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1、十四、DNA 的生物合成*1.DNA复制是以DNA为模板的DNA合成，是基因组的复制过程。2.DNA复制的主要特征包括：半保留复制、双向复制和半不连续复制。还具有高保真性。3.子代DNA中保留了亲代的全部遗传信息，亲代与子代DNA之间碱基序列高度一致，称遗传的保守性。遗传的保守性是相对的。4.原核生物基因组是环状DNA，只有一个复制起点（origin）。复制从起点开始，向两个方向进行解链，是单点起始双向复制。5.复制中的模板DNA形成2个延伸方向相反的开链区，称复制叉。复制叉指的是正在进行复制的双链DNA分子所形成的Y形区域。6.真核细胞每条染色体有多个复制起点，为多起点双向复制。复制完成时，
2、复制叉相遇并汇合连接。7.从一个DNA复制起点起始的DNA复制区域称为复制子。复制子是含有一个复制起点的独立完成复制的功能单位。8.沿着解链方向生成的子链DNA的合成是连续进行的，称为前导链；另一股链复制方向与解链方向相反，不能连续延长，只能逐段地从53生成引物并复制子链，称后随链。9.前导链连续复制而后随链不连续复制的方式称为半不连续复制。沿着后随链的模板链合成的新DNA片段称为冈崎片段。10.DNA复制的底物是dNTP，最靠近核糖的称为-P，向外依次为-P、-P。在聚合反应中，-P与子链末端核糖的3-OH连接。11.引物的作用是提供3-OH末端使dNTP可以依次聚合。DNA复制的反应可简示
3、为：(dNMP)n+dNTP(dNMP)n+1+PPi 12.DNA聚合酶全称是依赖DNA的DNA聚合酶，简写为DNA pol。13.原核生物有3种DNA聚合酶，分别是DNA pol、DNA pol、DNA pol，都有53的聚合酶活性和35的核酸外切酶活性。14.DNA pol 是原核生物复制延长中真正起催化作用的酶，由2个核心酶、1个-复合物和 1 对亚基构成。亚基夹稳DNA模板链，并使酶沿模板滑动。15.核心酶由、亚基共同组成，执行碱基选择功能，使DNA复制具有保真性。16.DNA pol 可水解为2个片段，小片段共233个残基，有53核酸外切酶活性。大片段（Klenow 片段）604个
4、残基，具有DNA聚合酶活性和35核酸外切酶活性。17.DNA pol 在活细胞内的功能主要是对复制中的错误进行校对，对复制和修复中出现的空隙进行填补。18.DNA pol 在 pol 和 pol 缺失情况下暂时起作用，故参与DNA损伤的应急状态修复。19.真核生物的DNA聚合酶 DNA pol 引物酶 DNA pol DNA修复 DNA pol 线粒体DNA合成 DNA pol 前导链和后随链的合成，错配修复 DNA pol 错配修复 真核生物的DNA链延长中起催化作用的主要是DNA pol，相当于原核生物的DNA pol；此外它还有解旋酶的活性。20.生物体至少有3种机制实现保真性：遵守严格
5、的碱基互补配对规律；聚合酶在复制延长中对碱基的选择功能；复制出错时有即时的校对功能。21.嘌呤核苷酸的化学结构能形成顺式和反式构型，但只有反式构型能与嘧啶形成氢键配对。DNA pol 对嘌呤的不同构性表现不同亲和力，因此实现碱基选择功能。22.原核生物的DNA pol、真核生物的DNA pol 和DNA pol 的35核酸外切酶活性很强，可以在复制过程中辨认并对复制错误进行校正，此过程称错配修复。23.原核生物复制中参与DNA解链的相关蛋白质 蛋白质（基因）通用名 功能 DNA A（DNA）辨认复制起始点 DNA B（DNA）解旋酶 解开DNA双链 DNA C（DNA）运送和协同DNA B D
6、NA G（DNA）引物酶 催化RNA引物生成 SSB 单链DNA结合蛋白 稳定已解开的单链DNA 拓扑异构酶 拓扑异构酶又称促旋酶 解开超螺旋 24.拓扑酶既能水解，又能连接DNA分子中磷酸二酯键，可在将要打结或已打结处切口，下游的DNA穿越切口并作旋转，打开或解松结，然后旋转复位连接。25.拓扑异构酶可以切断DNA双链中一股，使DNA解链旋转不致打结；适当时候封闭切口，DNA变为松弛状态。反应不需ATP。26.拓扑异构酶切断DNA分子双链，使超螺旋松弛；然后利用ATP供能，连接断端。27.DNA连接酶连接DNA链3-OH末端和相邻DNA链5-P末端，生成磷酸二酯键，从而把两段相邻的DNA链连
7、接成完整的链。消耗ATP。28.连接酶只能连接双链中的单链缺口，不能连接单独存在的DNA单链或 RNA 单链。*29.DNA连接酶功能 在复制中起最后接合缺口的作用。在DNA修复、重组及剪接中也起缝合缺口作用。基因工程的重要工具酶之一。30.三种催化生成磷酸二酯键的酶：DNA聚合酶、DNA连接酶、拓扑酶。31.复制的起始是装配引发体，形成复制叉并合成RNA引物的过程。32.E.coli的复制起始点是一段DNA序列，包含有3组串联重复序列和2对反向重复序列。上游的串联重复序列称为识别区；下游的反向重复序列碱基组以A、T为主，为富含AT区。33.DNA的解链过程由DNA A、B、C三种蛋白质共同参
8、与：DNA A蛋白辨认并结合于 oriC 的串联重复序列（AT区）DNA B在DNA C的协同下，结合并沿解链方向移动，使双链解开足够用于复制的长度，并逐步置换出DNA A蛋白。SSB结合到DNA单链上，使复制叉保持适当的长度。34.含有解螺旋酶DNA B、DNA C、引物酶和DNA复制起始区域的复合结构，称为引发体。35.引物是由引物酶催化合成的短链RNA分子，为DNA的合成提供3-OH末端。36.复制的延长指在DNA pol催化下，dNTP以dNMP的方式逐个加入引物或延长中的子链上，其化学本质是磷酸二酯键的不断生成。37.同一复制叉上前导链和后随链在同一个DNA pol 催化下进行延长的
9、。38.引物的水解需靠细胞核内的DNA pol，水解后留下的空隙也由DNA pol 催化修补；缺口则由连接酶连接。*39.真核生物每个染色体有多个复制起始点。复制有时序性，即复制子以分组方式激活而不是同步起动。40.复制的起始需要DNA pol（引物酶活性）和pol（解螺旋酶活性）参与，还需拓扑酶和复制因子。41.增殖细胞核抗原(PCNA)在复制起始和延长中起关键作用，促进核小体的生成。PCNA的蛋白质水平是检测细胞增殖能力的重要指标。*42.在复制叉及引物生成后，DNA pol 通过PCNA的协同作用，逐步取代pol，在RNA引物的3-OH基础上连续合成前导链。后随链引物也由pol 催化合成
10、。然后由PCNA协同，pol 置换pol，继续合成DNA子链。43.端粒是真核生物染色体线性DNA分子末端的结构，维持染色体的稳定性和DNA复制的完整性。44.端粒的DNA和它的结合蛋白紧密结合，富含T-G短序列的多次重复。45.端粒酶组成由3部分组成：端粒酶RNA（hTR）、端粒酶协同蛋白1（hTP1）、端粒酶逆转录酶（hTRT），故端粒酶兼有提供 RNA 模板和催化逆转录的功能。46.端粒酶催化作用的爬行模型 hTR（An Cn）x辨认及结合母链DNA（Tn Gn）x的重复序列并移至3端，以逆转录的方式复制；延伸至足够长度后，DNA pol 取代端粒酶，母链形成非标准的GG发夹结构并使3-
11、OH反折，同时起引物和模板的作用，在DNA pol催化下完成双链末端的复制。47.真核染色体DNA复制仅出现在细胞周期的S期，而且只能复制一次。复制基因是指DNA复制起始所必需的全部DNA序列。48.真核细胞DNA复制的起始分两步进行，即复制基因的选择和复制起点的激活。（1）复制基因的选择出现于G1期，组装前复制复合物（pre-RC）；（2）复制起点的激活出现于S期，这一阶段将激活pre-RC，募集若干复制基因结合蛋白和DNA聚合酶，并起始DNA解旋。49.在原核细胞中，复制基因的识别与DNA解旋、募集DNA聚合酶偶联进行。而在真核细胞中，这两个阶段相分离可以确保每个染色体在每个细胞周期中仅复
12、制一次。50.真核细胞通过依赖细胞周期蛋白的蛋白激酶（CDK）严格控制pre-RC的形成和激活。激活pre-RC，以起始DNA复制；抑制形成新的pre-RC。51.真核生物与原核生物DNA复制的差异（1）真核生物复制子多、冈崎片段短、复制叉前进速度慢等；（2）DNA复制从引发进入延伸阶段发生DNA聚合酶/转换（3）切除冈崎片段 RNA 引物的是核酸酶RNAse H 和FEN1 52.RNA病毒的基因组是RNA，其复制方式是逆转录，也称为逆转录病毒。53.催化逆转录的酶是逆转录酶，全称是依赖RNA的DNA聚合酶。该酶 具有RNA或DNA作模板的dNTP聚合活性；具有RNase活性；合成反应按照5
13、3延长的规律。54.逆转录分三步 以病毒基因组RNA为模板，催化dNTP聚合生成DNA互补链，产物是RNA/DNA杂化双链；RNA被RNase活性组分水解；RNA分解后剩下的单链DNA再用作模板，由逆转录酶催化合成第二条DNA互补链。55.RNA病毒在细胞内复制成双链DNA的前病毒。前病毒基因组通过基因重组参加到细胞基因组内，并随宿主基因一起复制和表达，称为整合。56.线粒体DNA复制特点 环形线粒体DNA两条链（H和L）的复制不同步；线粒体DNA复制开始以H链作为模板合成新的L链，取代原来的L链并和H链互补，而原来的 L 链则保持单链状态，形成类似英文字母D的区域；两条链具有不同的复制起点和
14、相反的合成方向；线粒体DNA复制也需要RNA引物。57.化学诱变剂的细菌检测法(Ames)试验（1）材料：含有缺陷的沙门菌：组氨酸异养型，需加组氨酸才能生长。胞壁缺陷，化学物质易透入。修复系统不活化。（2）沙门菌具有回复突变性，即致癌物质能使之突变为能自身合成组氨酸的菌种，由此间接判断致癌物质的致癌能力。58.突变的分子改变类型包括：错配、缺失、插入、重排。59.DNA分子上的碱基错配称点突变，包括转换和颠换。转换：发生在同型碱基之间，即嘌呤代替另一嘌呤，或嘧啶代替另一嘧啶。颠换：发生在异型碱基之间，即嘌呤变嘧啶或嘧啶变嘌呤。60.缺失或插入都可导致框移突变，即三联体密码的阅读方式改变，造成蛋
15、白质氨基酸排列顺序发生改变。61.DNA损伤（突变）可能造成两种结果：导致复制或转录障碍；导致复制后基因突变 62.DNA损伤修复途径 修复途径 修复对象 参与修复的酶或蛋白 光复活修复 嘧啶二聚体 光修复酶（DNA光裂合酶）碱基切除修复 受损的碱基 DNA糖基化酶 核苷酸切除修复 嘧啶二聚体、DNA螺旋结构的改变 大肠杆菌中UvrA、UvrB、UvrC 和UvrD，人的 XP（AG）系列蛋白 错配修复 复制或重组中的碱基配对错误 E.coli：MutH、MutL、MutS，人的MSH、MLH 重组修复 双链断裂 RecA 损伤跨越修复 大范围的损伤或复制中来不及修复的损伤 RecA、DNA聚
16、合酶 63.碱基切除修复 DNA糖基化酶水解去除受损的碱基；无碱基位点核酸内切酶将DNA链的磷酸二酯键切开，去除剩余的磷酸核糖部分；DNA聚合酶合成互补序列；DNA连接酶将切口重新连接。64.核苷酸切除修复 酶系统识别DNA损伤部位；损伤两侧切开DNA链，去除两个切口之间受损的寡核苷酸；DNA聚合酶作用下合成新DNA，填补缺损区；由连接酶连接，完成损伤修复。65.核苷酸切除修复不仅能够修复整个基因组中的损伤，而且能修复正在转录的模板链损伤，即参与转录偶联修复。66.着色性干皮病患者缺乏核酸内切酶，不能修复被紫外线损伤的皮肤的DNA。67.由错误的模板复制的子链带有错误甚至缺口，这种损伤需以重组
17、方式修复。重组蛋白RecA的核酸酶活性将另一股健康母链与缺口部分进行交换，以填补缺口。68.当DNA损伤广泛难以继续复制时，需要SOS修复，这种修复特异性低，对碱基的识别、选择能力差。会使DNA保留的错误较多，导致较广泛、长期的突变。69.人类遗传性非息肉大肠直肠癌是由于MLH1和MSH2基因突变，导致错配修复、转录偶联修复缺陷而引起。70.BRCA基因参与DNA损伤修复的启动，细胞周期调控。BRCA1发生突变而失活导致家族遗传性乳腺癌和卵巢癌。十六、RNA 的生物合成*1.生物体以DNA为模板合成RNA的过程称为转录。2.RNA依赖的RNA合成是RNA复制，由RNA依赖的RNA聚合酶催化，常
18、见病毒RNA的复制。*3.复制和转录的相似之处 都以DNA为模板 都需依赖DNA的聚合酶 都是核苷酸之间生成磷酸二酯键 都从5至3方向延伸聚核苷酸链 都遵从碱基配对规律*4.复制和转录的区别 复制 转录 模板 两股链均复制，全部基因组被复制 仅模板链转录（不对称转录），对一种细胞来说仅部分基因转录 原料 dNTP NTP 酶 DNA聚合酶 RNA聚合酶 产物 模板半保留的子代双链DNA mRNA，tRNA，rRNA等 配对 A-T，G-C A-U，T-A，G-C 5.DNA分子上转录出RNA的区段，称为结构基因。转录时DNA双链中作为RNA合成模板一股单链，称为模板链，相对的另一股单链是编码链
19、。6.在DNA分子双链上，一股链用作模板指引转录，另一股链不转录，这种模板选择性称为不对称转录（asymmertric transcription）。在DNA的不同区段，模板链并非永远在同一条单链上。7.RNA合成的总反应式：(NMP)n NTP (NMP)n+1 PPi 8.RNA聚合酶能直接启动转录起始点的两个核苷酸间形成磷酸二酯键，RNA链的起始合成不需要引物。9.E.coli的RNA聚合酶是由、亚基组成的五聚体蛋白质。亚基*分子量 功能 36512 决定被转录的基因 150618 催化聚合反应 155613 结合模板链，双螺旋解链 70263 辨认起始点，结合启动子 10.RNA po
20、l的4个主要亚基（2）称为核心酶。亚基与核心酶共称全酶。转录起始需要全酶，转录延长阶段则仅需要核心酶。11.70是辨认典型转录起始点的蛋白质；32是应答热刺激而诱导产生的，能够辨认热休克基因（hsp）的转录起始点上游序列及启动其转录的因子。12.转录是分区段进行的，每一转录区段可视为一个转录单位，称为操纵子。操纵子包括若干个结构基因及其上游的调控序列。*13.调控序列中的启动子是RNA pol结合模板DNA的部位，也是控制转录的关键部位。原核生物以RNA pol全酶结合到DNA的启动子上而起动转录，其中由亚基辨认启动子，其他亚基相互配合。14.对启动子的研究，常采用RNA聚合酶保护法：将提取的
21、DNA与提纯的RNA聚合酶混合，再加入核酸外切酶，使大部分DNA链被水解，启动子序列得以保留。15.若以转录起点为+1，用负数表示其上游的碱基序号，则-35区有一致性序列TTGACA。而-10区的一致性序列则为TATAAT，又称为Pribnow盒。16.转录起始（1）RNA pol识别并结合启动子，形成闭合转录复合体。首先被辨认的DNA区域是-35区的TTGACA序列，接着酶移向-10区的TATAAT序列并跨过转录起始点。（2）DNA双链打开，闭合转录复合体成为开放转录复合体。（3）第一个磷酸二酯键形成。转录起始不需要引物。转录起始生成第一位的RNA多是ATP或GTP，又以GTP更常见，生成的
22、聚合物是5-pppGpN OH 3。17.第一个磷酸二酯键生成后，转录复合体构象发生改变，亚基从转录复合体上脱落，并离开启动子，RNA合成进入延长阶段。18.转录时解链范围约为17bp，称为转录泡。转录产物3 端与模板DNA保持结合状态，形成8bp的RNA-DNA杂合双链，5 端则脱离模板向空泡外伸展。19.电镜下，原核生物转录过程中存在羽毛状现象，说明原核生物RNA链的转录尚未完成，已经作为模板进行翻译。20.RNA pol在DNA模板上停顿下来不再前进，转录产物RNA链从转录复合物上脱落下来，就是转录终止。分为依赖因子的转录终止和非依赖因子的转录终止。21.因子是由相同亚基组成的六聚体蛋白
23、质，能结合RNA，对poly C的结合力最强。22.因子能识别产物RNA上的终止信号，并与之结合。使因子和RNA聚合酶都可发生构象变化，从而使RNA聚合酶停顿，解螺旋酶的活性使DNA/RNA杂化双链分离，利于产物从转录复合物中释放。23.DNA模板上靠近终止处，有些特殊的碱基序列（寡聚 U），转录出RNA后，RNA产物形成特殊的结构（茎环/发夹）来终止转录，称为非依赖因子的转录终止。24.茎环结构可能改变RNA聚合酶的构象；多聚U则促使RNA产物从模板上脱落。25.真核生物具有3种不同的RNA聚合酶：RNA Pol、。种类 转录产物 对鹅膏覃碱的反应 细胞内定位 45S rRNA 耐受 核仁
24、hnRNA 敏感 核内 5S rRNA、tRNA、snRNA 高浓度敏感 核内 26.RNA pol 最大亚基的羧基末端有一段Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser的7个氨基酸共有重复序列，称为羧基末端结构域（CTD）。27.所有真核生物的RNA聚合酶都具有CTD，只是共有序列的重复程度不同。而CTD的可逆磷酸化在转录起始时有重要作用。28.不同物种、不同细胞或不同的基因，转录起始点上游可以有不同的DNA序列，包括启动子、增强子等，统称为顺式作用元件(cis-acting element)。29.能直接、间接辨认和结合转录上游区段DNA的蛋白质，称为反式作用因子（trans-a
25、cting factors）或转录因子（TF）。其中直接或间接结合RNA聚合酶的，则称为基本转录因子。TFD TBP亚基结合TATA盒 TFH 解旋酶；催化CTD磷酸化 30.真核生物转录起始前复合物形成过程中，RNA pol不与DNA分子直接结合，而需依靠众多的转录因子：TFD中的TBP识别TATA盒，然后TFB与TBP结合，同时也与DNA结合。TFA稳定与DNA结合的TFB-TBP复合体。TFB-TBP复合体与RNA pol-TFD复合体结合。TFE和TFH加入，形成闭合复合体。31.RNA pol 催化的hnRNA的转录终止与poly尾的形成同时发生。32.密码子编码区的下游，有一组共同
26、序列AATAAA，再远处下游还有许多GT序列，这些序列就是hnRNA的转录终止相关信号，称为修饰点。*33.RNA pol 会把修饰点转录出来，产物中的修饰点序列会被特异的核酸酶识别并切断，随即在3-OH上加入poly尾结构。34.加帽过程：新生RNA的5-端核苷酸的-磷酸被水解，与另一分子GTP的5-端在鸟苷酸转移酶催化下形成5，5-三磷酸键。SAM提供甲基，使加上去的鸟嘌呤的N7和新生RNA的5端核苷酸的核糖2-O甲基化。35.帽子结构功能：有助于mRNA越过核膜；保护5-端不被降解；翻译时供IF（起始因子）和核糖体识别。36.加入polyA之前，先由核酸外切酶切去前体mRNA3-端的一些
27、核苷酸，然后由多聚腺苷酸聚合酶（PAP）催化加入poly A。而断裂点的上游1030nt有AAUAAA信号序列。37.尾部修饰和转录终止同时进行。polyA的有无和长短，是维持mRNA作为翻译模板的活性以及增加mRNA本身稳定性的因素。38.mRNA来自hnRNA，而hnRNA和DNA模板可以完全配对。hnRNA中被剪接去除的核酸序列为内含子序列；在断裂基因及其初级转录产物上出现，并表达为成熟RNA的核酸序列为外显子序列。*39.内含子的分类 i.存在于线粒体、叶绿体及某些低等真核生物的催化自我剪接的 rRNA；ii.线粒体、叶绿体中催化自我剪接的mRNA前体和tRNA前体；iii.前体mRN
28、A中常见的形成套索结构后被剪接的内含子；iv.剪接过程需酶及ATP的tRNA基因及其初级转录产物中的内含子 40.大多数内含子都以GU为5端的起始，而其末端则为AG-OH-3。5GUAG-OH-3称为剪接接口或边界序列。41.剪接体由5种核小RNA（snRNA）和蛋白质装配而成，snRNA分子中的碱基以尿嘧啶含量最丰富，以U作为分类命名包括U1、U2、U4、U5、U6，每种snRNA分别与多种蛋白质结合，形成5种小分子核糖核酸蛋白体（snRNP）。42.剪接体形成过程：U1与 U2的部分序列分别和5剪接点与分支点A附近的序列互补结合；U4、U5、U6加入，形成完整的剪接体；释放U1、U4、U5
29、，U2、U6形成催化中心，发生转酯反应。43.剪接过程的二次转酯反应：分支点A的 2-OH进攻第一个外显子与内含子之间的磷酸二酯键，原有的磷酸二酯键断裂，同时与内含子序列的5端形成新的磷酸二酯键，形成套索结构 第一个外显子的3-OH进攻内含子与第二个外显子之间的磷酸二酯键，相邻外显子连接 释放套索结构的内含子 44.RNA编辑是改变RNA前体的一些序列，使最终表达产物的序列与初始转录产物的序列不完全对应。又称RNA的分化加工。如：小肠黏膜细胞的胞嘧啶核苷酸脱氨酶能将ApoB基因转录出来的RNA上CAA中的C转变为U，变为终止密码子，最终翻译出分子量较小但仍具有生物学活性的ApoB48。45.真
30、核生物前体mRNA具有2个以上的多聚腺苷酸化位点，使前体mRNA通过可变剪接（选择性剪接）产生不同的mRNA。46.tRNA的转录后加工（1）RNAse P切除5-端的核苷酸前导序列；（2）RNAse D切除3-端的2个U，再由核苷酸转移酶加上CCA末端；（3）碱基的化学修饰；1）嘌呤甲基化生成甲基嘌呤，A Am；2）尿嘧啶还原为二氢尿嘧啶，U DHU；3）尿嘧啶核苷转变为假尿嘧啶核苷，U ；4）腺苷酸脱氨成为次黄嘌呤核苷酸，A I。（4）核酸内切酶催化剪接切除内含子形成反密码子环。47.真核生物的45S rRNA通过“自剪接”机制，形成18S、5.8S、28S的rRNA。48.核酶作用的特异
31、性位点是GUC序列。十七、蛋白质的生物合成*1.蛋白质以 mRNA 为模板合成，mRNA 上来自 DNA 基因编码的核苷酸序列转换为蛋白质中的氨基酸序列，称为翻译。2.蛋白质生物合成体系 基本原料 20 种编码氨基酸 酶 氨基酰-tRNA 合成酶、转肽酶 模板 mRNA 蛋白质因子 起始、延长、释放因子 适配器 tRNA 能源物质 ATP、GTP 装配机 核蛋白体 无机离子 Mg2+、K+3.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，称为开放阅读框架。4.原核生物只有一条 DNA 链，所有结构基因集中在一条链上，故原核生物的 mRNA 呈现多顺反子，真核生物
32、的 mRNA 呈现单顺反子。顺反子即为由结构基因转录出来的 RNA 序列。5.在 mRNA 的开放阅读框架，每 3 个相邻的核苷酸为一组，编码一种氨基酸，称为一个三联体密码子。6.遗传密码特点：方向性：翻译从 mRNA 的起始密码子开始，按 53逐一阅读，直至终止密码子。连续性：mRNA 的密码子之间无间隔核苷酸；密码子被连续阅读，不交叉。简并性：有的氨基酸可由多个密码子编码。两种氨基酸仅由一个密码子编码：甲硫氨酸（AUG）、色氨酸（UGG）。减少有害突变，遗传密码的特异性主要取决于前两位碱基。摆动性：密码子与 tRNA 的反密码子配对不严格遵循碱基配对原则，发生于反密码子的第1 位碱基和密码
33、子的第 3 位碱基之间的配对。例如：tRNA反密码子第 1 位碱基 mRNA 密码子第 3 位碱基 I U、C、A U A、G G U、C A U C G 通用性：生物基本使用同一套密码子。7.各种氨基酸的密码子数目 氨基酸 密码子数目 氨基酸 密码子数目 Met、Trp 1 Ala、Gly、Pro、Thr、Val 4 Ile 3 Arg、Leu、Ser 6 其余的由 2 个密码子编码。8.在开放阅读框中插入或缺失 12 个碱基的基因突变，使后续的氨基酸序列大部分被改变，蛋白质功能彻底丧失，称为移码突变。9.终止密码子包括：UGA、UAA、UAG；起始密码为：AUG。10.tRNA 与氨基酸结
34、合的部位是氨基酸臂的-CCA 末端的腺苷酸 3-OH。11.原核生物核糖体上有 A 位、P 位、E 位，A 位结合氨基酰-tRNA；P 位结合肽酰-tRNA；E位是出口位。真核生物的核糖体上没有 E 位，空载 tRNA 直接从 P 位脱落。12.由氨基酰-tRNA 合成酶催化，氨基酸与特异的 tRNA 结合形成氨基酰-tRNA 的过程称为氨基酸活化，为耗能反应。13.每个氨基酸活化需要消耗 2 个来自 ATP 的高能磷酸键。总反应如下：氨基酸tRNAATP 氨基酰-tRNA合成酶 氨基酰-tRNAAMPPPi 14.氨基酸活化分为 3 步：氨基酰-tRNA 合成酶催化 ATP 分解为焦磷酸与
35、AMP；AMP、酶、氨基酸三者结合为中间复合体；复合体中的氨基酸与 tRNA 分子的 3-CCA 末端上的腺苷酸核糖的 2或 3的游离羟基以酯键结合，形成氨基酰-tRNA。15.各种氨基酸和对应的 tRNA 结合后形成的氨基酰-tRNA 表示为：氨基酸的三字母缩写-tRNA氨基酸的三字母缩写 如：丙氨酰-tRNA：Ala-tRNAAla 16.氨基酰-tRNA 合成酶还具有校对活性，将错误的氨基酰-AMP-E 复合物或氨基酰-tRNA 的酯键水解，再换上与密码子相对应的氨基酸。17.结合于起始密码子的是专门的起始氨基酰-tRNA。原核生物的为 fMet-tRNAfMet，其中的Met 被甲酰化
36、；真核生物为 tRNAiMet，可在 mRNA 的起始密码子 AUG 处就位。18.翻译的起始是指 mRNA、起始氨基酰-tRNA、核糖体结合成翻译起始复合物的过程。消耗一分子高能磷酸键。19.原核生物翻译起始复合物的形成 核糖体大、小亚基分离；IF 的作用是稳定大、小亚基的分离状态。核糖体小亚基结合于 mRNA 的起始密码子附近；mRNA 的起始 AUG 上游约 813 核苷酸处，存在共有序列-AGGAGG-，称为核糖体结合位点（RBS），又称 S-D 序列；5 3 2A 3C/U 1U（3U）（2A）（1G）3 5 mRNA 上邻近 RBS 下游有一段可被小亚基蛋白 rpS-1 识别并结合
37、的核苷酸序列。fMet-tRNAfMet结合在核糖体 P 位；fMet-tRNAfMet GTP-IF-2 结合在 mRNA 的 AUG 处。核糖体大亚基结合形成起始复合物。结合于 IF-2 的 GTP 被水解，释放能量促使 3 种 IF 释放，大亚基与结合了 mRNA、fMet-tRNAfMet的小亚基结合，形成翻译起始复合物。20.真核生物翻译起始复合物的形成 核糖体大、小亚基分离；eIF-2B、eIF-3、eIF-6 参与下，核糖体解离成大、小亚基。Met-tRNAiMet定位结合于小亚基 P 位；eIF-2B 作用下，eIF-2 与 GTP 结合，再与 Met-tRNAiMet结合于小
38、亚基，GTP 水解释放出 GDP-eIF-2，形成 43S 前起始复合物。mRNA 与核糖体小亚基定位结合；eIF-4E 结合在 mRNA 的 5-帽结构，eIF-4G 结合多聚 A 尾结合蛋白 PAB，协助 Met-tRNAiMet识别起始密码。核糖体大亚基结合 21.翻译的延长（核糖体循环）就是在核糖体上重复进行的进位、成肽、转位的循环过程，每完成一次，肽链上增加 1 个氨基酸残基。22.进位（注册）是指一个氨基酰-tRNA 按照 mRNA 模板进入并结合到核糖体 A 位的过程。氨基酰-tRNA 进位时需要先形成 GTP 复合物。核糖体对氨基酰-tRNA 的进位有校正作用。23.成肽是指肽
39、基转移酶催化 P 位上的甲硫氨酰或肽酰与新进位的氨基酰-tRNA 的-氨基结合。转肽酶的化学本质是 RNA，属于一种核酶，位于核糖体的大亚基上。24.转位的结果是 P 位 tRNA 上的氨基酸或肽交给 A 位上的氨基酸，空载的 tRNA 从核糖体直接脱落；位于 A 位的肽酰-tRNA 转到 P 位上；A 位空出，接受新的对应的氨基酰-tRNA。25.肽链延长阶段中，每生成一个肽键消耗 2 个高能磷酸键（GTP），加上氨基酸活化消耗 2个高能磷酸键，故蛋白质合成过程中，每生成 1 个肽键，平均消耗 4 个高能磷酸键。26.原核生物蛋白质合成的能量计算 步骤 P 供能物质 氨基酸活化 2 ATP
40、起始 1 GTP 延长 2 GTP 终止 1 GTP 原核生物合成一条含 n 个氨基酸的肽链，需要消耗P 为 2n12（n1）14n 27.释放因子（RF）能识别终止密码子进入 A 位，识别过程需要水解 GTP。RF 的结合使核糖体构象改变，肽基转移酶的活性变为酯酶活性，水解肽链与 tRNA 之间的酯键。28.由多个核糖体结合在 1 条 mRNA 链上同时进行肽链合成所形成的聚合物称为多聚核糖体。使蛋白质生物合成以高速度、高效率进行。29.原核生物肽链合成蛋白质因子 起始因子 IF-1 占据 A 位，防止 A 位结合其他 RNA IF-2 促进 fMet-tRNAfMet与小亚基结合 IF-3
41、 促进大小亚基分离 延长因子 EF-Tu 促进氨基酰-tRNA 进入 A 位，结合并分解 GTP EF-Ts 调节 EF-Tu EF-G 转位酶，促进 mRNA-肽酰-tRNA 由 A 位P 位 释放因子 RF-1 识别 UAA、UAG，诱导转肽酶转变为酯酶 RF-2 识别 UAA、UGA，诱导转肽酶转变为酯酶 RF-3 GTP 酶活性 30.真核生物肽链合成蛋白质因子 起始因子 eIF-2B 结合小亚基，促进大、小亚基分离 eIF-3 结合小亚基，促进大、小亚基分离 eIF-6 促进大、小亚基分离 eIF-2 促进 Met-tRNAiMet与小亚基结合 eIF-4B 结合 mRNA，协助 m
42、RNA 扫描定位起始 AUG eIF-4A eIF-4F 成分，解除 mRNA 的 5端发夹结构，使其与小亚基结合 eIF-4E eIF-4F 成分，识别结合 mRNA 的 5-帽结构 eIF-4G eIF-4F 成分，结合 eIF-4E、eIF-3 和 PAB eIF-1 参与翻译多个步骤 eIF-5 促进各种起始因子从小亚基解离 延长因子 eEF-1 促进氨基酰-tRNA 进入 A 位，结合并分解 GTP eEF-1 起调节作用 eEF-2 转位酶，促进 mRNA-肽酰-tRNA 由 A 位P 位 释放因子 eRF 识别所有终止密码子 31.蛋白质合成后在细胞内被定向输送到其发挥作用部位的
43、过程称为蛋白质靶向运输。32.分子伴侣是细胞内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的正确折叠的保守蛋白质。可逆地与未折叠肽段的疏水部分结合随后松开，如此重复进行可防止错误聚集发生。识别并结合错误聚集的肽段，使之解聚后，再诱导其正确折叠。识别并切断肽链中错误生成的二硫键，并形成正确的二硫键。33.分子伴侣包括热激蛋白和伴侣蛋白。34.热激蛋白包括 HSP70、HSP40 和 Grp E。ATP 存在下，Dna J 和 Dna K 的相互作用可抑制肽链聚集，Grp E 则作为核苷酸交换因子控制 Dna K 的 ATP 酶活性。35.HSP70 又称为 Dna K 蛋白，有两个功能域
44、：N-端的 ATP 酶结构域，能结合和水解 ATP；C-端的肽链结合结构域。36.伴侣蛋白 Gro EL 和 Gro ES 为非自发性折叠肽链提供能折叠成天然空间构象的微环境。37.催化蛋白质功能构象形成所必需的酶称为异构酶：蛋白质二硫键异构酶：催化错配二硫键断裂并形成正确二硫键连接。肽酰-脯氨酸顺反异构酶：使肽链在各脯氨酸弯折处形成正确折叠。38.新生肽链 N 端的会被脱甲酰基酶切除 N-甲酰基而保留甲硫氨酸，或者被氨基肽酶水解去除 N-甲酰甲硫氨酸。39.肽链中氨基酸残基的化学修饰 磷酸化 丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸 N-糖基化 天冬酰胺 O-糖基化 丝氨酸、苏氨酸 羟基化 脯氨酸、赖氨酸 甲
45、基化 精氨酸、赖氨酸、组氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、谷氨酸 乙酰化 赖氨酸、丝氨酸 40.靶向输送的蛋白质一级结构中存在分选信号，可引导蛋白质转移到细胞的适当靶部位，称为信号序列。41.细胞内分泌型蛋白质的合成与转运同时发生。信号肽首先被合成，被 SRP 识别，SRP 结合到核糖体上，翻译暂停；SRP 识别内质网上 SRP 受体，引导 SRP-核糖体复合物结合到内质网上；肽转位复合物形成蛋白质通道，合成中的肽链穿过内质网膜进入内质网腔；SRP 脱离核糖体，肽链继续延长；信号肽在内质网内被信号肽酶切除；肽链在内质网中折叠形成最终构象。42.内质网定位的蛋白质肽链的 C-端含有滞留信号序列。线粒体基
46、质定位的蛋白质前体的 N端有前导肽。43.被靶向输送的细胞核蛋白质其肽链内含有核定位序列（NLS）44.细胞核蛋白质的靶向输送需要核输入因子 异二聚体和低分子量 G 蛋白 RAN。细胞核蛋白质与核输入因子 异二聚体形成复合物；RAN 水解 GTP 释能，复合物经核孔进入细胞核基质；核输入因子、先后从复合物中解离，移出核孔再利用。45.抗生素及其作用 抗生素 作用位点 作用原理 伊短菌素、密旋霉素 核糖体小亚基 引起 mRNA 在核糖体上错位，阻碍翻译起始复合物形成 晚霉素 23S rRNA 阻止小亚基与 fMet-tRNAfMet结合 四环素 原核核糖体小亚基 抑制氨基酰-tRNA 与小亚基结
47、合 链霉素、新霉素 原核核糖体小亚基 改变构象引起读码错误 氯霉素 原核核糖体大亚基 阻止转肽酶催化肽键形成 林可霉素 原核核糖体大亚基 阻止 tRNA 在 A 位、P 位就位抑制肽键形成 红霉素 原核核糖体大亚基 结合核糖体肽链排出通道，阻止新生肽链排出 嘌呤霉素 真核、原核核糖体 取代酪氨酰-tRNA 进入 A 位，中断肽链合成 放线菌酮 真核核糖体大亚基 抑制转肽酶活性 夫西地酸、微球菌素 EF-G 抑制 EF-G、阻止转位 大观霉素 原核核糖体小亚基 阻止转位 十八、基因表达调控 1.基因表达是基因经过转录、翻译，产生具有特异生物学功能的蛋白质分子、rRNA 或 tRNA的过程。*2.
48、基因表达调控是细胞或生物体在接受内外环境信号刺激时，或适应环境变化过程中在基因表达水平上作出应答的分子机制。*3.在某一特定时期或生长阶段，基因组中只有一小部分基因处于表达状态。个体某种功能的基因产物在细胞中的数量随着时间、环境而变化。4.按功能需要，某一特定基因的表达严格按特定的时间顺序发生，就是基因表达的时间特异性。多细胞生物表现为与分化、发育阶段一致，又称阶段特异性。5.甲胎蛋白（AFP）基因在胎儿肝细胞中活跃表达，成年后表达水平很低，几乎检测不到 AFP。当肝细胞转化成肝癌细胞，基因重新被激活，大量 AFP 被合成。故 AFP 作为肝癌早期诊断指标。6.在个体生长全过程，某种基因产物在
49、个体的不同组织或器官表达是基因表达空间特异性。又称细胞特异性或组织特异性。7.基因表达的种类和强度（即基因表达谱），决定了细胞的分化状态和功能。8.基因表达的方式（1）基本表达 某些基因在一个个体的几乎所有细胞中持续表达，通常被称为管家基因。管家基因的表达称为基本（组成性）基因表达。（2）诱导表达 在特定环境信号刺激下，相应的基因被激活，基因表达产物增加，这种基因称为可诱导基因。可诱导基因在特定环境中表达增强的过程称为诱导。（3）阻遏表达 如果基因对环境信号应答时被抑制，这种基因是可阻遏基因。可阻遏基因表达产物水平降低的过程称为阻遏。（4）协同表达 在一定机制控制下，功能上相关的一组基因，无论
50、其为何种表达方式，均需协调一致、共同表达。这种调节称为协调调节。*9.基因表达调控的生物学意义 适应环境、维持生长和增殖 维持个体发育与分化10.原核生物通过操纵子机制调控基因表达；真核生物通过顺式作用元件调控基因表达。11.操纵子通常由 2 个以上的编码序列与启动序列、操纵序列以及其他调节序列在基因组中成簇串联组成。12.操纵序列是调控蛋白的结合位点。调控蛋白调节基因编码，分为三类：特异因子决定 RNA 聚合酶对一个或一套启动序列的特异性识别和结合能力；阻遏蛋白识别、结合操纵序列后，阻碍 RNA 聚合酶与启动子结合或使 RNA 聚合酶不能前进，介导负性调节。激活蛋白可提高 RNA 聚合酶与启