第五章 翻译

一、填空题

1. 氨酰tRNA合成酶、氨酰tRNA2. 核糖体、肽酰tRNA结合区、氨酰tRNA结合区、3. 肽酰转移酶、rRNA 4. 终止5. 可读框6. 起始因子7. 起始tRNA、起始、甲硫氨酸 8. EF-GGTPUAGUGAUAA、终止、释放 9. 氨酰tRNA合成酶、肽酰转移酶10. 3211mRNA 氨酰-tRNA 核糖体126461UAAUAGUGA 13tRNAftRNAitRNAm14.核糖体线粒体叶绿体15.不稳定稳定 16UAAUAGUAAUGARF17.氨基酸tRNA18.甲酰甲硫氨酸甲酰甲硫氨酰-tRNA19.小16SrRNA204 1 21.肽键肽酰-tRNA22.终止因子终止密码子肽基转移酶水解作用2330S50S40S60S 24. SerThr Tyr

二、选择题(单选或多选)

1 B D E   2 B C      3 A D E   4 A E       5 A  6 B7 B   8 B 9 A B E   10 B D    11 B 12 A      13 B 14 C15 A B 16 B C D E       17 B    18A 19 C       20 B      21 A

三、判断题

1×  2×  3  4  5  6× 7×  8  9  10       11×       12

四、简答题

1.答:N-甲酰甲硫氨酸-tRNAfMet-tRNA)是原核细胞的起始氨酰tRNA,能够识别AUGGUG作为翻译起始密码子,与IF-2结合成复合体进入小亚基的P位点。

2.答:肽基转移酶的活性区位于大亚基,邻近肽酰tRNA的氨基酸茎、核糖体P位点和A位点。催化即转移并将多肽链与在A位点的氨酰tRNA氨基基因共价结合是由大亚基rRNA负责。然而,许多大亚基的蛋白质是必需的。

3.答:两个类型的10种氨酰tRNA 合成酶各自对应一种功能性氨酰tRNA 。通过两步反应,特定的氨基酸先通过磷酸化与氨酰AMP结合,然后与相关的tRNA 结合(磷酸二酯键的断裂),这一反应的精确性是mRNA遵循遗传密码进行翻译的基础。

4.①mRNA:蛋白质合成的模板;②tRNA:蛋白质合成的氨基酸运载工具;③核糖体:蛋白质合成的场所;④辅助因子:(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。

5.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。

6(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。

7.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+Mn2+,由ATP供能,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

8.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,mRNA30S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mRNA5’3’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UAAUAGUGA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。

9.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tRNAmRNA的识别,mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子的相互识别,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。

10(1)起始因子不同:原核为IF-1IF-2IF-2,真核起始因子达十几种。

(2)起始氨酰-tRNA不同: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30S50S两种亚基,真核为80S核糖体,分40S60S两种亚基

11.原核细胞:70S核糖体由30S50S两个亚基组成;真核细胞:80S核糖体由40S60S两个亚基组成。利用放射性同位素标记法,通过核糖体的分离证明之。

12. 提示:(1)在正常肽段的第一个Val的密码GUAG后插入了一个C (2) 正常肽段的核苷酸序列为:AUG GUA UGC GU… CG…;突变体肽段的核苷酸序列为:AUG GCU AUG CGU

13.原核生物与真核生物的翻译比较如下:仅述真核生物的,原核生物与此相反。

1.起始Met不需甲酰化;(2.SD序列,但需要一个扫描过程;(3.tRNA先于mRNA与核糖体小亚基结合;(4.起始因子比较多;(5.只一个终止释放因子。

14.答:在AT含量高的生物中密码子的第三位突变漂移倾向于较高A+T含量,而在GC含量高的生物中则倾向于较高的G+C含量。外源DNA的重组似乎与此相似。基因组间密码子使用与不同的tRNA种类丰度有关,倾向于翻译效率高和准确性高的特定密码子。

15.答:通过以下影响核糖体加工的方法可以抑制翻译:①阻碍起始因子三级结构的形成;②用反义RNAmRNA结合形成双链结构抑制RNA翻译;③选择性地封闭30S亚基的P位点与A位点;④引入错义抑制;⑤抑制30S50S亚基的装配;⑥抑制转肽反应;⑦抑制核糖体的转位;⑧抑制核糖体的解离。

16.答:Met-Phe-Gln-Ser-Thr-Gly-Pro-Lys

1Met-Phe-Gln-Arg-Thr-Gly-Pro-Lys

2Met-Phe-Gln终止;

3Met-Phe-Gln终止;

17.答:可能掺入的氨基酸及相对频率如下:

  密码       氨基酸    频率      

  AAA

AAG  Lys  3×3×3=27

3×3×3=27 =36/61

  AGA       Arg  3×3×3=27      =9/61

  GAA

GAG  Glu  1×3×3=9

1×3×1=3   =12/61

  GGA

GGG Gly  1×3×1=3

1×1×1=1   =4/61

                总数=61 

18.答:由于大多数的移码突变都会产生一个相同的链终止密码。

19.答:改变了tRNA虽然携带丙氨酸,但仍然具有半胱氨酸的反密码子,能对poly(UG) 中的半胱氨酸的密码子作出反应。因为poly(UG)不能正常地刺激通过丙氨酰-tRNA来掺入丙氨酸,所以对应每个密码子所掺入的氨基酸就必须依赖于tRNA的反密码子,而不是它们所携带的氨基酸。