第8章蛋白质的生物合成——翻译

1、第8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 8Anticodon 9多核糖体 10Paracodon 11Signal peptide 二、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_表示，真核生物的起始tRNA以_表示，延伸中的甲硫氨酰tRNA以_表示。4植物细胞中蛋白质生物合成可在_、_和_三种细胞器内进行。5延长因子T由Tu和Ts两个亚基组成，Tu为对热_蛋白质，Ts

2、为对热_蛋白质。6原核生物中的释放因子有三种，其中RF-1识别终止密码子_、_；RF-2识别_、_；真核中的释放因子只有_一种。7氨酰-tRNA合成酶对_和相应的_有高度的选择性。8原核细胞的起始氨基酸是_，起始氨酰-tRNA是_。9原核细胞核糖体的_亚基上的 _协助辨认起始密码子。l0每形成一个肽键要消耗_个高能磷酸键，但在合成起始时还需多消耗_个高能磷酸键。11肽基转移酶在蛋白质生物合成中的作用是催化_形成和_的水解。12肽链合成终止时，_进人“A”位，识别出_，同时终止因子使_的催化作用转变为_。13原核生物的核糖体由_小亚基和_大亚基组成，真核生物核糖体由_小亚基和_大亚基组成。14.

3、 蛋白质中可进行磷酸化修饰的氨基酸残基主要为_、_、_。15. 同一氨基酸具有多个密码子，编码同一氨基酸的密码子称为_。16. 蛋白质的跨膜需要（ ）的引导，蛋白伴侣的作用是（ ）。17. 信号识别颗粒（SRP）可以分为 和 两个结构域，其主要作用为。18、高等哺乳动物和大肠杆菌的基因中使用相同的终止密码子 和。人类线粒体基因使用的终止密码子为、 和 。19、- -是指新测DNA序列中，由计算机辨认出的可能编码区域，它是从起始密码子起到终止密码子止的一段连续的密码子区域。20. tRNA的反密码子为UGC,它识别的密码子为_。21. 新生肽链每增加一个氨基酸单位都需要经过_,_,_三步反应,其

4、中，在 _和_反应中各需要一分子的_提供能量。三、选择题1蛋白质生物合成的方向是( )。A.从CN端 B.定点双向进行 C.从N端、C端同时进行 D.从NC端2不能合成蛋白质的细胞器是( )。A.线粒体 B.叶绿体 C.高尔基体 D.核糖体3真核生物的延伸因子是( )。A.EFTu B.EF一2 C.EF-G D.EF一14真核生物的释放因子是( )。A.RFB.RF一1 C.RF一2 D.RF一35能与tRNA反密码子中的I碱基配对的是( )。A.A、G B.C、U C.U D.U、C、A6蛋白质合成所需能量来自( )。A.ATP B.GTP C.ATP、GTP D.GTP7tRNA的作用是

5、( )。A.将一个氨基酸连接到另一个氨基酸上 B.把氨基酸带到mRNA位置上C.将mRNA接到核糖体上 D.增加氨基酸的有效浓度8关于核糖体的移位，叙述正确的是( )。A.空载tRNA的脱落发生在“A”位上 B.核糖体沿mRNA的35方向相对移动C.核糖体沿mRNA的53方向相对移动D.核糖体在mRNA上一次移动的距离相当于二个核苷酸的长度9在蛋白质合成中，下列哪一步不需要消耗高能磷酸键( )。A.肽基转移酶形成肽键 B.氨酰一tRNA与核糖体的“A，位点结合C.核糖体沿mRNA移动D.fMettRNAf与mRNA的起始密码子结合以及与大、小亚基的结合10在真核细胞中肽链合成的终止原因是( )

6、。A.已达到mRNA分子的尽头 B.具有特异的tRNA识别终止密码子C.终止密码子本身具有酯酶作用，可水解肽酰与tRNA之是的酯键D.终止密码子被终止因子(RF)所识别11蛋白质生物合成中的终止密码是( )。A.UAA B.UAU C.UAC D.UAGE.UGA12根据摆动假说，当tRNA反密码子第1位碱基是I时，能够识别哪几种密码子( )A.A B.C C.G D.T E.U13下列哪些因子是真核生物蛋白质合成的起始因子( )。A.IF1 B.IF2 C.eIF2 D.eIF4 E.elF4A14蛋白质生物合成具有下列哪些特征( )。A.氨基酸必须活化 B.需要消耗能量 C.每延长一个氨基

7、酸必须经过进位、转肽、移位、税落四个步骤 D.合成肽链由C端向N端不断延长 E.新生肽链需加工才能成为活性蛋白质15下列哪些内容属于蛋白质合成后的加工、修饰( )。A.切除内含子，连接外显子 B.切除信号肽 C.切除N-端MetD.形成二硫键 E.氨的侧链修饰16蛋白质生物合成过程中，下列哪些步骤需要消耗能量( )。A.氨基酸分子的活化 B.70S起始复合物的形成 C.氨酰tRNA进入核糖体A位 D.肽键形成 E.核糖体移位17原核生物的肽链延伸过程有下列哪些物质参与( )。A.肽基转移酶 B.鸟苷三磷酸 C.mRNA D.甲酰甲硫氨酰-tRNA E.EF-Tu、EF-Ts、 EF-G18.S

8、hine-Dalgarno顺序(SD-顺序)是指： ( )A.在mRNA分子的起始码上游8-13个核苷酸处的顺序B.在DNA分子上转录起始点前8-13个核苷酸处的顺序C.16srRNA3'端富含嘧啶的互补顺序 D.启动基因的顺序特征 E.以上都正确19. 在研究蛋白合成中,可利用嘌呤霉素,这是因为它： ( )A.使大小亚基解聚 B.使肽链提前释放 C.抑制氨基酰-tRNA合成酶活性 D.防止多核糖体形成 E.以上都正确20. 氨基酸活化酶：( )A.活化氨基酸的氨基 B.利用GTP作为活化氨基酸的能量来源C.催化在tRNA的5磷酸与相应氨基酸间形成酯键D.每一种酶特异地作用于一种氨基酸

9、及相应的tRNA E.以上都不正确21、核糖体是制造-的工厂。 A 核酸 B 糖类 C 纤维素 D 蛋白质22、mRNA上-个连续核苷酸决定一个特定的氨基酸。 A 2 B. 3 C. 4 D . 5 23、大部分原核生物起始密码子为-。 A GUA B UAG C AGU D AUG24、核糖体包含两种成分，即-。 A 蛋白质和rRNA B DNA和RNAC 多糖和rRNA D DNA和蛋白质25、携带氨基酸相同而-不同的一组tRNA称为同功tRNA。 A 密码子 B 反密码子 C 终止子 D 内含子26、在真核生物中，核糖体的大亚基是60S， 小亚基是40S , 整个核糖体为-。 A 80S

10、 B 100S C 70S D 50S 27对于终止密码子UAA、UAG和UGA来说： A氨酰tRNA仅识别UAA B氨酰tRNA仅识别UAGC氨酰tRNA可识别所有终止密码子 D氨酰tRNA均不识别E氨酰tRNA仅识别UGA28、在原核生物mRNA起始密码子AUG上游的8-13个核苷酸有一段可受核糖体结合、保护和富含嘌呤的3-9个核苷酸的共同序列，一般为5AGGAGGU3, 称为-序列。 A S-D B Hogness D sextama D pribnow29、细菌蛋白质合成的起始因子有-。 A EF-G,EF-Ts,EF-Tu B eIF-1,eIF-2,eIF-3C eEF-G,eEF

11、-Ts,eEF-Tu D IF-1, IF-2, IF-3 30、氨酰基tRNA进入核糖体A位点和肽链形成的关键是 。A、GTP的存在 B、GTP的水解C、ATP的存在 D、ATP的水解考查点 ：肽链的形成。课本内容：tRNA进入A位不是自发进行的，而是需要延伸因子EF。延伸因子用3种：一种是热敏感的，称EF-Tu；一种是热稳定的，称EF-Ts。第三种是依赖于GTP的延伸因子称EF-G，也称转为位因子。EF-Tu与GTP结合后与氨酰-tRNA结合后形成三元复合物。这样的三元复合物才能进入核糖体A位。其中GTP的存在是氨酰-tRNA进入核糖体A位的先决条件之一，但不需要GTP水解。一旦进入A位后

12、，GTP立即水解为GDP，EF-Tu?GTP二元复合物与氨酰-tRNA解离而释放。只有这时，肽基转移酶才能把P位的fMet或肽基转移到A位的氨酰-tRNA上形成肽键。这一步的关键是GTP的水解和EF-Tu?GTP的释放。四、是非题1DNA不仅决定遗传性状，而且还直接表现遗传性状。( )2密码子在mRNA上的阅读方向为5 3。( )3每种氨基酸都有两种以上密码子。( )4一种tRNA只能识别一种密码子。( )5线粒体和叶绿体的核糖体的亚基组成与原核生物类似。( )6大肠杆菌的核糖体的小亚基必须在大亚基存在时，才能与mRNA结合。( )7大肠杆菌的核糖体的大亚基必须在小亚存在时，才能与mRNA结合

13、。( )8在大肠杆菌中，一种氨基酸只对应于一种氨酰-tRNA合成酶。( )9氨基酸活化时，在氨酰-tRNA合成酶的催化下，由ATP供能，消耗个高能磷酸键。( )10线粒体和叶绿体内的蛋白质生物合成起始与原核生物相同。( )11每种氨基酸只能有一种特定的tRNA与之对应。( )12AUG既可作为fMet-tRNAf和Met-tRNAi的密码子，又可作为肽链内部Met的密码子。( )13构成密码子和反密码子的碱基都只是A、U、C、G。( )14核糖体大小亚基的结合和分离与Mg2+，的浓度有关。( )15核糖体的活性中心“A”位和“P”位都主要在大亚基上。( )16. E.coli中，DnaA与复制

14、起始区DNA结合，决定复制的起始。( )17. 反密码子不同的tRNA总是携带不同的氨基酸。（ ） 考查点 ：（反）密码子的性质。课本内容：携带氨基酸相同而反密码子不同的一组tRNA称同功tRNA。一组同功tRNA（isoacceptingtRNA s）由同一种氨酰-tRNA合成酶催化而携带同种氨基酸。相关内容：（反）密码子有64个，氨基酸20种。可见，有不同反密码子的tRNA 携带同种氨基酸。18. 在蛋白质合成过程中，氨基酸需要活化才能进行蛋白质合成。（ ）19. 蛋白质合成是一个非常迅速的过程，但真核生物蛋白质合成的速度要比大肠杆菌慢一些。（）考查点 ：蛋白质合成的速度控制。课本内容：需

15、要量的蛋白质基因中具有较多的与含量较少的tRNA相对应的密码子，用以控制蛋白质的合成速度。这是原核生物和真核生物基因表达调控的共同战略之一。20. 真核生物tRNA 3端的CCA是由tDNA基因编码经过转录而形成的。（ ）21. 在大肠杆菌中，mRNA的密码子为GUU，则tRNA反密码子序列可能为AAC。（ ）22. 密码子使用的频率随不同的细胞也不相同，高等真核生物的差异比大肠杆菌要大。（ ）考查点 ： 偏爱密码子。课本内容： 在高等真核生物中，密码子的使用也不是随机的，其偏爱密码子与不喜欢的密码子当然不一定与大肠杆菌相同，不过其差异要比大肠杆菌小一些。23. SRP （信号识别颗粒）能够与

16、ribosome 结合并使肽链的起始暂时受阻，所以是翻译的负调控因子。 （ ）五、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?1

17、3. 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 Arg： CGU CGC CGA CG AGA AGG Cys： UGU UGC Ala： GCU G

18、CC GCA CGC14. 试列表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。16、简述tRNA二级结构的特点。17简述密码子的特点。18. 简述原核和真核细胞在蛋白质翻译过程中的差异.19假如有一mRNA，其碱基顺序如下： 5AACCAGGUNNNNNAUGUUUUUUUAR3 注：N=U、C、A、G中任何一种碱基。 R=A或G；Y=U或C 代表省略的碱基，其数目是三的倍数。试问：（1）其DNA模板的碱基顺序如何？ （2）翻译从何处开始？何处结束？ （3）N端氨基酸是什么？C端氨基酸是什么？参考答案一、名词解释 1翻译(translation)：以mRNA为模板，氨酰-t

19、RNA为原料直接供体，在多种蛋白质因子和酶的参与下，在核糖体上将mRNA分子上的核苷酸顺序表达为有特定氨基酸顺序的蛋白质的过程。 2密码子(codon)：mRNA中碱基顺序与蛋白质中氨基酸顺序的对应关系是通过密码实现的， mRNA中每三个相邻的碱基决定一个氨基酸，这三个相邻的碱基称为一个密码子。 3密码的简并性(degeneracy)：个氨基酸具有两个以上密码子的现象。 4同义密码子(synonym codon)：为同种氨基酸编码的各个密码子，称为同义密码了。 5变偶假说(wobble hypothesis)：指反密码子的前两个碱基(3-端)按照标准与密码子的前两个碱基(5-端)配对，而反密码

20、子中的第三个碱墓则有某种程度的变动，使其有可能与几种不同的碱基配对。 6移码突变(frame-shift mutation)：在mRNA中，若插入或删去一个核苷酸，就会使读码发错误，称为移码，由于移码而造成的突变、称移码突变。 7，同功受体(isoacceptor)：转运同一种氨基酸的几种tRNA称为同功受体。 8反密码子(anticodon)：指tRNA反密码子环中的三个核苷酸的序列，在蛋白质合成过程中通过碱基配对，识别并结合到mRNA的特殊密码上。9多核糖体(polysome)：mRNA同时与若干个核糖体结合形成的念珠状结构，称为多核糖体。10、副密码子(paracodon)考查点 ：密码

21、子、反密码子。答案：tRNA 分子上决定其携带氨基酸分子的区域称副密码子。其特点有：一种氨酰tRNA 合成酶可以识别一组同功tRNA （多达6个），它们的副密码子有共同的特征；副密码子没有固定的位置，亦可能不止1个碱基对；尽管副密码子不能单独与氨基酸发生作用，但副密码子可能与氨基酸的侧链基团有某种相应性。相关内容：密码子的破译。11、Signal peptide信号肽：在蛋白质合成过程中N端有1536个氨基酸残基的肽段，引导蛋白质的跨膜。二、填空题 1mRNA 氨酰-tRNA 核糖体264 61 UAA UAG UGA 3tRNAf tRNAi tRNAm 4核糖体 线粒体 叶绿体 5不稳定

22、稳定 6UAA UAG UAA UGA RF7氨基酸 tRNA8甲酰甲硫氨酸 甲酰甲硫氨酰-tRNA 9小 16SrRNA104 1 11肽键 肽酰-tRNA 12终止因子 终止密码子 肽基转移酶 水解作用1330S 50S 40S 60S 14. Ser Thr Tyr15. 同义密码子。16. 信号肽，辅助肽链折叠成天然构象的蛋白质。17. 信号识别结构域，延伸作用制动结构域。与核糖体相结合并使肽链的延伸暂时停止。18、UAG，UGA。UAA，UAG，AGA，AGG。19、开放的阅读框20. GCA21. 进位、转肽、移位、进位、移位、GTP三、选择题 1D. 2C. 3D. 4A. 5D

23、. 6C. 7B. 8C. 9A. 10D. 11A.D.E. 12A.B.E. 13C.D.E. 14A.B.C.E. 15B.C.D.E. 16A.B.C.E. 17A.B.C.E. 18. A. 19. B.20. D.21D 22B 23D 24A 25B 26A 27D 28A 29D 30B四、是非题××× ×× ××× ××× ××五问答题 1A.mRNA：蛋白质合成的模板；B.tRNA：蛋白质合成的氨基酸运载工具；C.核糖体：蛋白质合成的场所；D.辅

24、助因子：(a)起始因子-参与蛋白质合成起始复合物形成；(b)延长因子-肽链的延伸作用；(c)释放因子一-终止肽链合成并从核糖体上释放出来。 2提示：三个突破性工作 (1)体外翻译系统的建立；(2)核糖体结合技术；(3)核酸的人工合成。 3(1)密码无标点：从起始密码始到终止密码止，需连续阅读，不可中断。增加或删除某个核苷酸会发生移码突变。 (2)密码不重叠：组成一个密码的三个核苷酸只代表一个氨基酸，只使用一次，不重叠使用。 (3)密码的简并性：在密码子表中，除MetTrp各对应一个密码外，其余氨基酸均有两个以上的密码，对保持生物遗传的稳定性具有重要意义。 (4)变偶假说：密码的专一性主要由头两

25、位碱基决定，第三位碱基重要性不大，因此在与反密码子的相互作用中具有一定的灵活性。 (5)通用性及例外：地球上的一切生物都使用同一套遗传密码，但近年来已发现某些个别例外现象，如某些哺乳动物线粒体中的UGA不是终止密码而是色氨酸密码子。 (6)起始密码子AUG，同时也代表Met，终止密码子UAAUAGUGA使用频率不同。 4(1)mRNA：DNA的遗传信息通过转录作用传递给mRNA，mRNA作为蛋白质合成模板，传递遗传信息，指导蛋白质合成。 (2)tRNA：蛋白质合成中氨基酸运载工具，tRNA的反密码子与mRNA上的密码子相互作用，使分子中的遗传信息转换成蛋白质的氨基酸顺序是遗传信息的转换器。 (

26、3)rRNA 核糖体的组分，在形成核糖体的结构和功能上起重要作用，它与核糖体中蛋白质以及其它辅助因子一起提供了翻译过程所需的全部酶活性。 5(1)二位点模型 A位：氨酰-tRNA进入并结合的部位；P位：起始氨酰-tRNA或正在延伸的肽基-tRNA结合部位，也是无载的tRNA从核糖体上离开的部位。(2)三位点模型 大肠杆菌上的70S核糖体上除A位和P位外，还存在第三个结合tRNA的位点，称为E位，它特异地结合无负载的tRNA及无负载的tRNA最后从核糖体上离开的位点。 6催化氨基酸活化的酶称氨酰-tRNA合成酶，形成氨酰-tRNA，反应分两步进行： (1)活化 需Mg2+和Mn2+，由ATP供能

27、，由合成酶催化，生成氨基酸-AMP-酶复合物。 ， (2)转移 在合成酶催化下将氨基酸从氨基酸AMP酶复合物上转移到相应的tRNA上，形成氨酰-tRNA。 7蛋白质合成可分四个步骤，以大肠杆菌为例： (1)氨基酸的活化：游离的氨基酸必须经过活化以获得能量才能参与蛋白质合成，由氨酰-tRNA合成酶催化，消耗1分子ATP，形成氨酰-tRNA。 (2)肽链合成的起始：由起始因子参与，mRNA与30S小亚基50S大亚基及起始甲酰甲硫氨酰-tRNA(fMet-tRNAt)形成70S起始复合物，整个过程需GTP水解提供能量。 (3)肽链的延长：起始复合物形成后肽链即开始延长。首先氨酰-tRNA结合到核糖体

28、的A位，然后，由肽酰转移酶催化与P位的起始氨基酸或肽酰基形成肽键，tRNAf或空载tRNA仍留在P位最后核糖体沿mRNA53方向移动一个密码子距离，A位上的延长一个氨基酸单位的肽酰-tRNA转移到P位，全部过程需延伸因子EF-TuEF-Ts，能量由GTP提供。 (4)肽链合成终止，当核糖体移至终止密码UAAUAG或UGA时，终止因子RF-1RF-2识别终止密码，并使肽酰转移酶活性转为水解作用，将P位肽酰-tRNA水解，释放肽链，合成终止。 8提示：(1)氨基酸与tRNA的专一结合，保证了tRNA携带正确的氨基酸；(2)携带氨基酸的tRNA对mRNA的识别，mRNA上的密码子与tRNA上的反密码

29、子的相互识别，保证了遗传信息准确无误地转译；(3)起始因子及延长因子的作用，起始因子保证了只有起始氨酰-tRNA能进入核糖体P位与起始密码子结合，延伸因子的高度专一性，保证了起始tRNA携带的fMet不进入肽链内部；(4)核糖体三位点模型的E位与A位的相互影响，可以防止不正确的氨酰-tRNA进入A位，从而提高翻译的正确性；(5)校正作用：氨酰-tRNA合成酶和tRNA的校正作用；对占据核糖体A位的氨酰-tRNA的校对；变异校对即基因内校对与基因间校对等多种校正作用可以保证翻译的正确。 9(1)起始因子不同：原核为IF-1，IF-2，IF-2，真核起始因子达十几种。 (2)起始氨酰-tRNA不同

30、：原核为fMet-tRNAf，真核Met-tRNAi (3)核糖体不同：原核为70S核粒体，可分为30S和50S两种亚基，真核为80S核糖体，分40S和60S两种亚基 10提示：(1)水解修饰；(2)肽键中氨基酸残基侧链的修饰；(3)二硫键的形成；(4)辅基的连接及亚基的聚合。 11提示：蛋白质的高级结构是由氨基酸的顺序决定的，不同的蛋白质有不同的氨基酸顺序，各自按一定的方式折叠而成该蛋白质的高级结构。折叠是在自然条件下自发进行的，在生理条件下，它是热力学上最稳定的形式，同时离不开环境因素对它的影响。对于具有四级结构的蛋白质，其亚基可以由一个基因编码的相同肽链组成，也可以由不同肽链组成，不同肽链可以通过一条肽链加工剪切形成，或由几个不同单顺反子mRNA翻译，或由多顺反子mRNA翻译合成。12原核细胞：70S核糖体由30S和50S两个亚基组成；真核细胞：80S核糖体由40S和60S两个亚基组成。利用放射性同位素标记法，通过核