15章 细胞的遗传活动和蛋白质生物合成 复习

15章_细胞的遗传活动和蛋白质生物合成__复习

15章细胞的遗传活动和蛋白质生物合成复习第一节基因组的复制

DNA的复制的必要条件
1、模板：母链DNA解链成单链后的两条链均可作为摸板。

2、原料：4种脱氧核苷三磷酸。

3、需要一小段RNA作为引物，提供3'-OH末段。

4、需要ATP和无机离子。

5、需要多种酶和蛋白因子：如引物酶、DNA聚合酶、拓扑酶、SSB蛋白等。

DNA复制有哪些基本要点？
●超螺旋，拓扑异构酶

●复制的起始复制起点方向

●半不连续复制

端粒复制的特点如何？

●端粒DNA的复制要靠端粒酶的催化。端粒酶是一种反转录酶，由RNA和一种EST2
基因编码的蛋白质构成，蛋白质具有催化活性。

●端粒酶RNA中含有一段由15-22个碱基组成2个与高CA序列一致的重复序列，

此RNA是合成高TG序列的模板。

DNA引物上，
添加几个核苷酸后，下移一个重复序列，再进行DNA的合成。

第二节转录

1.原核生物和真核生物的转录过程有何主要差别？

●真核生物一个mRNA分子一般只含有一个基因，编码产物为单顺反子。原核生物

的一个mRNA分子通常含有多个基因，编码产物为多顺反子。●边转录边翻译（原核生物）

●原核生物和真核生物RNA聚合酶种类不同，原核生物中RNA聚合酶可以直接起

始转录合成RNA，真核生物则不能。在真核生物中，三种RNA聚合酶都必须在蛋白质转录因子的协助下才能进行RNA的转录。

2.真核生物的3种RNA聚合酶的分布部位与功能各有何不同？如何鉴别？●3种聚合酶的分布定位和性质、功能不一样。

●聚合酶I定位在核仁中，转录为45S-rRNA编码的基因；
●聚合酶II定位在核质中，催化合成核不均一RNA，即前体mRNA。

●聚合酶III是最小的聚合酶，在核质中，催化合成tRNA和其它小

5sRNA
3.真核生物前体mRNA与成熟mRNA在分子结构上有何差别，其转录

后的

加工修饰如何？

●1 转录开始不久，在先导片段的5’末端加上7-甲基鸟苷酸，使核苷酸链

变成5-M7G-ppp-3’。M7G戴帽是通过一些专一性的酶分步进行的，有磷酸水解酶、RNA鸟苷酸转移酶、RNA鸟嘌呤7-甲基转移酶。M7甲基鸟苷帽有使mRNA保持稳定和提高翻译效率的作用
●切除内含子

●3’末端的多腺苷酸化
首先新合成的mRNA在3’末端被切除，随后进行多腺苷酸化。在这个过程中，2种多亚基结合蛋白的作用至关重要，即切割和多腺苷酸化因子（CPSF）和切割刺激因子（CstF）。一旦它们结合到新生mRNA的加尾信号上，其他的切割因子、多A聚合酶、多A结合蛋白等随即与它们组装在一起，共同执行3’尾部加工。当前体mRNA3’尾被专一酶识别、切割之后，多A聚合酶便可利用切割后的游离端逐个加上A。

4.什么叫剪接体？它的作用如何？

U1snRNA含有一个序列与靠近内含子5’剪接位点的一个序列互补，它结合到初级转录物的这一序列上。再加上U2,U4，U5和U6snRNP，共同组成一个复合物，成为剪接体，剪接反应在剪接体中进行。

5.原核生物的操纵子学说的要点如何？

1乳糖操纵子的结构
大肠杆菌的乳糖操纵子含Z、Y及A三个结构基因，分别编码β-半乳糖苷酶、透酶、乙酰基转移酶，此外还有一个操纵序列O、一个启动序列P及一个调节基因Ⅰ。Ⅰ基因编码一种阻遏蛋白，后者与O序列结合，使操

纵子受阻遏而处于转录失活状态。在启动序列P上游还有一个分解（代谢）

物基因激活蛋白CAP结合位点，由P序列、O序列和CAP结合位点共同构成LAC操纵子的调控区，三个酶的编码基因即由同一调控区调节，实现基因产物的协调表达。

2阻遏蛋白的负性调节
在没有乳糖存在时，乳糖操纵子处于阻遏状态。此时，Ⅰ基因列在P启动序列操纵下表达的乳糖阻遏蛋白与O序列结合，故阻断转录启动。阻遏蛋白的阻遏作用并非绝对，偶有阻遏蛋白与O序列解聚。因此，每个细胞中可能会有寥寥数分子β半乳糖苷酶、透酶生成。当有乳糖存在时，

乳糖操纵子即可被诱导。真正的诱导剂并非乳糖本身。乳糖经透酶催化、

转运进入细胞，再经原先存在于细胞中的少数β-半乳糖苷酶催化，转变为别乳糖。后者作为一种诱导剂分子结合阻遏蛋白，使蛋白构型变化，导

致阻遏蛋白与O序列解离、发生转录，使β-半乳糖苷酶分子增加1000倍。

3CAP的正性调节
分解代谢物基因激活蛋白CAP是同二聚体，在其分子内有DNA结合区及cAMP结合位点。当没有葡萄糖及cAMP浓度较高时，cAMP与CAP结合，这时CAP结合在乳糖启动序列附近的CAP位点，可刺激RNA转录活性，使之提高50倍；当葡萄糖存在时，cAMP浓度降低，cAMP与CAP结合受阻，因此乳糖操纵子表达下降。

由此可见，对乳糖操纵子来说CAP是正性调节因素，乳糖阻遏蛋白是

负性调节因素。两种调节机制根据存在的碳源性质及水平协调调节乳糖操

纵子的表达。

第三节细胞中蛋白质的生物合成
第四节新生肽链的加工
第五节蛋白质在细胞内的转运和定位
分拣信号
被运输的蛋白质一般带有分拣信号，分拣信号可被细胞器上的受体蛋白所识别。分拣信号是一段长为15-60个氨基酸组成的序列。蛋白质被运送到目的地后即被相应信号肽酶切除。

1.蛋白质合成后通过哪些途径运送到其终极目的地？

●具有分拣信号的蛋白质在细胞内区间的运送可分为3条途径门控途径
穿膜运输
膜泡运输
2.线粒体输入蛋白质的结构特点？

线粒体输入蛋白质的结构特点：在胞质溶质中合成的线粒体组分蛋白质，
其肽链N末端有一段定位信号，称为基质定位序列。此序列富含疏水性氨基酸、正电荷氨基酸碱性氨基酸（精氨酸和赖氨酸）和羟化丝氨酸、苏氨酸；缺乏负电荷酸性残基。

3.线粒体基质蛋白的穿膜过程是怎么样的？

●在输入之前，首先要去折叠。前体蛋白与伴侣蛋白Hsc70结合，而去折叠，去折
叠的前体蛋白便于被线粒体摄取。线粒体外膜中有输入受体蛋白，如

TOM20和
TOM22TOM40构成，称为通用输入孔。

●定位于基质中的蛋白质还要再通过内膜通道进入基质，内膜通道由TIM23和TIM17
蛋白构成，在此部位外膜和内膜紧贴在一起。定位序列在基质中被切除。

4.内质网途径的蛋白质合成的归宿如何？

●运往细胞外的分泌蛋白
●输入溶酶体腔中的溶酶体酶蛋白
●插入内质网膜中的整合蛋白，其中部分蛋白质随膜流入内膜系统的各区和质膜
5.什么叫蛋白酶体，有何生物学功能？其作用机制如何？

●真核生物中大多数蛋白质的降解是由一种大的胞质溶质蛋白质水解复合
蛋白酶体在结构形态上呈长形，物来执行，这种复合物称为蛋白酶体。

中间为一圆筒，圆筒中央为一腔，其活性部位朝向内腔。圆筒的两端各盖有一帽状结构，帽是由10几种不同的亚基组成的蛋白质复合物，可与要降解的蛋白质结合，将其送入圆筒的中央腔中。

一、名词解释
蛋白质分选拓扑酶引物酶 端粒
转录分子伴侣
二、填空题

2.原核细胞正常情况下只有、两个DNA
聚合酶起作用。

3.RNA聚合酶I催化rRNA基因转录成45sRNA，再加工成、4.内含子离3’剪切点20－50bp范围内有一个

5.tRNA
6.-tRNA转移
到进入受位的新的tRNA所带的氨基酸上，使两者缩合成肽键。7.化、磷酸化、甲基化、乙酰化、硫酸化、糖基磷脂酰肌醇化。（请

填3个）
8.种不同的
基本途径在细胞内区间运送。

9.顺式作用元件是与结构基因串联的特定的DNA强子与沉默子、加尾及终止信号等。

三、选择题7×2＝14
1.真核生物中，最活跃的RNA聚合酶是（B）第17章第3节 A.RNA聚合酶I B.RNA聚合酶II
C.RNA聚合酶III D.以上皆是
2.真核生物中，催化5sRNA转录的RNA聚合酶是
（C）第17章第3节

A.RNA聚合酶I B.RNA聚合酶II
C.RNA聚合酶III D.以上皆是

3.前体rRNA的切割在特殊序列位点，可能是由（A）催化。第17章第5
节

A.snoRNA B.snRNA

C.siRNA D.以上皆是
4.蛋白质翻译的直接模板是（B）。第18章第1节

A.rRNA B. mRNA

C.tRNA D.以上皆是
5.氯霉素的作用机制是（C）。第18章第5节
A.抑制起始氨基酰-tRNA与原核或真核细胞的核糖体小亚基的A位结合

B.与原核生物核糖体30s亚基结合形成异常起始复合物，引起遗传信

息错误

C.与细菌、线粒体、叶绿体的核糖体70s亚基结合，抑制转肽酶活性D.与真核细胞的核糖体80s大亚基结合，抑制转肽酶活性
6.乳糖操纵子包括结构基因和调控元件两部分，下面不属于乳糖操纵

子的

第19章第1节

四、简答题

1.反式作用因子的结构和作用特点有哪些？第19章第2节2.简述σ因子和ρ因子在转录过程中的作用。第17章第4节3.参与DNA复制的物质有哪些？各有何作用？第16章第2节4.原核生物与真核生物蛋白质合成有何不同？第18章第2节五、论述题

1.试述乳糖操纵子基因表达的正、负调控。第19章第1节2.试述核糖体循环中肽链延长的重要步骤。第18章第2节3.真核生物mRNA转录后加工的内容是什么？第17章第5节