第章 RNA的生物合成

1、第十三章 RNA的生物合成1 基因表達(dá)：遺傳信息從DNA經(jīng)過 RNA傳遞到蛋白質(zhì)稱為基因表達(dá) 2 轉(zhuǎn)錄泡：RNA 聚合酶在s亞基引導(dǎo)下識(shí)別并結(jié)合到啟動(dòng)子上，然后DNA雙鏈被局部解開，形成的解鏈區(qū)稱為轉(zhuǎn)錄泡3 啟動(dòng)子：是指RNA聚合酶識(shí)別，結(jié)合和開始轉(zhuǎn)錄的一段DNA片段4 -35序列: 在離起始點(diǎn)之前有一個(gè)保守序列TTGACA，其中心約在起始點(diǎn)之前約35位，即-35位置 稱為識(shí)別區(qū)或-35序列，提供了RNA聚合酶識(shí)別的信號(hào)。5 -10序列:在大多數(shù)原核生物中，從起點(diǎn)上游約-10處找到6 bp的保守序列TATAAT，因被Pribnow發(fā)現(xiàn)，被稱為pribnow框（盒）或ATA盒或-10序列，-10

2、序列有助于DNA局部雙鏈解開，由于該序列含有較多的A-T堿基對，因而雙鏈分開所需的能量也較低，因而有利于解開雙鏈。6 轉(zhuǎn)錄因子：RNA聚合酶起始轉(zhuǎn)錄時(shí)需要一些輔助因子（蛋白質(zhì)）參與作用，稱為轉(zhuǎn)錄因子7 終止子：提供轉(zhuǎn)錄信號(hào)的DNA序列。8 終止因子：協(xié)助RNA聚合酶識(shí)別終止信號(hào)的輔助因子（蛋白質(zhì)）9 轉(zhuǎn)錄后加工：各種RNA合成時(shí)，先以DNA為模板生成分子量較大的RNA前體（初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物），然后在專一酶的作用下切除多余的部分，或進(jìn)行修飾，最后才生成有活性的“成熟“RNA。這過程稱為“轉(zhuǎn)錄后加工”10 內(nèi)含子和外顯子: 1978年Gilbert 將斷裂基因中經(jīng)轉(zhuǎn)錄被拼接除去的序列稱為內(nèi)含子（int

3、ron)，而在成熟RNA產(chǎn)物中出現(xiàn)的序列稱為外顯子11. 單順反子: 為一條多肽鏈編碼的mRNA稱作單順反子（一個(gè)基因的復(fù)本）12. 多順反子: 為兩條或更多條多肽鏈編碼的mRNA稱作多順反子（幾個(gè)基因的復(fù)本） 13. 核內(nèi)不均一RNA（hnRNA）: 由RNA聚合酶在核酸中合成的mRNA前體，稱為核內(nèi)不均一RNA（hnRNA）.14.一：填空題 1.基因轉(zhuǎn)錄的方向是從_端到_端。 2.大腸桿菌RNA聚合酶由_和_因子組成，其中前者由_亞基、_亞基和亞基組成，活性中心位于_亞基上。 3.使用_可將真核細(xì)胞的三種RNA聚合酶區(qū)分開來。 4.所有的真核細(xì)胞的RNA聚合酶的最大亞基的C端都含有一段高

4、度保守的重復(fù)序列，這段重復(fù)序列是_，它的功能可能是_。 5.第一個(gè)被轉(zhuǎn)錄的核苷酸一般是_。 6.原核細(xì)胞啟動(dòng)子-10區(qū)的序列通常被稱為_，其一致序列是_。 7.tRNA基因的啟動(dòng)子最重要的特征是_。 8.真核細(xì)胞轉(zhuǎn)錄因子的功能是_和_。 9.逆轉(zhuǎn)錄酶通常以_為引物，具有_、_和_三種酶的活性，使用該酶在體外合成 cDNA時(shí)常用_為引物。 10.真核細(xì)胞的的熱激蛋白(HSP)上游除了啟動(dòng)子序列以外，還應(yīng)具有_、_、_和_序列。 11.真核細(xì)胞Pre-mRNA的后加工方式主要_、_、_、_和_5種。 12.大腸桿菌RNaseP由_和_組成，其中_能獨(dú)立完成催化，該酶參與的后加工。 13.四膜蟲Pr

5、e-RNA的剪接需要_作為輔助因子。 14.存在于真核細(xì)胞Pre-mRNA上的加尾信號(hào)是_，剪接信號(hào)是_。 15.原核細(xì)胞基因轉(zhuǎn)錄的終止有兩種機(jī)制，一種是_，另一種是_。 16.核不均一RNA(hnRNA)實(shí)際上就是_。 17.使用_技術(shù)可以確定一個(gè)蛋白質(zhì)基因是不是斷裂基因。 18.所有的逆轉(zhuǎn)錄病毒的基因組都含有_、_和_三種基因。 19.HIV的宿主細(xì)胞是_。 20.真核細(xì)胞三種RNA聚合酶共有的轉(zhuǎn)錄因子是_。 21.RNA病毒的進(jìn)化速度遠(yuǎn)高于它的宿主細(xì)胞是因?yàn)開。 22.SnRNA即是_，它的功能主要是_。 23.SnoRNA即是_，它的主要功能是_。 24.同一種基因在肝細(xì)胞中表達(dá)的終產(chǎn)

6、物是ApoB-100，而在小腸上皮細(xì)胞中表達(dá)的終產(chǎn)物是相對分子質(zhì)量較小的ApoB-48，這種差別是通過_機(jī)制實(shí)現(xiàn)的。 25.LTR即是_，其中含有_序列和_序列，由它控制逆轉(zhuǎn)錄病毒的基因轉(zhuǎn)錄。 26.gRNA(guide RNA)的功能是_。 27.使用_方法可以確定真核細(xì)胞基因轉(zhuǎn)錄的起始點(diǎn)。二：是非題 1. 原核細(xì)胞和真核細(xì)胞的RNA聚合酶都能夠直接識(shí)別啟動(dòng)子。 2. 在原核細(xì)胞基因轉(zhuǎn)錄的過程中，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)磷酸二酯鍵形成以后，因子即與核心酶解離。 3. 大腸桿菌所有的基因轉(zhuǎn)錄都由同一種RNA聚合酶催化。 4. 大腸桿菌染色體DNA由兩條鏈組成，其中一條鏈充當(dāng)模板鏈，另外一條鏈充當(dāng)編碼鏈。 5.

7、 由于RNA聚合酶缺乏校對能力，因此RNA生物合成的忠實(shí)性低于DNA的生物合成。 6. 真核細(xì)胞4種rRNA的轉(zhuǎn)錄由同一種RNA聚合酶，即RNA聚合酶催化。 7. 所有的RNA聚合酶都需要模板。 8. 利福霉素和利鏈霉素都是原核細(xì)胞RNA聚合酶的抑制劑，兩者都抑制轉(zhuǎn)錄的起始。 9. RNA病毒因?yàn)椴缓蠨NA基因組，所以根據(jù)分子生物學(xué)中心法則，它必須先進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄，然后才能復(fù)制和增殖。 10. 逆轉(zhuǎn)錄病毒都是腫瘤病毒。 11. 原核細(xì)胞中，構(gòu)成RNA聚合酶的因子的濃度低于核心酶的濃度。 12. 逆轉(zhuǎn)錄病毒的基因組RNA實(shí)際上是一種多順反子mRNA。 13. 到現(xiàn)在為止，還沒有在正常的或受病毒感染

8、的原核細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)有逆轉(zhuǎn)錄現(xiàn)象。 14. Ribozyme只能以RNA作為底物。 15. 與蛋白質(zhì)酶不同的是，Ribozyme的活性不需要有特定的三維結(jié)構(gòu)。 16. 帽子結(jié)構(gòu)是真核細(xì)胞mRNA所特有的結(jié)構(gòu)。 17. tRNA的3-端所具有的CCA序列都是通過后加工才加上的。 18. 線粒體內(nèi)的RNA聚合酶由細(xì)胞核基因編碼。 19. 四膜蟲Pre-mRNA的剪接并不需要消耗ATP。 20. 基因的內(nèi)含子沒有任何功能。 21. 真核細(xì)胞mRNA編碼區(qū)不含修飾核苷酸。 22. 有的tRNA的反密碼子由四個(gè)核苷酸組成。 23. 線粒體內(nèi)的RNA聚合酶組成與原核細(xì)胞的RNA聚合酶相似，也是由幾個(gè)亞基組成的

9、寡聚酶。 24. 放線菌素D既可以抑制原核細(xì)胞的基因轉(zhuǎn)錄，又可以抑制真核細(xì)胞的基因轉(zhuǎn)錄。 25. DNA聚合酶、RNA聚合酶和逆轉(zhuǎn)錄酶一般都含有鋅離子。 26. DNA病毒的生活史中不可能具有逆轉(zhuǎn)錄事件。三：單選題 1. 7SLRNA的轉(zhuǎn)錄受到 A.高濃度的-amanitin的抑制 B.低濃度的-amanitin的抑制 C.中等濃度的-amanitin的抑制 D.利福霉素的抑制 E.AZT(3-疊氮胸苷)的抑制 2. 使用纖維素-Oligo dT分離真核生物的mRNA時(shí)，哪一種條件比較合理？ A.在有機(jī)溶劑存在下上柱，低鹽溶液洗脫 B.低鹽條件下上柱，高鹽溶液洗脫 C.高鹽溶液上柱，低鹽溶液洗

10、脫 D.酸性溶液上柱，堿性溶液洗脫 E.堿性溶液上柱，酸性溶液洗脫 3. 四種真核mRNA后加工的順序是 A.帶帽.運(yùn)輸出細(xì)胞核.加尾.剪接 B.帶帽.剪接.加尾.運(yùn)輸出細(xì)胞核 C.剪接.帶帽.加尾.運(yùn)輸出細(xì)胞核 D.帶帽.加尾.剪接.運(yùn)輸出細(xì)胞核 E.運(yùn)輸出細(xì)胞核.帶帽.剪接.加尾 4. 你認(rèn)為酵母細(xì)胞TBP基因的突變?yōu)槭裁词侵滤佬偷模?A.TBP是轉(zhuǎn)錄終止所必需的蛋白質(zhì) B.缺乏有功能的TBP的酵母細(xì)胞只能轉(zhuǎn)錄rRNA基因 C.與TBP相關(guān)聯(lián)的蛋白質(zhì)因子結(jié)合抑制DNA聚合酶的活性 D.缺乏TBP的酵母細(xì)胞對光敏感 E.TBP為RNA聚合酶.和所負(fù)責(zé)的基因轉(zhuǎn)錄必需的轉(zhuǎn)錄因子 5. 在動(dòng)物細(xì)胞

11、的剪接體中，負(fù)責(zé)識(shí)別3剪接點(diǎn)的SnRNP是 A.U1SnRNP B.U2SnRNP C.U4SnRNP D.U5SnRNP E.U6SnRNP 6. 在剪接體中，SnRNP上的蛋白質(zhì)的功能之一似乎是 A.在第一步轉(zhuǎn)酯反應(yīng)中，充當(dāng)核酸內(nèi)切酶 B.保護(hù)SnRNA免受降解 C.識(shí)別剪接點(diǎn)交界處的GU-AG序列 D.促進(jìn)SnRNA的正確折疊，有利于RNA調(diào)節(jié)的催化 E.促進(jìn)已加工的mRNA運(yùn)輸出細(xì)胞核 7. 具有蛋白質(zhì)激酶活性的(轉(zhuǎn)錄因子)TF是 A.TFB B.TFE C.TFF D.TFH E.TFD 8. 轉(zhuǎn)錄真核細(xì)胞rRNA的酶是 A.RNA聚合酶 B.RNA聚合酶 C.RNA聚合酶 D.RN

12、A聚合酶和 E.RNA聚合酶和 9. 大腸桿菌RNA聚合酶全酶分子中負(fù)責(zé)識(shí)別啟動(dòng)子的亞基是 A.亞基 B.亞基 C.亞基 D.因子 E.因子 10. 在RNA聚合酶催化下，某一DNA分子的一條鏈被完全轉(zhuǎn)錄成mRNA。假定DNA編碼鏈的堿基組成是：G=24.1%,C=18.5%,A=24.6%,T=32.8%。那么，新合成的RNA分子的堿基組成應(yīng)該是 A.G=24.1%,C=18.5%,A=24.6%,U=32.8% B.G=24.6%,C=24.1%,A=18.5%,U=32.8% C.G=18.5%,C=24.1%,A=32.8%,U=24.6% D.G=32.8%,C=24.6%,A=18

13、.5%,U=24.1% E.不能確定 11. AZT(3-疊氮胸苷)作為胸苷的類似物能夠抑制HIV的復(fù)制。抑制的機(jī)理是它在細(xì)胞內(nèi)被轉(zhuǎn)變?yōu)锳ZTPP，AZTPP可代替dTTP參入到HIVRNA的cDNA之中，從而造成cDNA合成的末端終止。但AZT對人細(xì)胞基因組DNA復(fù)制的抑制作用明顯低于對HIV病毒的抑制。你認(rèn)為最可能的原因是 A.AZT能夠與HIVRNA中的A配對，但不能與人DNA中的dA配對 B.在錯(cuò)配修復(fù)中被正常的脫氧核苷酸取代 C.不能夠進(jìn)入在進(jìn)行DNA復(fù)制的細(xì)胞 D.被細(xì)胞核內(nèi)的酶水解為胸苷 E.與人細(xì)胞內(nèi)的DNA聚合酶的Km值遠(yuǎn)大于對HIV逆轉(zhuǎn)錄酶的Km值 12. 關(guān)于某一個(gè)基因的

14、增強(qiáng)子的說法哪一種是錯(cuò)誤的？ A.增強(qiáng)子的缺失可導(dǎo)致該基因轉(zhuǎn)錄效率的降低 B.增強(qiáng)子序列與DNA結(jié)合蛋白相互作用 C.增強(qiáng)子能夠提高該基因mRNA的翻譯效率 D.增強(qiáng)子的作用與方向無關(guān) E.某些病毒基因組中也含有增強(qiáng)子 13. 原癌基因可以通過哪一種機(jī)制而轉(zhuǎn)變?yōu)榘┗颍?lt;br>.閱讀框架內(nèi)發(fā)生點(diǎn)突變<br>.基因的部分缺失<br>.逆轉(zhuǎn)錄病毒整合到閱讀框架的上游 A.只有 B.只有 C.只有 D.只有和 E.、和 14. 雌激素反應(yīng)元件(ERE)的一致序列為AGGTCAnnnTGACCT。如果將該序列方向改變，則依賴于雌激素的基因轉(zhuǎn)錄將受到什么樣的影響？ A

15、.只有3-端基因?qū)⒈魂P(guān)閉 B.只有5-端基因?qū)⒈魂P(guān)閉 C.5-端和3-端基因都將被關(guān)閉 D.對5-端和3-端基因沒有什么影響 E.由ERE編碼的所有氨基酸都將改變 15. 細(xì)菌轉(zhuǎn)錄過程中RNA合成的正常終止是因?yàn)槭裁丛斐傻模?lt;br>.RNA聚合酶與另一個(gè)向相反方向轉(zhuǎn)錄的RNA聚合酶相遇<br>.RNA聚合酶經(jīng)過DNA上的一段特殊的堿基序列隨后從DNA模板上掉下來<br>.RNA聚合酶與特殊的蛋白質(zhì)相互作用隨后從新合成的RNA鏈上解離 A.只有 B.只有 C.只有 D.只有和 E.、和四：問答題 1.設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)確定體內(nèi)基因轉(zhuǎn)錄的鏈延伸的平均速率(每一個(gè)RNA

16、鏈每分鐘參入的核苷酸數(shù)目) 2.設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)確定一克隆基因在體外進(jìn)行轉(zhuǎn)錄時(shí)RNA鏈延伸的平均速率。 3.怎樣證明基因轉(zhuǎn)錄的方向是從5-端3-端。 4.某些基因在轉(zhuǎn)錄的過程中，RNA聚合酶會(huì)發(fā)生暫停的現(xiàn)象，即RNA聚合酶在到達(dá)某些位點(diǎn)停止轉(zhuǎn)錄，你如何檢測到這種暫停現(xiàn)象。 5.RNA聚合酶對NTP的Km值在起始階段高于在延伸階段。你認(rèn)為這對基因表達(dá)的調(diào)節(jié)有何重要性。 6.假如你想在體外研究一個(gè)含有幾個(gè)基因和幾個(gè)啟動(dòng)子的DNA上某一基因的轉(zhuǎn)錄。你如何在不填加特定的調(diào)節(jié)蛋白的情況下，刺激你的目的基因的轉(zhuǎn)錄，而不影響其它基因的轉(zhuǎn)錄。 7.在很長一段時(shí)間里，人們對乳糖操縱子阻遏蛋白究竟是通過阻止RNA聚合

17、酶與啟動(dòng)子的結(jié)合來抑制乳糖操縱子的結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄的，還是允許基因轉(zhuǎn)錄的起始但阻止延伸通過與操作子結(jié)合阻遏蛋白而抑制轉(zhuǎn)錄的并不清楚。你如何確定阻遏蛋白是通過以上哪一種機(jī)制抑制乳糖操縱子的結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄的？ 8.什么是順式作用元件？什么是反式作用因子？如果你得到一種新的順式作用元件，你如何分離純化到與它結(jié)合的未知的反式作用因子？相反，你如何得到一種新的反式作用因子，你又如何鑒別出能夠與它結(jié)合的未知的順式作用元件？ 9.如果你得到一種新的順式作用元件，你可以使用什么樣的方法確定它究竟屬于增強(qiáng)子，還是屬于沉默子，還是啟動(dòng)子？ 10.如何證明第二類內(nèi)含子和第三類內(nèi)含子在剪接反應(yīng)中，形成套索結(jié)構(gòu)？ 11.S

18、nRNP已被發(fā)現(xiàn)有多種，你如何證明和才是參與第三類內(nèi)含子的剪接的SnRNP？ 12.到目前為止，已發(fā)現(xiàn)有哪幾種天然的Ribozymes？試比較Ribozyme和蛋白類酶的異同。Ribozyme的發(fā)現(xiàn)的意義何在？ 13.為什么在野生型的大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)得不到rRNA基因的初級(jí)轉(zhuǎn)錄物？ 14.為什么抑制大腸桿菌的DNA旋轉(zhuǎn)酶(Gyrase)的活性就會(huì)抑制受降解物活化的操縱子轉(zhuǎn)錄？ 15.一種特殊的真核細(xì)胞RNA病毒被發(fā)現(xiàn)能從一個(gè)基因區(qū)域編碼出一長一短的2個(gè)mRNA轉(zhuǎn)錄物。分析它們的翻譯產(chǎn)物，發(fā)現(xiàn)2條多肽鏈在它們的N端具有相同的氨基酸序列，但它們的C端并不相同，更另人奇怪的是2條多肽中較長的一條是由短

19、的mRNA所編碼。試對這些現(xiàn)象給予合理的解釋。 16.在任何給定的時(shí)間內(nèi)，細(xì)菌合成的RNA中約有40%-50%是mRNA，但細(xì)胞中的mRNA卻只占總RNA的3%左右，為什么？試預(yù)測真核生物mRNA占總RNA的比例與原核生物會(huì)有什么不同？ 17.下面是Miller所拍攝到的顯示大腸桿菌正在進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和翻譯作用的電鏡照片的示意簡圖：<br><br>分析上圖,回答以下問題:<br>(1)1，2，3和4分別是什么？<br>(2)指出DNA的模板鏈或無意義鏈的5-端和3-端。<br>(3)指出mRNA的5-端和3-端。<br>(4)畫

20、出4條合成中的多肽，并表示它們的相對長度。<br>(5)指出最長的1條多肽鏈的N端和C端。<br>(6)用箭頭表示RNA聚合酶沿著模板前進(jìn)的方向。<br>(7)真核細(xì)胞會(huì)有以上的結(jié)構(gòu)嗎？ 18.與真核細(xì)胞的其它蛋白質(zhì)基因相比，組蛋白的基因的結(jié)構(gòu)具有一些不同尋常的性質(zhì)，比如基因的拷貝數(shù)屬于中等拷貝、基因無內(nèi)含子以及它的成熟的mRNA無PolyA尾巴，你認(rèn)為這些性質(zhì)對于組蛋白合成的特殊要求具有什么樣的優(yōu)勢。 19.有一種假說認(rèn)為真核細(xì)胞mRNA3-端上的PolyA尾巴的功能可能是給信使mRNA“記帳”，也就是說mRNA每使用一次，PolyA上就被水解掉一個(gè)或幾個(gè)核苷酸，當(dāng)PolyA被水解到一臨界的長度時(shí)，mRNA即被水解。試設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這種假說。 20.Tac啟動(dòng)子是一種人工構(gòu)建的啟動(dòng)子，它使用了色氨酸啟動(dòng)子的-35區(qū)序列和乳糖啟動(dòng)子的-10區(qū)序列。當(dāng)將這種啟動(dòng)子引入一表達(dá)質(zhì)粒之中以后，發(fā)現(xiàn)它引導(dǎo)基因轉(zhuǎn)錄的效率比乳糖啟動(dòng)子或色氨酸啟動(dòng)子都要高