分子生物学习题集及答案（朱玉贤 - 第三版）考研必备 - - - 副本

14. 基础转录装置（basical transcriptional apparatus）：在 TFⅡA～F 等参与下，RNA 聚合酶Ⅱ 与 TFⅡD、TFⅡB 等聚合，形成一个功能性的前起始复合物 PIC，可以开始转录但其速率低， 因此称为基础转录装置。

18. 重叠基因（overlapping gene）: 是一种转录单位，一个基因可决定多种 mRNA 和蛋白质。 它们可以有 2 个启动子，2 个终止子，几个外显子。转录时，可能使用 2 个启动子中的 1 个 或 2 个，也可能使用 2 个终止子中的 1 个或 2 个，或用不同的剪切方式对转录的初级产物进 行加工，产生多种 mRNA 中的一种。如 Bcl-X 基因 。

19.假基因(pseudogene)：在多基因家族中，不产生有功能基因产物的基因。即序列与有功能 的基因相似，但或者不能转录，或者转录后生成无功能的基因产物。用 示。造成原因是 基因在进化过程中，发生突变所致（如缺失、倒位、点突变等）。假基因往往缺少正常基因 的内含子，两侧有顺向重复序列。

20.RNA 干扰：siRNA 是一类长 21—25 个核苷酸的双链 RNA，产生于病毒感染或其他双链 RNA 诱导以后，其功能是引起特异的靶 mRNA 降解，以维持基因组稳定，保护基因组免受 外源核酸入侵和调控基因 达等，这一细胞反应过程叫做 RNA 干扰（RNAi）。

21.酵母双杂交：酵母双杂交是一种新的遗传体系，它是以酵母菌的基因分析为基础，用它 在体内研究蛋白质与蛋白质相互作用的实验方法。双杂交系统是在酵母菌体内用于研究蛋白 质相互作用的实验方法，能用于鉴定已知蛋白质之间的相互作用，可对蛋白质的作用部位及 关键片段做准确定位，可以从 cDNA 文库中筛选出与所研究蛋白质相互作用的蛋白质及其编 码基因。并逐渐推广应用到其他一些研究领域如：细胞周期调控，转录调节和信号传导等。 22.转录因子：转录调节因子由某一基因 达后，通过与特异的顺式作用元件相互作用 （DNA-蛋白质相互作用）反式激活另一基因的转录，故称反式作用因子（trans-acting factor）。

23.转录因子的结构：DNA 结合域(DNA binding domain)、转录激活域(activation domain)、蛋 白质－蛋白质相互作用结构域（如二聚化结构域）。（1）DNA 结构域：通常由６０～１０

０个氨基酸残基组成。A、 指(zinc finger)结构。B、碱性螺旋－环－螺旋(basic helix-loop- hlix，bHLH)。C、碱性亮氨酸拉链(basic leucine zipper，bZIP)。（2）转录激活域：由３

０～１００个氨基酸残基组成。转录激活域又有酸性激活域(acidic activation domain)、谷氨 酰胺富含域(glutamine-rich domain)及脯氨酸富含域(proline-rich domain)。（3）二聚化结构域： 二聚化作用与 bZIP 的亮氨酸拉链、bHLH 的螺旋－环－螺旋结构有关。 24.衰减子（attenuator）：细菌 E.coli 的 trp 操纵子中第一个结构基因与启动序列 P 之间有一 衰减子区域。Trp 操纵子的序列 1 中有两个色氨酸密码子，当色氨酸浓度很高时，核蛋白体 （核糖体）很快通过编码序列 1，并封闭序列 2，这种与转录偶联进行的翻译过程导致序列 3、4 形成一个不依赖 （rho）因子的终止结构---衰减子。(转录衰减是原核生物特有的调控 机制)。

25.内含子(intron)：指基因组中的非编码序列。

26.密码的简并性：由一种以上密码子编码同一个氨基酸的现象称为密码的简并性 27.弱化子：在操纵区与结构基因之间的一段可以终止转录作用的核苷酸序列。

28.魔斑：当细菌生长过程中，遇到氨基酸全面缺乏时，细菌将会产生一个应急反应，停止 全部基因的 达。产生这一应急反应的信号是鸟苷四磷酸(ppGpp)和鸟苷五磷酸 （pppGpp）。PpGpp 与 pppGpp 的作用不只是一个或几个操纵子，而是影响一大批，所以称 他们是超级调控子或称为魔斑。

29.上游启动子元件：是指对启动子的活性起到一种调节作用的 DNA 序列，-10 区的 TATA、-35 区的 TGACA 及增强子，弱化子等。

30.DNA 探针：是带有标记的一段已知序列 DNA，用以检测未知序列、筛选目的基因等方面 广泛应用。 二、简答题

1. 简述转录的基本过程?

答案要点： 转录的基本过程包括：模板的识别；转录起始；通过启动子；转录的延伸和终 止。要求叙述各过程设计到的因子。

2.简述原核和真核细胞在蛋白质翻译过程中的差异. 答案要点：1、起始因子不同；

3、翻译过程（肽链延伸）因子不同； 4、终止因子不同。 要求详述其差异。

3.试比较原核和真核细胞的 mRNA 的异同.

答案要点：A.真核生物 5'端有帽子结构大部分成熟没 mRNA 还同时具有 3'多聚 A 尾巴，原 核一般没有；B.原核的没 mRNA 可以编码几个多肽真核只能编码一个。C.原核生物以 AUG 作为起始密码有时以 GUG，UUG 作为起始密码，真核几乎永远以 AUG 作为起始密码。D. 原核生物 mRNA 半衰期短，真核长。E.原核生物以多顺反子的形式存在，真核以单顺反子形 式存在。

4.分别说出 5 种以上 RNA 的功能？ 转运 RNA tRNA 核蛋白体 RNA rRNA 信使 RNA mRNA

不均一核 RNA hnRNA 小核 RNA 小胞浆 RNA snRNA

scRNA/7SL-RNA

反义 RNA anRNA/micRNA 核 酶

Ribozyme RNA 转运氨基酸 核蛋白体组成成 蛋白质合成模板 成熟 mRNA 的前体 参与 hnRNA 的剪接

蛋白质内质网定位合成的信号识别体的组成成分 对基因的 达起调节作用 有酶活性的 RNA

5.简述遗传密码的性质

答案要点：简并性；通用性；特殊性

6.简述 tRNA 的二级结构特征并指明作用与作用机制。

答案要点：1. tRNA 携带 AA，是一种酶促反应，也称 AA 的活化 2、氨基酰是 tRNA 是 AA 参与蛋白合成的活化形式。 AA 的活化：氨基酸+ATP-E 氨基酸-AMP-E+PPi 3、每活化 一分子 AA 需消耗 ATP 的 2 个高能磷酸键。 AA 的转移：氨基酸+ AMP-E+ tRNA 氨基酸- tRNA+AMP+E 4、氨基酰 tRNA 合成酶是高度专一性，既能高度特异性识别 AA，又能高度 特异性识别相应，这两点是保证翻译准确进行的基本条件之一。 5.氨基酰 AMP-E 复合体： 作为中间产物，利于酶分别对 AA 和 tRNA 两种底物特异辨认，如有错配，合成酶有校正活 性，水解磷酸酯键，与正确底物结合。 7. 增强子的作用特点

答案要点：①增强子提高同一条 DNA 链上基因转录效率，可以远距离作用(1－

4kb、30kb)，在基因的上游或下游都能起作用。②增强子作用与其序列的正反方向无关。③ 增强子与启动子在结构、功能上密切联系，要有启动子才能发挥作用,但对启动子没有严格 的专一性，同一增强子可以影响不同类型启动子的转录。④增强子的作用机理虽然还不明确， 但必须与特定的蛋白质因结合后才能发挥增强转录的作用。增强子一般具有组织或细胞特异 性，是由这些细胞或组织中具有的特异性蛋白质因子所决定的。 8. 列举一个已知的 DNA 序列编码一种以上蛋白质的三种方法。

答案： 给定的一段 DNA 序列可以以下述方式编码两种或两种以上的蛋白质： (1)可读框中 在核糖体结合位点之后含有多重起始位点； (2)以一两个碱基的移码方式出现重叠的可读框； (3)不同的剪接方式，例如，选择不同的外显子组合成不同的 mRNA。

9.在体内，rRNA 和 tRNA 都具有代谢的稳定性，而 mRNA 的寿命却很短，原因何在？ 答案： 在不同的营养状态或细胞分化期间，mRNA 的(种类和数量)变化很大；rRNA 和 tRNA 则无此特性。

10.为什么真核生物核糖体 RNA 基因具有很多 贝?

答案： 因为 rRNA 需要的量很大，并且没有翻译扩增作用。

11.为什么说信使 RNA 的命名源自对真核基因 达的研究，比说源自对原核基因 达的研究 更为恰当?

答案： 真核基因 达过程是被区室化的。 mRNA 的合成与成熟是在细胞核中完成的，翻译 则发生在细胞质中，转录\信息\被传递到细胞核外的核糖体中。由于真核细胞 mRNA 的 半衰期比原核细胞 mRNA 长而且可以通过多种实验方法干扰转录\信息\的传递，因此可 分离出真核细胞的 mRNA。

12.说明为什么 mRNA 仅占细胞 RNA 总量的一小部分(3％一 5％)。

答： mRNA 只占总 RNA 的 3％一 5％，这主要是有以下两个原因：①由于需要大量的核 糖 体和稳定的 tRNA 群，因此 mRNA 合成量比其他 RNA 的量要少；②由于对内切酶与外切核 酸酶敏感，mRNA 容易自发地降解，所以在原核细胞中 mRNA 的半衰期只有 2 一 15 分钟， 真核细胞中也只有 4—24 小时。

13.为何 rRNA 和 tRNA 分子比 mRNA 稳定?

答： mRNA 游离存在于细胞之中，并且被特异的单链 RNA 核酸酶所降解。tRNA 和 rRNA 是部分双链的，所以能够免遭核酸酶的攻击。另外，rRNA 不是游离存在的，通常同蛋白质 结合形成核糖体。

14.简要说明证明信使的存在及其本质为 RNA 的证据。

答： (1)科学家观察到生物，尤其是真核生物中，染色体 DNA 只存在于核中，而蛋白 质合 成则完全在细胞质中进行。 因此，提出一定存在某种化合物(信使)在核 与细胞质之间传递

遗传信息。1957 年，E11iot Volkin 和 Lazlrus Astrachan 注意到用噬菌体 T2 感染 E.coli 细胞后 细菌的 RNA 和蛋白质合成迅速停止，而 T2 的 RNA 和蛋白质迅速合成。此外，这一 RNA 的 碱基比例与 T2 DNA 碱基比例一致，而不是细菌 DNA.他们的发现第一次证明了信使为

RNA。 (2) 1961 年 Bernard Hall 和 So1 Spiegelman 用杂交实验更令人信服地证明了 mRNA 假

说。他们用噬菌体 T2 感染 E.coli 后，马上分离出现的 RNA(假定为信使)，再 将 E.coli 和噬 菌体 T2DNA 温热变性，成为单链 DNA，把 RNA 和单链 DNA 混合后缓慢冷,发现：①双链 DNA 分子重新形成；②当单链的 DNA 和 RNA 的碱基互补时，形成 DNA-RNA 杂合双链分

子。他们发现噬菌体 T2 感染后出现的 RNA 不能与 E.coli 的 DNA 杂交， 但至少能与 T2 双 链 DNA 中的一条链互补。

15.列举 4 种天然存在的具有催化活性的 RNA。

答： I 型内含子、II 型内含子、RnaseP、锤头型核酶。

16.I 型内含子发生改变后，可以产生其他酶的活性吗?如果可以，是哪些活性?这意味着 I 型 内含子的催化中心有什么特点？

答：可以。这些活性包括：RNA 聚合酶、内切核酸酶、磷酸酶、连接酶的活性。将 I 型内含 子转变成这些酶的能力 明它能结合于 RNA 的糖—磷酸骨架并能催化在它前后的几个不同 反应。例如，连接是剪切的相反反应。

17.某些自剪接的内含子具有可读框，它们编码何种蛋白?这与内含子的移动有什么关系? 答： 编码的蛋白有：反转录酶、内切核酸酶、成熟酶。这些蛋白产生内含子的一个 DNA 贝并在染色体一个新位点上打开双链以便插入内含子。

18.转录涉及模板链和编码链的分离，解释在转录中单链 DNA 是怎样被保护的。

答： 转录过程中控板与编码链分离时，聚合酶覆盖了整个转录泡——从解旋位点到螺旋重 新形成位点，因此单链的 DNA 被保护起来。与复制不同，转录不需要单链结合蛋白的参与。 19.哪三个序列对原核生物 mRNA 的精确转录是必不可少的?

答： -35(RNA 聚合酶结合位点)、-10(RNA 荣合酶起始位点)启动子序列和终止子；

20.反转录病毒怎样获得像 onc 基因这样的细胞基因?获得此类基因会对反转录病毒基因产生 影响吗?一个反转录病毒怎样才会丢失如 pol 和 env 这样的重要的基因而复制?

答： 当整合的原病毒和邻近细胞基因之间出现缺失，反转录病毒可获得细胞基因。原病 毒 启动子起始的转录产生一个融合 mRNA，剪接之后被包装进病毒颗粒。当病毒获得宿主

DNA 时可丢失诸如 pol 或 env 等反转录病毒基因，但这样的病毒不能自身进行复制，必须依 赖于野生型病毒的辅助。

21.转录如何在基因或基因组末端终止?

答： RNA 合成在一段特定的序列——终止子停止，终止子存在于 DNA 模板和 RNA 转 录 产物中。检测 RNA 的转录产物(它与反义链互补)时发现终止子含有两个特殊序列(图 A7.5)： (1)富含 G-C 的反向重复序列，使新合成的 RNA 形成稳定的茎环结构。 (2)3'端 5—6 个尿嘧 啶残基。注意转录是在 DNA 上 A-T 碱基配对的序列内终止的。终止子作用机理如下： (1) 当 RNA 核心酶(RP)达终止子序列，移动的速度减低。因为终止子序列富含 G-C，而 G-C 碱 基对的转录速度比 A-T 慢得多。 (2)终止子被转录后，DNA-RNA-RP 复合物内马上形成茎环 结构，阻碍了 RP 分子继续向前移动。 (3)新合成的 RNA 只以 5—6 个弱的 rU-dN 键与 DNA 模板链相连，rU—dA 碱基对的稳定性是其他 rN-dN 碱基对的二百分之一，使以弱键连接的 RNA—DNA 杂合。区域解体，释放 mRNA，DNA 和 RP。

22.(1)如何区分由启动子起始转录的 RNA 片段与 5'端被加工过的 RNA 片段； (2)证明多肽是 从氨基端到羧基端方向合成的。

答： (1)转录中，5'核苷三磷酸聚合到 RNA 链的 3'-0H 端，这过程包括释放焦磷酸（即两个 磷酸基)和形成磷酸二酯键。因此，只有 5'端第一个核苷酸会有三磷酸基团。若 RNA 被加工， 则 5'端的核苷酸会被取代，剩下核苷单磷酸末端。 (2)让 E.coli 细胞与 14C 标记的甲硫氨酸 (或其他标记氨基酸)共培养，—该氨基酸只被掺人延伸中多肽的末端。提取多肽进行检测， 标记物能显示最后合成的区域。研究发现羧基端往往有很高浓度的标记，而氨基端很低。 23.被加工的假基因与其他假基因有哪些不同?它是如何产生的?

答： 已加工过的假基因有明显的 RNA 加工反应的印迹，这 明它们在某种程度上经过 RNA 阶段。例如；有些已加工过的假基因缺少内含子，而有些在 3'末端已经经过加工。推 测已加工过的假基因是在基因转录成前体 mRNA、RNA 加工、后来又由反转录酶反转录成 DNA 的过程中产生的。反转录出的 DNA 重新整合进基因组中。

24.非转录间隔区与转录间隔区分别位于 rRNA 重复的什么位置?转录间隔区与内含子有何区 别?

答： rRNA 的非转录间隔区位于串联转录单位之间，而转录间隔区位于转录单位的

18SrRNA 基因和 28SrRNA 基因之间。内含子位于基因的编码区域。相反，转录间隔区不间 断基因，而是存在于一个转录单位的基因之间。内含子通过剪接加工过程而去除，转录间隔 区通过一系列细胞内溶核切除过程而去除。 三、分析题

1.试证明一个基因中只有一条 DNA 链作为模板被转录。

答：若基因两条链均被转录，而 RNA 聚合酶只能以 5' 3'方向合成，所以两条 DNA 链会以 相反方向转录。两信使携带着彼此互补的反向核苷酸序列，编码不同的多肽。虽然某些 DNA 顺序能被双方向转录，但这不是常见现象。最早的明确证据是通过研究噬菌体 SP8 感

染枯草杆菌(Bacillus subtilis)得到的。 SP8 的 DNA 很特别：一条链(重链)富含嘌呤，另一链 (轻链)则富含嘧啶。若把双链 DNA 温和加热，两条链分离(即 DNA 变性)，可用密度梯度离 心分离两条链。 1963 年，Julius Marmur 和 Paul Doty 用 SP8 感染枯草杆菌细胞后提取 RNA，发现它只能与噬菌体 DNA 的\重\链杂交(即互补配对形成 DNA-RNA 杂合分子)。

而不会与轻链杂交。显而易见，信使只可以与一条 DNA 链(重链)互补，因而 DNA 双链中只

有一条链作为转录的模板(图 A7.8)。 Marmur 和 Doty 很幸运地选用 SP8 做实验，因为它的 全部基因都是同一条 DNA 链中转录而来。而另一些噬菌体，包括 T4 和 噬菌体，部分基因 由一条链转录而其他基因则由另一条链转录；因此若用这些噬菌体而不是 SP8 做实验，则不 能成功地说明问题。

2.有一个被认为是 mRNA 的核苦酸序列，长 300 个碱基，你怎样才能： (1)证明此 RNA 是 mRNA 而不是 tRNA 或 rRNA。 (2)确定它是真核还是原核 mRNA。

答：根据序列组成进行判断： (1)此序列太长不可能是 tRNA。如果它是 rRNA，应该含有许 多特殊元件，如：假 尿嘧啶和 5—甲基胞嘧啶； 同时应具有可以形成发夹环的反向重复序 列。如果 是 mRNA 则应有 AUG 起始密码子、一段相应的氨基酸密码子和一个相应的终止 密码子构成的可读框。 (2)所有的真核生物 mRNA 在 5'端都含有一个 7—甲基鸟苷，而且大 多数还在 3'端 有一个长的 po1yA 尾巴。这些都是原核生物 mRNA 所不具有的，但是原核生 物 mRNA 靠近 5'端有 l—个核糖体结合序列(SD 序列)。

3.如果两个 RNA 分子具有适当的序列以及配对恰当，就可以利用它们构建锤头型核酶。其 中，\底物链\必须含有 5'—GUN—3'(N 代 任一种核苷酸)序列，而\酶链\则必须具有

核酶催化中心的序列，同时与底物链配对。这样，酶链在 N 核昔酸的 3'端对底物链进行切割。 提供适当的酶链，可以降解细胞中不能被锤头型核酶切割的 RNA，这为把酶链作为阻断某 些基因 达的治疗试剂提供了可能。例如，一些研究小组正在设计可以切割 HIV RNA 的酶 链，将如何设计这种核酶的酶链?如何选择 HIV RNA 中的靶序列?该酶链应具有什么特点? 另外，以 RNA 作为药物，将会碰到什么问题?

答： 首先，目标 RNA 必须具有 5'-GUN-3'序列。这一序列不能位于参与形成其他 RNA 结

构 (比如说茎—环结构)的区域中，因为这些结构会妨碍 RNA 与起核酶作用的 RNA 链的配对。 酶链必须与目标 RNA 配对，但不能与其它细胞内任何 RNA 配对，否则 RNA 会被不正确切 除。在目前来说将一种 RNA 送到目标细胞中还是一件困难的事，但可以通过加上一个编码 酶链的基因并将基因送进细胞中，让胞内的 RNA 聚合酶制造出 RNA，或者以化学方法合成 酶链并导人细胞中。

第七章 蛋白质的生物合成——翻译 (一)名词解释

1．翻译 2．密码子 3．密码的简并性 4．同义密码子 5．变偶假说 6．移码突变 7．同功 受体 8．多核糖体 (二)问答题

1．参与蛋白质生物合成体系的组分有哪些?它们具有什么功能? 2．遗传密码是如何破译的? 3．遗传密码有什么特点?

4．简述三种 RNA 在蛋白质生物合成中的作用。

5．简述核糖体的活性中心的二位点模型及三位点模型的内容。 6．氨基酸在蛋白质合成过程中是怎样被活化的? 7．简述蛋白质生物合成过程。

8．蛋白质合成中如何保证其翻译的正确性?

9．原核细胞和真核细胞在合成蛋白质的起始过程有什么区别。 10．蛋白质合成后的加工修饰有哪些内容? 11．蛋白质的高级结构是怎样形成的?

12．真核细胞与原核细胞核糖体组成有什么不同?如何证明核糖体是蛋白质的合成场所? 13. 已知一种突变的噬菌体蛋白是由于单个核苷酸插入引起的移码突变的，将正常的蛋白质 和突变体蛋白质用胰蛋白酶消化后，进行指纹图分析。结果发现只有一个肽段的差异，测得 其基酸顺序如下： 正常肽段 Met-Val-Cys-Val-Arg 突变体肽段 Met-Ala-Met-Arg

（ 1）什么核苷酸插入到什么地方导致了氨基酸顺序的改变？ （ 2）推导出编码正常肽段和突变体肽段的核苷酸序列. 提示：有关氨基酸的简并密码分别为 Val： GUU GUC GUA GUG Cys： UGU UGC

Arg： CGU CGC CGA CG AGA AGG Ala： GCU GCC GCA CGC

14. 试列 比较核酸与蛋白质的结构。 15. 试比较原核生物与真核生物的翻译。 (三)填空题

1．蛋白质的生物合成是以___________为模板，以___________为原料直接供体，以_______ __为合成杨所。

2．生物界共有______________个密码子，其中___________个为氨基酸编码，起始密码子为 _________；终止密码子为_______、__________、____________。

3．原核生物的起始 tRNA 以___________ 示，真核生物的起始 tRNA 以___________ 示， 延伸中的甲硫氨酰 tRNA 以__________ 示。

4．植物细胞中蛋白质生物合成可在__________、___________和___________三种细胞器内 进行。