋白質(zhì)合成中氨基酸運(yùn)載工具，由于遺傳密碼具有簡(jiǎn)并性，大多數(shù)氨基酸具有兩個(gè)以上密碼子，所以每個(gè)氨基酸有不止一個(gè)tRNA。氨酰-tRNA合成酶催化氨基酸與相應(yīng)的tRNA生成氨酰-tRNA，到達(dá)核糖體由tRNA上的反密碼子與mRNA上的密碼子相互識(shí)別，使其所攜帶的氨基酸，參加蛋白質(zhì)的合成。

　�、踨RNA：核糖體的組分，在形成核糖體的結(jié)構(gòu)和功能上起重要作用，它與核糖體中蛋白質(zhì)以及其它輔助因子一起提供了翻譯過程所需的全部酶活性。

　　5.催化氨基酸活化的酶稱氨酰-tRNA合成酶，形成氨酰-tRNA，反應(yīng)分兩步進(jìn)行：

　�、倩罨� 需Mg2+和Mn2+，由ATP供能，由氨酰-tRNA合成酶催化，生成氨基酸-AMP-酶復(fù)合物。

　　②轉(zhuǎn)移 在合成酶催化下將氨基酸從氨基酸-AMP-酶復(fù)合物上轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的tRNA上，形成氨酰-tRNA。氨基酸連在tRNA3'末端的腺苷上。

　　6.蛋白質(zhì)合成可分四個(gè)步驟，以大腸桿菌為例：

　�、侔被�酸的活化：游離的氨基酸必須經(jīng)過活化以獲得能量才能參與蛋白質(zhì)合成，由氨酰-tRNA合成酶催化，消耗1分子ATP，形成氨酰-tRNA;

　�、陔逆満铣傻钠鹗迹河善鹗家蜃訁⑴c，mRNA與30S小亞基、50S大亞基及起始甲酰甲硫氨酰-(fMet-tRNAf)形成70S起始復(fù)合物，整個(gè)過程需GTP水解提供能量;

　　③肽鏈的延長(zhǎng)：起始復(fù)合物形成后肽鏈即開始延長(zhǎng)。首先氨酰-tRNA結(jié)合到核糖體的A位，然后，由肽酰轉(zhuǎn)移酶催化與P位的起始氨基酸或肽�；�形成肽鍵，tRNAf或空載tRNA仍留在P位，最后核糖體沿mRNA5’→3’方向移動(dòng)一個(gè)密碼子距離，A位上的延長(zhǎng)一個(gè)氨基酸單位的肽酰-tRNA轉(zhuǎn)移到P位，全部過程需延伸因子EF-Tu、EF-Ts ，能量由GTP提供;

　�、茈逆満铣山K止：當(dāng)核糖體移至終止密碼UAA、UAG或UGA時(shí)，終止因子RF-1、RF-2識(shí)別終止密碼，并使肽酰轉(zhuǎn)移酶活性轉(zhuǎn)為水解作用，將P位肽酰-tRNA水解，釋放肽鏈，合成終止。

　　7. 提示：①氨基酸與tRNA的專一結(jié)合，保證了tRNA攜帶正確的氨基酸;

　�、跀y帶氨基酸的tRNA對(duì)mRNA的識(shí)別，mRNA上的密碼子與tRNA上的反密碼子的相互識(shí)別，保證了遺傳信息準(zhǔn)確無誤地轉(zhuǎn)譯;

　�、燮鹗家蜃蛹把娱L(zhǎng)因子的作用，起始因子保證了只有起始氨酰-tRNA能進(jìn)入核糖體P位與起始密碼子結(jié)合，延伸因子的高度專一性，保證了起始tRNA攜帶的fMet不進(jìn)入肽鏈內(nèi)部;

　　④核糖體三位點(diǎn)模型的E位與A位的相互影響，可以防止不正確的氨酰-tRNA進(jìn)入A位，從而提高翻譯的正確性;

　�、菪Ｕ�作用：氨酰-tRNA合成酶和tRNA的校正作用;對(duì)占據(jù)核糖體A位的氨酰-tRNA的校對(duì);變異校對(duì)即基因內(nèi)校對(duì)與基因間校對(duì)等多種校正作用可以保證翻譯的正確。

　　8.①起始因子不同：原核為IF-1，IF-2，IF-3，真核起始因子達(dá)十幾種;

　�、谄鹗及滨�-tRNA不同：原核為fMet-tRNAf，真核Met-tRNAi;

　�、酆颂求w不同：原核為70S核糖體，可分為30S和50S兩種亞基，真核為80S核糖體，分40S和60S兩種亞基;

　�、芷鹗紡�(fù)合物生成順序不同：原核為(a)30S. mRNA (b)30S.mRNA. fMet-tRNAf (c)70S.mRNA.fMet-tRNAf; 真核為(a)40S.Met-tRNAi (b)40S.mRNA. Met-tRNAi (c)80S.mRNA.Met-tRNAi。

　　9. 提示：①水解修飾;②)肽鍵中氨基酸殘基側(cè)鏈的修飾;③二硫鍵的形成;④輔基的連接及亞基的聚合。

　　10. 提示：蛋白質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)是由氨基酸的順序決定的，不同的蛋白質(zhì)有不同的氨基酸順序，各自按一定的方式折疊而成該蛋白質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)。折疊是在自然條件下自發(fā)進(jìn)行的，在生理?xiàng)l件下，它是熱力學(xué)上最穩(wěn)定的形式，同時(shí)離不開環(huán)境因素對(duì)它的影響。對(duì)于具有四級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，其亞基可以由一個(gè)基因編碼的相同肽鏈組成，也可以由不同肽鏈組成，不同肽鏈可以通過一條肽鏈加工剪切形成，或由幾個(gè)不同單順反子mRNA翻譯，或由多順反子mRNA翻譯合成。

　　11.提示：原核細(xì)胞：70S核糖體由30S和50S兩個(gè)亞基組成;真核細(xì)胞：80S核糖體由40S和60S兩個(gè)亞基組成。利用放射性同位素標(biāo)記法，通過核糖體的分離證明之。

　　12.提示：①每三個(gè)堿基對(duì)應(yīng)一個(gè)氨基酸，除去終止密碼子不編碼氨基酸，因此有：936÷3-1=311個(gè) 311×120=37320

　�、诎被�酸活化階段：311×1=311

　　肽鏈合成的起始階段：1

　　肽鏈的延長(zhǎng)階段：形成311-1=310個(gè)肽鍵 310×2=620

　　肽鏈合成終止階段：1

　　合計(jì)：311+1+620+1=933個(gè)ATP

　�、�311×0.15=46.65nm

　　13.提示：①mRNA的順序：AUGCGUCAUGCUGUAUAG

　�、贒NA模板的順序： CTATACAGCATGACGCAT

　�、�5×2+1+4×2+1=20