高级分子遗传学复习提纲

高级分子遗传学复习题

1、概念解释：

PDT

噬菌体展示技术（phage displayed technology，PDT）是将外源蛋白或多肽与噬菌体外壳蛋白融合，展示在噬菌体表面并保持特定的空间构象，利用特异性亲和作用以筛选特异性蛋白或多肽的一项新技术。该技术将基因型与表型、分子结合活性与噬菌体的可扩增性结合在一起，是一种高效的筛选新技术。目前已成功应用于抗原表位分析，单抗筛选，蛋白质功能拮抗多肽或模拟多肽的确定等。

DNA shuffling

将不同品系具有不同突变位点的基因(1～6kb)或同一家族的基因混合，用DNase I酶切构成随机DNA 片段库(Pool)。用此库样品为模板、以小分子引物进行PCR扩增，一些随机模板得到扩增，由于片段间存在同源性，在退火过程中常出现模板转换(switch)，从而有可能出现集多种突变点于一个基因上的DNA分子，可从多种多样的重组分子中筛选出有用基因。

卫星RNA(satellite RNA)

类病毒(viroids)和拟病毒(virusoids)中类病毒是有侵染性并能独立作用的RNA分子，没有任何蛋白质外壳。拟病毒在构成上与类病毒类似，但是被植物病毒包装，与一个病毒基因组包被在一起。拟病毒不能独立复制，需要病毒帮助其复制。有时拟病毒又称为卫星RNA(satellite RNA)。

交换固定(crossover fixation)

指某一基因簇中的突变通过不等交换趋向扩展到整个基因簇的现象。结果突变的基因要么被淘汰，要么占据全部原来相同基因的位置。

分子伴侣(chaperone)

一种能诱导靶蛋白质形成特定构象使其正确组装的蛋白质。

空转反应(idling reaction)

当空载tRNA进入A位点时,核糖体产生pppGpp 和ppGpp, 诱发应急型反应。

AARS：（氨酰-tRNA合成酶）

催化氨基酸和tRNA2‘或3’－OH共价连接的酶。根据氨基酸序列，可将AARS分为I、II型两组。I 型：Arg、Gln、Glu、Ile、Leu、Trp、Tyr、Val、Cys-RS，其余为II型。I 型RS含有HIGH签名序列(His-Ile-Gly-His)和KMSKS(Lys-Met-Ser-Lys-Ser)序列，使AA结合在3'A的2'-OH上，可以在2'、3'之间移动。II型RS无签名序列，而有3个保守基序。

RNAi/RNAq（RNA干扰、RNA压制）

转录后基因沉默广泛存在于各种生物中，在植物中被称为转录后基因沉默(PTGS)，在动物中被称为RNA 干扰(RNA interference, RNAi)，在真菌中则被称为RNA压制(RNA quelling，RNAq)。尽管叫法不同，但都具有相似机制，都启动一种特殊的RNA降解过程。

酸性面条(negative noodle)

激活结构域的氨基酸序列差别较大，但要求高密度的负电荷(酸性氨基酸)，即所谓“酸性面条”或“酸球”。

分枝迁移(branch migration)：

两条DNA分子之间形成的交叉点可以沿DNA移动，称为分枝迁移。分枝迁移其实是两条DNA分子之间交叉的同源单链相互置换的结果。

gRNA（向导RNA）能与待编辑的RNA配对，提供编辑模板信息的RNA(50-70bp)称为向导RNA (gRNA)。gRNA 是一种反式作用方式。待编辑RNA与向导RNA在待编辑区域的两侧进行配对，向导RNA为尿嘧啶的插入提供模板。插入后的mRNA与向导RNA完全互补。主要发生在锥虫、和动物线粒体中。

iDNA

SV40复制原点起始时，DNA聚合酶α引发体起始DNA的合成，起始

反应非同寻常：从RNA开始，但是引物由DNA聚合酶活性来延伸，提供一个短的（3－4个碱基）的DNA序列，成为iDNA即initiator DNA。

抑制tRNA(suppressor tRNAs)

tRNA结构基因由于抑制基因的突变而产生的变异tRNA，叫做抑制基因tRNA，一般代表无义抑制基因。当与某种氨基酸相对应的tRNA基因有数个时，抑制基因tRNA多数是由于其中一个tRNA基因发生突变，通常是在tRNA的反密码子部位中发生一个碱基置换，因而它能与无义密码子相对应。偶尔也有因反密码子以外的部位发生变化而成为抑制基因tRNA的。所以抑制基因tRNA决定着哪一种氨基酸可以插入到与无义密码子相对应的部位上去。

MAR （基质附着区，也称支架附着区SAR)

DNA中与细胞核基质附着的区域。富含AT，无共有序列。

孪生内含子(twintron)

内含子定义为基因中间插着的若干段序列，在RNA转录物水平上经剪接除去，不参与该基因在蛋白质水平上的表达。在细胞器RNA中的内含子定义为孪生内含子。

流产起始(abotive initiation)：

在RNA伸长到9-10个核苷酸以前，形成的三元复合物并不稳定。体外试验表明，此时RNA聚合酶可能从DNA膜板上掉下(被NaCl、肝素等取代)，造成流产起始。σ离去后三元复合物才稳定，进入延伸阶段。基因丰余(gene redundance)

指真核rRNA、tRNA和组蛋白基因份数很多，超过实际需要。

NURF：(核小体重塑因子)

在核小体重塑过程中, 重塑因子复合物的作用非常重要。这些复合物都具有ATP酶活性。例如SW I?SN F复合物和ISW I 复合物家族。

跳读(translational hopping)

T4噬菌体基因60所编码的蛋白质是拓扑异构酶I 的一个亚基，其mRNA有一个50bp的不翻译区。此不翻译区的5'第一个密码子是UGA终止密码，其上游-1密码子(46)和不翻译区3'末尾密码子都是GGA，这两个GGA只读一个，翻译时跳过50bp，其机制不明。

N/O联糖基化(N/O-linked glycosylation)

所有通过分泌途径的蛋白质都被糖基化。糖基化通常在天冬酰氨酸(Asn)的氨基加上寡糖，称为N联

糖基化(N-linked glycosylation)；或在丝氨酸(S内质网)、苏氨酸(Thr)或羟赖氨酸(Hyl)的羟基加上寡糖，称为O联糖基化(O-linked glycosylation)。N联糖基化开始于内质网并在高尔基体中完成；O联糖基化仅在高尔基体内发生。

2、举例说明如何证明DNA是遗传物质。

（1）肺炎双球菌转化实验。1928年Griffith用肺炎球菌(光滑和粗糙型)进行了著名的转化实验。肺炎双球菌有两种不同的类型，一种是光滑型(S型)细菌，菌体外有多糖类的胶状荚膜，使它们可不被宿主正常的防护机构所破坏，具毒性，可使小鼠患败血症死亡，它们在培养基上形成光滑的菌落；另一种是粗糙型(R 型)，没有荚膜和毒性，不会使小鼠致死，形成的菌落边缘粗糙。将R型活菌和加热杀死的S型细菌分别注入小鼠体内，小鼠健康无病。将加热杀死的S型细菌和活的R型细菌共同注射到小鼠中，不仅很多小鼠因败血症死亡，且从它们体内分离出活的S型细菌。这说明，加热杀死的S型细菌把某些R型细菌转化为S型细菌，S型细菌有一种物质或转化因素进入了R型细菌，使之产生了荚膜，从而具备了毒性。1944年，艾弗里和他的同事经过10年努力，在离体条件下完成了转化过程，证明了引起R型细菌转化为S型细菌的转化因子是DNA。他们把DNA、蛋白质、荚膜从活的S型细菌中抽提出来，分别把每一成分跟活的R 型细菌混合，然后培养在合成培养液中。他们发现，只有DNA能够使R型活菌转变为S型活菌，且DNA 纯度越高，转化越有效。如果DNA经过DNA酶处理，就不出现转化现象。实验证明，DNA是遗传物质，像这样一种生物由于获得另一生物的DNA而发生遗传性状改变的现象称为转化。

(2) 捣碎实验。用含32P和35S的培养基培养T2，分别标记DNA和蛋白质，感染大肠杆菌。捣碎离心分离T2蛋白壳和被感染的细菌，发现80%的35S在衣壳中，70%的的32P在被感染菌中。子代噬菌体只含

30%的32P，小于1%的35S。证明遗传物质是DNA。

(3) DNA直接转化实验。利用DNA可以引入新的性状给动物细胞或动物个体。当DNA加入到几种原核细胞的培养物中时，DNA能进入细胞，在一些情况下导致新的蛋白产生。

而当细胞缺乏TK基因则不能形成胸苷激酶，在无胸苷培养基死亡。

3、何为遗传多态性(genetic polymorphism)？分析遗传多态性有哪些常用方法？

遗传多态性（genetic polymorphism）同一群体中两种或两种以上变异类型并存的现象，其中最少的一种类型也并非由于反复突变才得以维持，并且变异类型不包括连续性变异。分子水平上讲是多个等位基因同时存在于一个基因座称为遗传多样性。分析方法有

(1)RFLP:

基本步骤是用限制性内切酶消化从生物中提取的DNA ,模板DNA 为不同长度的片段,

用琼脂糖电泳分离开并转移到硝酸纤维素或尼龙膜上,然后用专一序列的标记DNA 探针,

DNA 在膜上与模板DNA 杂交最后用自显影或显色或发光分析显示与探针同源的DNA 片

段.因为限制酶识别专一的碱基序列,因此DNA 序列的变异会导致酶切点的消失或增加.

限制片段的长度发生变化显示多样性.根据所用探针在模板上的考贝数RFLP 可分为两类

一类以cDNA 基因转录物的反转录物作为探针的一般RFIP 方法,另一类以小卫星DNA

为探针的DNA 指纹分析Fingerprinting 法.前者只产生少数甚至一条杂交带,后者可以得到几十条带.

(2)以PCR 为基础的各种检测DNA 多样性的方法

(3)DNA 序列分析

DNA 测序是检测遗传多样性最彻底的方法。早期都用放射性标记，近来同样是按Sanger

双脱氧核苷原理但用荧光物质标记合成的DNA 片段，用激光光源检测实现了DNA 自动测

序PCR 应用于测序，也提高了灵敏度。

4、最新研究表明人类基因组实际所含基因数量比以前期望的要少，为什么？

根据最新的研究推测，人类基因组含有3-4万个基因，其中80%进行可变剪接改变蛋白质序列，因此，其蛋白质组可能含有5-6万的成员。基因组中大部分DNA序列是用来编码基因选择性表达的遗传信息。这些基因在不同细胞周期的时相,个体发育的不同阶段 ,不同组织、不同器官 ,不同外界环境决定着基因是关闭、还是表达、或表达多少。

5、基因簇和基因家族是如何形成的？怎样才能维持重复序列的同一性？

由同一祖先基因重复和变异产生的一系列基因称为基因家族(gene family)。家族成员可以成簇存在，或者分散在不同的染色体(或两者都有)。不均等交换引发基因簇重排，不均等交换引起缺失和重复导致基因簇的产生。复制或重组中的错误，转座作用等都可产生重复。重复单位为一个完整的基因时，产生基因簇。成簇排列是维持基因间同一性的必要因素。交换固定维持交换序列的同一性。某一基因簇中的突变通过不等交换扩散到整个基因簇，突变的基因要不被淘汰，要不占据原来的整个基因组。

有些基因家族含有完全相同的成员。尽管成簇的基因未必完全相同，但是成簇排列却是维持基因间同一性(identity)的必要因素。基因簇(gene cluster) 少则仅由重复产生的两个相邻的相关基因组成，多则可以是几百个相同基因串联排列而成。当基因产物的需求量很大时，一个基因可以产生大量的串联重复。

6、真核染色体是一种分离装置，请说明染色体的三级结构、凝缩以及端粒结构的维持机制。

（1）30nm纤维的螺线管模型。核小体与连接DNA构成串珠状的染色质丝。在有丝分裂过程中，串珠状的染色质丝进一步螺旋化和折叠成直径30nm的螺线管状结构，每圈螺旋有6个核小体组成。H1组蛋白在核小体与连接DNA的会合点处，维持核小体的稳定和高级结构。

（2）凝缩蛋白引发染色体浓缩。染色体的整体结构受SMC(structure maintenance of chromosomes)相互作用的影响。它们是ATPases，可分为两个功能组，即凝缩蛋白(condensin)和聚缩蛋白(cohesin)。凝缩蛋白涉及染色体的整体结构并负责在有丝分裂时使染色体凝缩；聚缩蛋白连接两个姊妹染色单体，必须在有丝分裂时释放。凝缩蛋白和聚缩蛋白都是SMC蛋白的二聚体，凝缩蛋白是由SMC2-SMC4核心和其它蛋白组成的复合体；聚缩蛋白由SMC1-SMC3核心和其它蛋白组成的复合体。SMC蛋白通过反平行相互作用二聚化，每个亚单位的末端都含有ATP和DNA结合基序。

（3）端粒是保证染色体稳定的自然末端结构。所有染色体中另一个必需的特征是端粒(telomere)，它封闭了染色体的末端。端粒一定具有某种特殊结构，因为通过断裂产生的染色体末端，会与其它染色体发生作用，然而天然染色体是稳定的。

7、何为组蛋白折叠(histone fold)？染色体复制时组蛋白八聚体发生变化吗？

核小体包含200bp DNA，缠绕在分别由两个H2A、H2B和H3、H4组成的组蛋白八聚体上，这些蛋白质称为核心组蛋白。H3和H4形成四聚体(H32·H42)。H2A和H2B形成各种复合物，是一种特殊的二聚体(H2A·H2B)。H32-H42四聚体处于对称结构的中心，上下各有一个H2A-H2B二聚体。组蛋白并非被组织成单个球形蛋白质，而是H3与H4，H2A与H2B相互交错结合。每一个组蛋白类型的位置与绕过核小体的另一个相关。四个核心组蛋白表现相同的结构类型，三个α螺旋被两个环连接称为组蛋白折叠。

染色体复制需要核小体组装：复制需要核小体解聚和再组装。复制时不保留组蛋白八聚体，但保留

H2A-H2B二具体和2H3-2H4四聚体。复制叉经过时需要从DNA置换组蛋白八聚体。组蛋白八聚体解聚为H3-H4四聚体和H2A-H2B二聚体；新合成的组蛋白组装成H3-H4四聚体和H2A-H2B二聚体。在CAF-1装配蛋白的帮助下，旧的和新合成的H3-H4四聚体和H2A-H2B二聚体在复制叉后随机组装成组蛋白八聚体。

8、简述DNA复制时前导链和后随链合成的“拉环”协同模式(looping cooperative model)。

DNApolyaseIII催化核心分别与每一个DNA模板链结合。对于先导链，全酶连续地沿着模板链移动；将

后随链的模板“拉过”(pulled through)，使DNA形成一个环。DnaB建立一个解旋点，并且沿着DNA“向前”

推移(在后随链的模板上沿5'-3'方向移动)。DnaB与DNA聚合酶的τ亚基(们)接触。这就在解旋酶-引发酶

复合体与聚合酶自身之间建立了一种直接的连接。这种连接有两个作用，一是通过提高DNA聚合酶核心

的移动速率来增加DNA合成的速度。二是防止先导链上的核心酶滑落，即增加其进行性。在先导链上，

核心酶持续合成是因为β滑动钳始终与DNA保持结合；

9、何为复制子？简述复制子的主要的类型和复制方式。

基因组中DNA复制的单位，一个复制子包含一个复制原点。复制子可以是线性的，也可以是环状的。（1）细菌基因组为单个环形复制子：复制发生的位点称为复制叉，复制过程中复制叉沿着DNA远离原点移动，在环状DNA复制过程中，通过终止子形成的复制叉陷阱终止复制，从而防止过度复制。

（2）真核生物染色体含有多个复制子：多个复制子，与细菌基因组类似但是有证据表明，染色体的复制子不存在使复制叉终止和解聚的终止位点(termini)。似乎是复制叉从原点继续移动直至与前方相邻复制子的复制叉相遇。

（3）真核生物线粒体的D环复制方式：两条母链中只有一条用作模板，合成的新链代替原来的互补链，而原来的互补链还是单链，根据此区域的特征命名为D环。新链合成到大约环三分之二处，另一条链原点暴露开始复制，复制方向与第一条链相反。

（4）病毒基因组的复制：一条新链从一个末端起始合成，代替原来相同的链。当复制叉到达分子的另一

端时，被代替的链被释放。接着它被独立的复制。

（5）滚环复制方式：先在一条链上制造一个缺口，产生的3－OH的游离末端被DNA聚合酶延伸，新合成的链代替原来的母链，其生长点可以看作沿着环状模板链滚动。新合成的成分之间共价链接，然后切成单位长度。线形状态可能维持单链或通过合成互补链(与起始滚环中的模板链序列相同)形成双链。

10、遗传重组可分为几种类型？以大肠杆菌为例说明重组的分子机制。

遗传重组可分为四种类型：

1）同源(homologous recombination)重组：DNA同源序列间发生的重组称为同源重组或非特异性(generalized)。在真核生物中，重组在雄性和雌性中都是在减数分裂时期发生，在雄性中发生在精子发生期，雌性发生在卵子发生期。此时正值减数分裂的“四分体期”，其中只有两条参与重组。

2）位点特异性重组(site-specific recombination)：指在一对特异性序列之间进行重组，通常在原核生物

中发生。

3）转座(transposition)：属异常重组类型，是使一段DNA序列插入到另一段DNA序列中，而不依赖任何序列同源性。这种使某些元件从一个位置向其它位置移动的方式称为转座。

4）拷贝选择(copy choice)：另一种重组类型是在RNA病毒中使用的，聚合酶可以在合成RNA时从一

条模板链转换到另一条链上。因此，新合成的分子把两个不同亲本中的序列信息融合一起。这种类型

的重组机制称为拷贝选择重组。

大肠杆菌中主要是同源重组。首先双链断裂（也有理论认为是单链断裂互换）引发重组起始，通过分枝迁移，形成Holliday中间体，Holliday中间体再次切割，切割的方向决定重组的结果。如果切口发生在当初被切的两条链上，则会释放出原来两条双链，只是带有部分以源双链区。如果切口发生在新两条链上就会生成重组后的DNA。

11、无论在真核和还是原核生物中，当DNA受到损伤时，正转录的模板链通常优先被修复，即转录通常

与修复偶联。请说明转录与修复偶联的机制。（3-4 21）

答：（1）原核转录与修复偶联机制。在大肠杆菌中存在一种转录修复偶联因子——TRCF(transcription repair

couple factor)。当DNA损伤导致RNA聚合酶受阻停顿时，TRCF识别阻滞的聚合酶，指导修复受伤的模

板链。

Mfd蛋白(TRCF)具有两方面的功能：①将RNA聚合酶复合物从DNA上卸下。②使UvrABC酶结合到受

损伤的DNA进行切除修复。在细菌中，修复的活性是由uvr-切除修复系统(excision-repair system)提供。当

RNA聚合酶碰到模板链上的DNA损伤时，它被困住，因为它不能利用受损序列作为模板指导互补的碱基配对(非模板链的损伤不阻碍RNA聚合酶的前进)。

（2）真核转录与修复偶联机制。虽然与原核转录与修复偶联机制依赖的成分不同，但机制是类似的。在

UV-诱导损伤后，被转录基因的模板链被优先修复。通用转录因子TFⅡH可能与此有关。TFⅡH以不同形式被发现，由和其它亚基结合的一个核心组成。基本转录因子复合体也包括一个修复亚基。使RNA聚合

酶CTD磷酸化的此激酶催化亚基属于参与细胞周期调控的一个激酶成员。激酶复合体和修复复合体能互

相结合，也能从核心TFⅡH上互相分离。修复功能可能需要RNA聚合酶的修饰或降解。当酶在UV损伤

位点停止前进时，RNA聚合酶的大亚基被降解。

12、TCR和免疫球蛋白采用相似的机制产生多样性以识别预先未知的抗原，请说明其多样性产生的机制。1）数量巨大的可变V基因片段是免疫球蛋白多样性的主要原因之一。但并非所有的多样性都是在基因组中编码的；有些是通过在构建功能基因的过程中基因的改变产生的。

2）V－J和V－D－J重组增加了多样性。

3）重组部位的变异性，重链可变区基因片段除V和J片段外，还有一个D区(diversity, D多样区)，D

区序列高度可变。重链可变区基因由V-D-J重组产生，进一步增加多样性。

4）重链和轻链的随机组合。

5）体细胞突变增加了免疫的多样性。突变以单碱基置换形式发生。突变集中在抗原结合部位，主要取决于Ig基因转录的增强子。体细胞突变又称超突变(hypermutation)。而在鸟、兔、猪中存在另一种机制，即V区的基因转换。

由于每种机制皆能与其它机制同时发生，其多样性皆以乘积方式增加。

TCR基因和Ig基因的相似性是惊人的。产生多样性的机制也与Ig类似，也是通过不同的V，D，J，C重组产生，只是TCR不发生体细胞突变。

13、简述大肠杆菌转录起始、延伸和终止的基本机制。

答：

1、起始机制：RNA聚合酶与DNA启动子结合，局部解螺旋形成转录泡，TFⅡH转录因子的一个亚基对CTD 进行磷酸化，引起复合物构象改变，造成转录开始。在最初60~70个核苷酸合成期间，TFⅡE和TFⅡH 先后被释放。

2、延伸机制：聚合酶沿着DNA移动，RNA链逐渐延长，转录泡前端DNA双链解螺旋形成

模板，中间形成RNA－DNA杂交链，后端DNA又形成双螺旋，新合成的RNA形成游离单链。TFⅡF以及几个延长因子参与延伸。。

3、终止机制：在终止子（分内源性和依赖ρ因子的2种）序列附近磷酸二脂键停止形

成，转录复合体分离，DNA重新形成双螺旋。聚合酶和RNA释放。依赖ρ因子的终止必须在ρ因子的帮助

下才能发生终止。ρ因子是一个终止蛋白，它结合到新生RNA上，再转位到真正的终止位点之前的多C

少G 序列上。

14、真核生物细胞的转录分为三类，请分别说明RNA聚合酶Ⅰ、RNA聚合酶Ⅱ和RNA聚合酶Ⅲ所识别

启动子的特点及其转录产物。

15、多数真核基因为割裂基因，其转录物需在snRNPs(U1、U2、U5、U4和U6)参与下将内含子去除。请

说明核基因剪接的基本过程。

答：剪接过程一般可以分为两个阶段：首先是共有序列的识别和复合体的组装，然后进行断裂和连接反应进而改变RNA底物的结构。

1）RNA和蛋白质都参与共有序列的识别。U1 snRNA可能含有二级结构。它含有多个功能区域。Sm结合位点需要和snRNP蛋白质配合起作用，通过茎-环结构所构成的几个功能区与U1 snRNP特有的蛋白结合。2）U1 snRNA直接和5'剪接位点进行碱基配对启动剪接。其5'末端的11个核苷酸呈单链状态，含有可与内含子5'剪接点保守序列互补的一段序列。

3）U1 snRNP参与早期前剪接复合体形成。U1识别5'剪接点、U2识别分支点、U6 识别5'剪接点(GU)、U5与两个外显子配对。剪接体中snRNA之间以及与底物碱基配对，引起构象变化，使参与反应的基团处于合适的位置，形成具有催化作用的活性中心。

4）多条途径可以形成复合体E。5'剪接点U1 snRNP的存在使U2AF可以和分支位点结合，并使得内含子的5'和3'末端在复合体中连在一起。

5）剪接体的形成。5种snRNA和蛋白质因子形成剪接体。剪接体含有U1、U2 、U5和U6 snRNP及其它

的蛋白质，其大小在25～50nm。Spliceosome(剪接体)：各种参与剪接的成分形成的剪接复合体，大小50-60S，

与核糖体大亚基相似。

6）U4 释放触发催化反应。U4的功能可能是暂时封闭U6的功能。U4和U6间的相互作用与U2和U6

间的作用相互不能协调，因此U4的释放控制着剪接的进行。

7）U2和U6构成催化活性中心。

8）套索结构的功能是定位3'剪接点。靠近分支位点3'端的3'共有序列是第二次转酯反应的靶序列。

9）snRNP可循环作用。剪接体中的各种snRNA间以及snRNA与底物间的碱基配对使参与反应的基团处

于合适的位置，并可能产生具有催化作用的活性中心。

10）snRNP可能具有多种功能。每个snRNP在剪接中可能不只有一种作用。例如，U1 snRNP能增强U2

snRNP与分支位点结合，此功能不依赖它和5'剪接点的结合。U2 snRNA中除了能与分支位点结合外，还

能与其它剪接组分相互作用。

16、何为核酶？请举例说明核酶的各种催化活性和催化特点。

答：核酶是具有催化活性RNA。

1）核糖核酸酶(ribonuclease) P是一个核糖核蛋白，含有一个与蛋白质结合的RNA分子。此RNA能够催

化tRNA底物的切割反应，但与之结合的蛋白质可能对维持催化RNA结构的稳定性起直接的作用。

2）类病毒(virusoid)的小RNA能够进行自我剪接反应。虽然这种反应属于分子内反应，但此分子仍然可

以分为“酶”和“底物”两部分，并且对相关序列的改造能够产生对独立“底物”有催化作用的

“酶”。

3）I类和II类内含子具有将自身从pre-mRNA中剪接掉的功能。改造过的I类内含子比原始内含子具有几

种其它催化活性。

以上三种反应的共同点是RNA在体外能够执行一种包括切割或磷酸二酯键连接的分子内或分子间反应。虽然反应的特异性和基本催化活性由RNA提供，但在体内进行正常反应还与RNA结合的蛋白质密切相关。

核酶的特性：

1）特异低效性：RNA催化的反应Km值较低，因此RNA可以高特异性地结合底物。转换数(turnover number)低说明催化速率低。

2)具有催化活性中心。活性中心只不过是提供一种界面，将一系列需要反应的基团拉到此界面上进而形成固定的空间关系。

17、请说明原核和真核生物mRNA的生命周期特点。

答：①细菌的mRNA，转录和翻译发生在唯一的细胞区室内，两个过程紧密偶联以至于它们同时发生。细菌mRNA通常不稳定，因此只能在几分钟内翻译成蛋白质。

②在真核细胞中，mRNA的合成与成熟完全在核内发生。只有这些过程完成之后，mRNA才运输到胞

质，在胞质被核糖体翻译。真核mRNA相对稳定，能连续翻译几小时。

18、什么是遗传密码？遗传密码最初是如何破译的？遗传密码有何特点？

答：⑴从5'端到3'端阅读的一段DNA编码序列包括一系列三联体核苷酸(密码子)，对应着蛋白质中从N

端到C端的一系列氨基酸。这种对应关系称为遗传密码(genetic codon)

⑵遗传密码的破译：Nirenberg于1961年发现一个与多核苷酸链翻译有关的体系，发现多聚尿苷酸(PolyU)

能指导苯丙氨酸聚合为聚苯丙氨酸，这意味着UUU一定编码苯丙氨酸。后来又建立了另一体系，用三联

体核苷酸模拟密码子使相应的氨酰-tRNA结合在核糖体上，若知道氨酰-tRNA所携带的氨基酸成分，也就知道了密码子的含义。通过这两种技术最终破译了所有编码氨基酸的密码子。

⑶特点：①三联体密码(三个连续的核苷酸决定一个氨基酸)。

②统一性(所有生物都通用)。

③简并性(几个密码决定一个氨基酸)。

④不重叠性(前后密码无兼用核苷酸)。

⑤无标点密码(氨基酸顺序间)。

19、参与蛋白质合成的RNA有三种，分别说明它们在蛋白质合成中的基本功能。

答：①mRNA：DNA中编码的生命信息的传递工具，每个核苷酸三联体代表一个氨基酸，它将信息从DNA经过转录和翻译形成蛋白质。

②tRNA：是一种“双向适应器”，是一种转运氨基酸的工具。首先它代表代表唯一的

氨基酸并与它共价相连。其次，它包括一个三核酸序列，即反密码子，它与代表氨基酸

的密码子是互补的。反密码子使tRNA能够通过碱基配对识别密码子，具有校对功能。

③rRNA：翻译mRNA的场所是核糖体，rRNA是核糖体骨架，具有肽酰转移酶活性，校对功能。蛋白质合成中涉及rRNA碱基配对。①rRNA的3 端在起始时与mRNA直接相互作用。②16S rRNA上的特异区域与A位点及P位点上tRNA反密码子区直接相互作用；23S rRNA与肽酰-tRNA上的CCA相互作用。③亚基相互作用涉及16S和23S rRNA，但现在还不清楚结合是由RNA-RNA相互作用引发还是由RNA-蛋白质相互作用介导。

20、蛋白质的定位需要前导信号序列指导，请简要说明蛋白质在细胞中的定位过程。

答：根据蛋白质的定位可将其大致分为2类：膜结合型和非膜结合型蛋白质。1）后转运的蛋白质再核糖体上合成后被释放到胞质中，具有信号序列的被定位到各个细胞器（细胞核，线粒体等）。2）共转运的蛋白质在合成过程中与内质网相连，其核糖体是“膜结合型”的。膜结合型蛋白穿过内质网，经过高尔基体并跨过胞膜。如果这些蛋白有主留信号则会在经过的各个环节停留，或被定位于各种细胞器（溶酶体，核小体等）。

21、膜泡是运输蛋白质的主要工具，请举例说明受体介导的内吞循环过程。

答：（1）受体介导的内吞作用。受体侧向移动进入质膜的下陷区域，即包被窝(coated pits)，包被窝被网格蛋白包围。包被窝缩进胞质并以网格蛋白包被膜泡的形式分离出来，向早内吞体(endosome)运输，去衣被后再与靶膜融合，并释放其内容物。此过程称为受体介导的内吞作用(receptor-mediated ondocytosis （2）受体循环的基本类型。可将受体循环分为四种类型。

①受体循环型：当配体降解时受体循环回到质膜表面，受体通过此途径将配体高速运进细胞内。例如，低密度蛋白(low density lipoprotein，LDL)受体，其配体是质膜上的LDL载脂蛋白E和载脂蛋白B(统称LDL)。

②受体-配体循环型：例如，转铁蛋白(transferrin)受体，该受体的配体是载有铁离子的转铁蛋白。当受体-配体复合物到达内吞体时，酸性环境使转铁蛋白释放铁，无铁的配体被称为空载转铁蛋白。空载转铁蛋白仍会与受体结合并循环回到质膜，然后才从受体上解离，使空载转铁蛋白能自由地再与铁结合，而转铁蛋白受体能继续与载铁的转铁蛋白结合

③受体-配体降解型：例如，表皮生长因子(EGF)受体与其配体结合，是内构化的需要。虽然EGF与其受体似乎在低pH下互相解离，它们却都能运输到溶酶体，在那里它们被降解

④受体-配体再运输型：某些极性细胞可能利用此途径，受体-配体结合物占据细胞表面，被运往内吞体，

并在运输过程中释放到细胞的远端表面，称为穿胞外排(transcytosis)作用。例如，免疫球蛋白受体将免疫球蛋白运过表皮细胞。