参考答案
一、选择题 (一)A型题
1.B 2.E 3.B 4.A 5.C 6.C 7.A 8.D 9.E 10.E 11.B 12.D 13.E 14.D 15.C 16.B 17.C 18.C 19.B 20.B 21.E 22.A 23.A 24.C 25.B 26.A 27.B 28.C 29.E 30.D 31.E (二)B型题
1.A 2.C 3.B 4.D 5.E 6.A 7.B 8.C 9.A 10.C 11.D 12.A 13.E 14.B 15.A 16.B 17.C (三)X型题
1.ABCD 2.BCDE 3.ABCDE 4.ABCD 5.ABD 6.ABCD 7.ABCE 8.ABDE 9.ABCE 10.ABCDE 11.AD 二、是非题
1.B 2.B 3.A 4.B 5.B 6.B 7.B 8.A 9.B 10.B 11.B 12.A 13.B 14.A 15.B 16.A 17.B 18.B 三、填空题
1.64 61 甲硫氨酸 起始信号 UAA UAG UGA 2.mRNA 氨基酰-tRNA 核糖体 3.5'→3' N端→C端 4.释放因子 3 1
5.fMet-tRNAfMet Met-tRNAiMet Met-tRNAMet 6.氨基酸 tRNA 水解酯酶
7.核糖体结合位点 核糖体小亚基蛋白rpS-1 8.肽链水解 化学修饰 9.亚基聚合 辅基连接
10.分子伴侣 蛋白质二硫键异构酶 肽-脯氨酰顺反异构酶
核糖体结合性分子伴侣 非核糖体结合性分子伴侣 11.α-羧 羟
12.释放因子 终止密码子 转肽 酯
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13.2 1 5
14.丝氨酸 苏氨酸 酪氨酸 15.多核糖体
16.UAA UAG UAA UGA eRF 四、名词解释
1.translation—翻译,即蛋白质的生物合成。是细胞内以mRNA为模板,按照
mRNA分子中由核苷酸组成的密码信息合成蛋白质的过程。其本质是将mRNA分子中4种核苷酸序列编码的遗传信息(核酸语言),解读为蛋白质一级结构中20种氨基酸的排列顺序(蛋白质语言)。
2.codon—密码子,在mRNA的开放阅读框架区,每三个相邻的核苷酸为一组,
代表一种氨基酸或肽链合成的其它信息,这种三联体形式的核苷酸序列称为密码子。共64个密码子,其阅读方向是5'→3'。
3.ORF—开放读码框架,从mRNA 5' 端起始密码子AUG到3' 端终止密码子
之间的核苷酸序列。
4.degeneracy—简并性,一种氨基酸可具有两个或两个以上的密码子为其编码,
这一特性称为遗传密码的简并性。为同一种氨基酸编码的各密码子称为简并密码子,也称同义密码子。多数情况下,同义密码子的头两位碱基相同,仅第三位碱基有差异。
5.wobble base pairing—摆动配对,mRNA密码子的第3位碱基与tRNA反密码
子的第1位碱基之间常出现不严格遵守碱基互补配对规律的现象,称为摆动配对。
6.ribosomal cycle—核糖体循环,指肽链合成的延长阶段经进位、成肽和转位三
个步骤而使氨基酸依次进入核糖体并聚合成多肽链的过程。这一过程在核糖体上连续循环进行直至终止称为核糖体循环。每次核糖体循环肽链从N端向C端增加一个氨基酸残基。广义的核糖体循环是指翻译的全过程。 7.registration—注册,也称进位,是指一个氨基酰-tRNA按照mRNA模板的指
令进入并结合到核糖体A位的过程。
8.posttranslational modification—翻译后修饰,新生多肽链不具备蛋白质的生物
学功能,必须经过复杂的加工过程才能转变为具有天然构象的功能蛋白质,这一加工过程称为翻译后修饰。包括多肽链折叠为天然的三维构象及对肽链一级结构和空间结构的修饰等。
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9.molecular chaperon—分子伴侣,是细胞内的一类可识别肽链的非天然构象、
促进各功能域和整体蛋白质正确折叠的保守蛋白质。
10.signal sequence—信号序列,所有靶向输送的蛋白质结构中都存在分选信号,
主要是N端特异氨基酸序列,可引导蛋白质转移到细胞适当靶部位的这类序列称为信号序列。
11.signal peptide—信号肽,多数靶向输送到溶酶体、质膜或分泌到细胞外的蛋
白质,其肽链的N端有一长度为13-36个氨基酸残基的信号序列称为信号肽。 12.NLS—核定位序列,所有靶向输送到细胞核的蛋白质其多肽链内含有特异信
号序列,称为核定位序列。NLS是含4-8个氨基酸残基的短序列,富含带正电荷的赖氨酸、精氨酸和脯氨酸,可位于肽链的不同部位。NLS在蛋白质进核定位后不被切除。
13.S-D sequence—S-D序列,又成核糖体结合位点(RBS),存在于原核生物
mRNA起始AUG密码上游约8-13个核苷酸部位,存在4-9个核苷酸的一致序列,富含嘌呤碱基,如-AGGAGG-,称为Shine-Dalgarno序列,简称S-D序列。此与原核生物核糖体小亚基16S-rRNA 3' 端富含嘧啶的短序列,如-UCCUCC-可配对结合,通过这种RNA-RNA相互作用,mRNA序列上的起始AUG即可在核糖体小亚基上准确定位而形成复合体。
14.polysome—多聚核糖体,是指多个核糖体结合在一条mRNA链上,同时进
行多肽链的合成(翻译)所形成的聚合物。多聚核糖体的形成可以使蛋白质合成以高速度、高效率进行。
15.SRP—信号肽识别颗粒,由6个多肽亚基和1分子7S-RNA组成的复合体。
可同时与新生肽链的信号肽及核蛋白体结合,具有GTP酶活性,能引导新生肽链识别并结合到内质网膜上。
16.protein targeting—蛋白质靶向输送,蛋白质合成后被定向输送到其发挥作用
的靶部位的过程。 五、问答题
1.何谓遗传密码?有何特点?
答:遗传密码是存在于mRNA开放阅读框架区的三联体形式的核苷酸序列。由A、G、C、U四种碱基组成64个三联体密码子,其中AUG编码甲硫氨酸和作为多肽链合成的起始信号;UAA、UAG 、UGA作为多肽链合成的终止信号;其余61个密码分别编码不同的氨基酸。
遗传密码具有以下特点:(1)方向性。密码子及组成密码子的各碱基在
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mRNA序列中的排列具有方向性,翻译时的阅读方向是5'→3',即读码从mRNA的起始密码子AUG开始,按5'→3'的方向逐一阅读,直至终止密码子。mRNA开放阅读框架中5'→3'的核苷酸排列顺序决定了蛋白质多肽链氨基酸从N端到C端的排列顺序。(2)连续性。mRNA序列上的各密码子及密码子的各碱基是连续排列的,密码子及密码子的各碱基之间没有间隔,即具有无标点性。翻译时从起始密码子AUG开始向3' 端连续读码,每次读码时每个碱基只读一次,不重叠阅读。(3)简并性。一种氨基酸具有两个或两个以上的密码子为其编码的特性称为遗传密码的简并性。64个密码子中,除甲硫氨酸和色氨酸只对应1个密码子外,其它氨基酸都有2、3、4或6个密码子为之编码。为同一种氨基酸编码的各密码子称为简并密码子或同义密码子。多数情况下,同义密码子的头两位碱基相同,仅第三位碱基有差别。(4)通用性。除动物细胞的线粒体和植物细胞的叶绿体外,几乎生物界所有物种都使用同一套遗传密码即通用密码。(5)摆动性。mRNA密码子的第3位碱基和tRNA反密码子的第1位碱基之间不严格遵守碱基互补配对规律的现象称为摆动配对。如tRNA反密码子的第1位碱基若是I(次黄嘌呤),可以和mRNA密码子的第3位的A、U或C配对等。 2.真核生物翻译后修饰有哪些方式?
答:新生多肽链不具备蛋白质的生物活性,必须经过复杂的加工修饰才能转变为有天然构象的功能蛋白质。真核生物翻译后修饰包括多肽链折叠为天然的三维构象及对肽链一级结构的修饰、空间结构的修饰等。(1)多肽链折叠为天然构象的蛋白质。需要以下酶或蛋白质因子的辅助:①分子伴侣:识别肽链的非天然构象,促进各功能域和整体蛋白质正确折叠;②蛋白质二硫键异构酶:催化多肽链内或肽链之间二硫键的正确形成或催化错配的二硫键断裂并形成正确的二硫键,使蛋白质形成天然构象;③肽-脯氨酰顺反异构酶:是蛋白质三维构象形成的限速酶,在肽链合成需要形成顺式构型时,可使多肽链在各脯氨酸弯折处形成准确折叠。(2)蛋白质一级结构的修饰主要是肽键水解和化学修饰。水解主要是切除肽链N端和C端的部分序列。此外,水解加工使某些无活性的蛋白前体经蛋白酶水解生成有活性的蛋白质、多肽或小分子活性肽类;化学修饰可对蛋白质分子中的氨基酸残基进行多种化学修饰,包括糖基化、羟基化、甲基化、磷酸化、二硫键形成、亲脂性修饰等。(3)空间结构的修饰包括亚基聚合和辅基连接。具有四级结构的蛋白质各
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亚基之间通过非共价键聚合形成寡聚体才能发挥作用;结合蛋白合成后需要结合相应的辅基才能成为天然功能的蛋白质。 3.简述氨基酸的活化及相关酶的作用特点。
答:氨基酸与特异tRNA结合形成氨基酰-tRNA的过程称为氨基酸的活化。由氨基酰-tRNA合成酶催化。其反应如下: 氨基酸 + ATP-E → 氨基酰-AMP-E + PPi
氨基酰-AMP-E + tRNA → 氨基酰-tRNA + AMP + E
该酶对底物氨基酸和tRNA都有高度特异性。另外还具有较正活性,即可将反应任一步骤中出现的错配加以改正。此酶对维持蛋白质合成高度保真性是必不可少的。
4.原核生物和真核生物翻译过程有何异同?
答:相同点:(1)底物相同(20种编码氨基酸);(2)搬运氨基酸的工具均是tRNA;(3)模板(mRNA);(4)合成场所(核蛋白体);(5)掺入肽链前需氨基酸活化;(6)化学键(肽键);(7)合成过程(三个阶段);(8)聚合方向(N端→C端);(9)产物(多肽链);(10)通用一套遗传密码;(11)需消耗能量;(12)需酶和蛋白质因子参与;(13)需无机离子Mg2+ 和K +;(14)需翻译后加工;(15)多聚核蛋白体现象。 翻 译 模板mRNA结构 核蛋白体的组成 与转录的关系 起始氨基酰tRNA 起始因子 原核生物 多顺反子mRNA,有S-D序列, rpS-1辨认序列 三种rRNA(16S、5S、23S) 和57种蛋白质 转录和翻译都在胞质中, 同步进行 fMet-tRNAfMet 三种(IF-1、IF-2、IF-3) mRNA先于 fMet-tRNAfMet 结合小亚基 真核生物 单顺反子mRNA,有5' 帽子、3' poly(A)尾、编码区和非编码区 四种rRNA(18S、5S、5.8S、28S) 和82种蛋白质 转录在细胞核,翻译在细胞质, 不同步进行 Met-tRNAiMet 10种(eIF-1、2、2B、3、4A、 4B、4E、4G、5、6) mRNA后于Met-tRNAiMet 结合小亚基 不同点 起 始翻译起始复合 物形成时各成 份的结合顺序
涉及多种蛋白因子形成的复合物(如 mRNA与小亚 S-D序列/16S- rRNA(RNA-RNA)、 帽子结合蛋白复合物—eIF-4F复合 基结合的机制 rpS-1辨认序列/rpS-1(RNA-蛋白质) 物,包括4A、4E、4G各组分) 能量消耗的 种类 GTP ATP和GTP 15