《基因控制蛋白质的合成》常见问题解答[文档资料]

基因控制蛋白质的合成常见问题解答 本文档格式为 WORD,感谢你的阅读。 基因控制蛋白质的合成是遗传的分子基础这章的教学重点，也是教学难点 .笔者在教学过程中发现学生在学习这一节的时候有很多常见问题，有些是教学盲点，有些是认识误区 .通过查阅参考资料，现将这些问题整理如下，以供大家在教学过程中参考 . 1.“DNA 复制的模板是 DNA 的两条链，转录的模板是DNA 片段的一条链 ” ，为什么要强调 “ 片段 ” ？ 转录是基因表达的第一步，因为 基因的选择性表达，转录与 DNA 复制的一个显著差别是转录只发生在 DNA 分子上特定的区域 .对于一个 DNA 分子而言，并不是所有的序列都会转录，有的序列从来不会转录，而能转录的序列也不是始终都在转录 .理解了这一点，容易得出例 1 的答案为 A. 例 1 人胰岛 B 细胞能产生胰岛素，胰岛 A 细胞能产生胰高血糖素，推测这两种细胞 (). A DNA 相同， mRNA 不同 B DNA 相同， mRNA 不同 C DNA 不同， mRNA 不同 B DNA 不同， mRNA 不同 2.基因在转录时，两 条链都可以作为模板吗？ 很多学生都有 “DNA 两条链分别作为转录模板时表达产物不同 ” 的担忧，事实上 DNA 并非两条链都会转录 .某些基因以 DNA 的一条链为模板，而其他基因以另一条链为模板 .对某一个特定的基因来说，双螺旋 DNA 分子上作为模板的那一条链称为模板链，又名无意义链；与模板链互补的那一条链称为编码链，又名有意义链 . 3.DNA 复制需要引物，转录需要引物吗？ DNA 聚合酶具有 3 -外切酶活性，所以 DNA 复制不能从头合成，只能在事先合成好的引物上进行链的延伸，作为引物的主要是短 RNA.如果在体外进行 DNA 复制，就需要使用人工合成的 DNA 作为引物； RNA 聚合酶没有 3 -外切酶活性，所以转录不需要引物 . 4.细胞经过转录得到 mRNA，如何得到 rRNA 和 tRNA？ 细胞主要含有 3 种 RNA，即 rRNA， tRNA 和 mRNA，除此以外，还含有其他一些小 RNA，如真核细胞内的微 RNA，snRNA 和 7SLRNA.一个特定的细胞在特定的条件下所转录的所有 RNA 构成这个细胞的转录组 .转录组中所有的 RNA 分子都能与基因组 DNA 进行杂交，这表明它们都是以 DNA 为模板转录而来的 .典型的真核 生物的核基因组含有成簇排列的几百个拷贝的 rRNA 基因和成百上千个 tRNA 基因 . 5.mRNA 作为模板，翻译得到一个多肽后会立即被分解吗？ 转录得到的一个 mRNA 分子上可以同时结合几个核糖体，这种结构可以在电子显微镜下观测到，这种多聚核糖体可以提高翻译的效率 .那么， mRNA 是不是持续作为翻译模板，源源不断地合成表达产物呢？答案是否定的 .基因表达在许多水平上被调控，其中一个重要因素是细胞中的 mRNA 的浓度，mRNA 的浓度依赖于其合成速度和降解速度 .mRNA 的降解保证细胞不会继续合成已不再需要 的蛋白 .在细菌细胞内， mRNA 的降解几乎在转录完成后就开始了；真核细胞中 mRNA 降解的速度变化很大，如基因产物只是短期需要的，其半衰期可能为几分或几秒，相反，如果基因产物是细胞长期需要的，其mRNA 可能稳定地存在几代细胞中 . 6.核糖体如何与 mRNA 结合？ 核糖体的结构和功能在进化上是高度保守的，它之所以能作为翻译的场所，是因为含有多个功能部位 .主要包括位于大亚基的： A 部位 氨酰 tRNA 的结合部位； P 部位 肽酰 tRNA 以及起始氨酰 -tRNA 的结合部位； E 部位 空载tRNA 临时结合并 离开核糖体的部位；位于小亚基的 mRNA 结合部位等（如图 1）， rRNA3端的序列对于识别 mRNA5 端的起始密码子极为重要 .核糖体的形成是一个自组装过程，先由rRNA 和核糖体蛋白组装成大小两个亚基 .在翻译的时候，再由两个亚基先后结合到 mRNA 分子上，缔合成一个完整的核糖体 .这种缔合是可逆的，在翻译结束以后，核糖体又解离成大小亚基 . 7.不同种的 tRNA，区别仅在反密码子的三个碱基吗？ tRNA 是把核酸 “ 语言 ” 翻译为蛋白 “ 语言 ” 的适配器，其分子相对较小，通常由 6095 个核苷酸构成单链线性分子，但是在分子内部形成大量的 G-C 碱基对，从而以发夹方式折叠成相似的三叶草结构（图 2） .上边是氨基酸臂，下边是反密码子臂，右边突出的臂称为胸腺嘧啶 -假尿嘧啶 -胞嘧啶臂，左边突出的茎环结构称为二氢嘧啶臂 .tRNA 的氨基酸壁和反密码子臂对适配器功能来说是至关重要的 .课本 tRNA模式图为了突现和密码子互补配对的反密码子而只显示反密码子的三个碱基，导致有部分学生误认为 tRNA 只含有三个碱基；另外，实际上 tRNA 上的碱基不止 A、 U、 C、 G 四种，常见的修饰碱基包括胸腺嘧啶、假尿嘧啶（ ）、二氢尿嘧啶（ D）和次黄嘌呤（ I）等 .故 tRNA 之间的区别并不仅仅在于三个碱基 . 8.为什么一种 tRNA 只能携带一种氨基酸？ 氨基酸在参入到多肽链之前，首先必须被活化 .通过活化，氨基酸分子上的（阿尔法） -羧基连接到同源的 tRNA 分子的 3 端，形成氨酰 -tRNA.氨酰 tRNA 合成酶是根据 tRNA 的个性来识别正确的 tRNA，而对正确的氨基酸的选择依赖于酶能有效识别不同氨基酸分子在 R 基团上的差异 .有两种手段可用来防止生成误载的氨酰 -tRNA：一是酶活性中心优先结合正确的同源氨基酸，体积比同源氨基酸大的因为无法进入活性中心首 先被排除；二是通过酶的校对中心对错误的非同源氨基酸进行编辑，大小合适的误载的氨酰 -tRNA 在校对中心被水解 “ 出局 ”. 这两种机制合起来称为 “ 双筛 ” 机制 . 9.如何根据反密码子正确书写对应的密码子？ 例 1（ 2010 年江苏高考题）图中甘氨酸的密码子是，铁蛋白基因中