分子细胞生物学
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2023年2月18日发(作者：水箱清洗)分子生物学(上)
1细胞学说的奠基人是谁？
德国植物学家Schleiden和德国动物学家Schwann，证明动植物差不多上由细胞组成。
2英国科学家Griffith证明了什么?
肺炎链球菌感染实验证明了DNA是遗传物质
3Hershy和Chase通过噬菌体侵染细菌实验证明了什么?
分别用15S和32P标记噬菌体蛋白质外壳和核酸，感染未百哦机细菌，观看子代是否有标
记。证实噬菌体DNA侵染细菌的实验流程，证明侵染过程中发挥作用的是DNA不是蛋白质〔遗
传物质是DNA而非蛋白质〕。
41965年Jacob和Monod提出了什么重要理论?
提出并证实了操纵子作为调剂细菌细胞代谢的分子机制〔与Iwoff分享了诺贝尔生理医
学奖〕，同时首次提出存在一种与染色体脱氧核糖核酸序列互补，能将编码在染色体DNA上
的遗传信息带到蛋白质合成场所〔细胞质〕并翻译产生蛋白质的信使核糖核酸，即mRNA分
子。
5Crick和Watson什么缘故获得了诺贝尔生理学奖?
在1953年提出DNA的反向平行双螺旋模型。〔与通过X射线衍射证实该结构的Wilkins
共享诺贝尔生理医学奖。
6Sanger和Gilbert发明了什么技术?
DNA序列分析法〔双螺旋测序〕
7谁发明了〝DNA体外扩增技术〞?
PCR，美国科学家Mullis
8分子生物学的三大支柱学科是什么?
1、cytology(细胞学)：生物体由细胞组成
所有组织的最差不多单元——形状相似，高度分化的细胞。
细胞的发生与形成是生物界普遍和永久的规律。
由此延伸出的MolecularCellBiology〔分子细胞生物学〕，细胞的化学组成，细胞器
结构，细胞骨架，生物大分子在细胞中的定为及功能为分子生物学提供基础。
2、Genetics〔遗传学〕：由此延伸的分子遗传学研究了基因结构/复制/表达/重组/突变。
3、Biochemistry〔生物化学〕：分离、纯化、鉴定细胞内含物质的目标。
NucleicAcidChemistryProteinChemistry
9染色体的差不多组成成分有哪些?
差不多组政成分：DNA、组蛋白、非组蛋白、少量RNA
〔1〕DNA：不重复序列、中度重复序列、高度重复序列〔卫星DNA〕
〔2〕组蛋白：富含Arg、Lys碱性AA，带正电荷，与DNA带负电荷磷酸基团相互作用。四
种：H1、H2A、H2B、H3及H4。特点：①进化上极端保守〔H3、H4>H2A、H2B>H1②无组织特
异性〔极少不含H1而含H5③肽链上AA分布不对称④修饰作用：甲基化、乙酰化、磷酸化、
ADP核糖基化、H3、H4作用普遍。⑤H5富含Lys，有种特异性，与H1无明显血缘关系。
〔3〕非组蛋白：序列特异性DNA结合蛋白，包括酶类、骨架蛋白、核孔复合物蛋白及肌动
蛋白、肌球蛋白、微管蛋白、原肌蛋白等。①HMG蛋白②DNA结合蛋白③A24非组蛋白，它
们也可能是染色质的结构成份。
核小体：200个左右碱基对的DNA与四种组蛋白结合而成。
〔1〕H2A、H2B、H3、H4各两个组成八聚体，为核心DNA。
〔2〕146BP的DNA在外1.75圈。
〔3〕H1于核心颗粒外20bp处。
〔4〕两个相邻核小体以0～80bpDNA连接〔物种间有差异〕。
10〝C值悖理〞的定义及差不多含义是什么?
c值通常是指一种生物单倍体基因组DNA的总量。
C值悖理：又叫c值反常现象，指真核细胞基因的最大特点是含有大量的重复序列，而且功
能DNA序列大多被不编码蛋白质的非功能DNA所隔开。
真核生物中DNA含量的反常现象。
内容：1、真核生物中C值随生物进化而增加，高等>低等。
2、实验证明，两栖动物>哺乳动物，而且两栖中C值相差专门大。
3、由上推断，许多DNA不编码蛋白质，无生理功能。
11原核细胞DNA的差不多特点是什么?
1、结构简练
绝大部分用于编码蛋白质，只有专门少的一部分不转录，与真核DNA的冗余不同，且不
转录DNA序列通常是操纵基因表达序列〔终止信号，DNA聚合酶结合位点等〕。
2、存在转录单元
多顺反子：原核生物DNA序列中功能相关的DNA和蛋白质基因，往往丛集在基因组的一
个或几个特定的部位，形成功能单位或转录单元，它们可能被一起转录为含多个mRNA的分
子，那么多顺反子mRNA，其DNA学列确实是多顺反子。
原核生物中可存在数个多顺反子及其他如操纵子〔〕转录功能单位。
3、有重叠基因：有些DNA可编码两种蛋白质，即为重叠基因。
〔1〕一个基因完全在另一个基因里面；
〔2〕部分重叠；
〔3〕两个基因只有一个碱基对重叠。
以上可用于说明原核生物基因组虽小，但却能够独立完成整个生命活动的缘故〔从DNA上
说〕。
12DNA三种构型的异同及其要紧存在方式.
通常情形下DNA二级结构分成两大类，右手螺旋有A－DNA和B—DNA，左手螺旋有Z－
DNA。DNA的水溶液通常为B－DNA，另外A－T丰富的DNA片段常出现B－DNA。DNA的双链中
一条被相应的RNA所取代，就会形成A－DNA。如，在杂交分子或DNA处于转录状态时。B－
DNA中的多聚G－C区易形成左手螺旋DNA，即Z－DNA。
其中B－DNA是最常见的DNA构象，而A－DNA和Z－DNA看起来不具有生物活性。
不同螺旋形式DNA分子要紧参数比较
双螺旋碱基倾角/〔º〕碱基间距/nm螺旋直径/nm每轮碱基数螺旋方向
A-DNA200.262.611右
B-DNA60.342.010右
Z-DNA70.371.812左
º
13半保留复制、半不连续复制的机理，要紧参与的酶与蛋白有哪些？，复制方向如何？
亲代双链DNA分子在DNA聚合酶的作用下，分别以每条单链DNA分子为模板，聚合与
自身碱基能够互补配对的游离的dNTP，合成出两条与亲代DNA分子完全相同的子代DNA分
子的过程。每个子代DNA分子中的一条链来自亲代，DNA另一条链那么是新合成的，这种复
制的方式称为半保留复制。要紧参与反应的酶有DNA解旋酶，DNA聚合酶，DNA连接酶，DNA
拓扑异构酶。DNA的复制是由固定的起始点开始的，一样把生物体的复制单位称为复制子。
一个复制子只含一个复制起点。通常细菌，病毒和线粒体的DNA分子差不多上作为单个复制
子完成复制的，而真核生物基因组能够同时存在多个复制起点上进行双向复制。
半不连续复制：DNA分子的两条链是反向平行的，一条链为5’3’，一条链为3’5’，
但所有DNA聚合酶方向都为5’3’，这就无法确实是DNA两条链如何同时进行复制。日本
学者冈崎〔1968〕提出半不连续复制模型，那么认为3’5’端走向的新链是复制时先合
成较短的DNA片断，再由这些5’3’走向的小片段连接而成，那么每个复制叉中前导链
为连续复制，后滞链是反方向的不连续复制。
参加的酶和蛋白：
解旋、解链：TopⅠ：解负超螺旋〔W蛋白〕无需能量
TopⅡ：使双链同时断裂，连接，需ATP。
DNA解链酶：解开双链，需ATP，滞后链模板5’3’，Rep蛋白：沿前导链模
板3’5’。
单链结合蛋白：SSB蛋白：稳固单链，阻止复性，包袱单链不被降解，不起解
链作用。
复制的引发：
前导链：合成RNA引物，后滞链：引发体n、n’、n’’、DnaB、C、I。
引发酶：Primase，与6种蛋白质组成引发体，与RNApolyase引发后滞链的引物RNA。
RNA聚合酶：合成DNA引物。
复制的延伸：
DNA聚合酶Ⅰ：1、5’3’聚合酶活性；
2、3’5’核酸外切酶活性，既可合成又可降解DNA，保证复制准确性；
3、5’3’外切酶功能，水解5’末端，去除5’端RNA引物。
DNA聚合酶Ⅱ：1、5’3’聚合酶，活性低；
2、3’5’外切酶，要紧起修复作用。
DNA聚合酶Ⅲ：7种不同亚单位9个亚基，生物活性形式为二聚体；
1、5’3’聚合酶，活力较强，要紧酶；
2、3’5’外切酶。
复制的终止：
RNA水解酶，DNApolyaseⅠ降解RNA引物，并由DNA聚合酶Ⅰ补齐缺口。
DNA连接酶：将两个冈崎片断连起来。
复制的方向：以双向等速方式为主
复制叉：复制时，双链DNA需解开成两股链分别进行，因此复制起点呈叉子形式。
复制子：一样把生物体的复制单位称为复制子，一个复制单位只含一个复制起点。
1、单起点、单方向：腺病毒
2、单起点、双方向；细菌、病毒、线粒体〔T7大肠杆菌〕
3、多起点、双方向：真核细胞，大多原核生物。
14环状DNA双链复制有几种类型？
线性：双向复制时复制叉呈〝眼〞型。
环状：1、θ型：起点OriC，DNA解旋松开，形成两个相反复制叉。
2、滚环型：单向复制的专门方式，DNA被专一切割，形成自由5’端被从环中置换出
来并被单链DNA结合蛋白覆盖，使3’-OH端绕DNA环延伸。
3、D-loop：单向复制的专门方式〔动物线粒体中先发觉〕，双链在固定点解开复制，
但两条链的合成高度不对称，互补链游离单环〔D-loop〕。
15复制起始位点的特点是什么？
复制时，双链DNA要解开成两股链分别进行，因此，那个复制起点出现叉子的形式，被
称为复制叉。对一个生物体基因组而言，复制起点是固定的，表现为固定的序列，并识别参
与复制起始的专门蛋白质。
APolymeraseI,II,III性质的比较P47
ⅠⅡⅢ
3’5’外切＋＋＋
5’3’外切＋－－
新生链合成－－＋
生物学活性10.0515
结构基因polApolBpolC
1、都需要模板指导，以dNTP作为底物，且需要3’－OH的引物链，聚合反应方向为5’3’。
2、都有3’5’外切活性，起核对作用。
3、Ⅰ有Ⅱ、Ⅲ无5’3’外切活性。
4、Ⅰ为单一多肽链，Ⅱ、Ⅲ为亚基酶。
17线性DNA5’端的复制如何?其生物学意义如何?
线性DNA复制中的RNA引物被切除后，留下5’端部分单链DNA，不能为DNA聚合酶所
作用，使子链短于母链。T4和T7噬菌体DNA通过其末端的简并性使不同链的3’端因互补
而结合，其缺口被聚合酶作用填满，再通过DNA连接酶作用生成二联体。那个过程可重复进
行直到生成原长20多倍的多联体，并由噬菌体DNA编码的核酸酶特异切割形成单位长度的
DNA分子。
18DNA的修复有哪几类?
1、切除修复：
〔1〕碱基切除：在糖苷水解酶等一系列酶的作用下，将受损部位产生的AP位点核苷酸在内
的DNA小片段切除，由DNApolyaseI以另一条完整链为模板合成新片断，
由DNA连接酶连接新链的过程。
〔2〕核苷酸切除：核苷酸发生损害后，由DNA切割酶在已损害的核苷酸3’、5’分别切开
磷酸糖苷键，移去小片断后由DNApolyaseI合成新片断，并由DNA连接
酶完成修复中的最后一道工序。
2、错配修复：Dam甲基化酶可使DNA5’的GATC序列中腺苷酸－N6位甲基化。一旦复制起始。
母链就会在开始复制前几秒至及分钟内部被甲基化，只要两条DNA碱基显现
错配，修复系统会〝储存母链，修正子链〞，使子链中错配碱基被切除修复。
3、直截了当修复：把被损害的碱基回复到原先的状态，并不需要切除碱基或核苷酸，光复
活作用:DNA光解酶。
O6－甲基鸟嘌呤脱甲基化的甲基化转移酶G－T错配单链断裂修复
4、重组修复：复制后修复，机体细胞能够对再复制起始时尚未修复的DNA损害部位能够先
复制再修复。
5、易错修复和SOS应急反应：生物体为保细胞存活，受损部位既使显现不配对碱基也照样
复制，显现高突变率。
19描述复合转座子的结构特点,转座的遗传效应表现在哪几个方面?P54
转座子：存在于染色体DNA上，可自主复制和位移的差不多单位。
转座：一个转座子由基因组的一个位置转移到另一个位置的过程。
结构和分类：
1、插入序列〔IS〕：不含任何宿主基因，本身不具表形效应，只有转座到某一基因邻近或插
入某一基因内部后，引起失活或极性效应才可判定其存在。
结构：〔1〕专门小的DNA片断，1kb。
〔2〕末端有倒置重复序列。
〔3〕转座时往往宿主靶位点一小段DNA形成IS两端的正向重复序列。
〔4〕除IS1外，所有IS序列只有一个开放读码框。
2复合转座因子：一类带有某些抗药性基因〔或其他宿主基因〕的转座子。
结构：功能基因两翼往往是两个相同或高度同源的IS序列。〔说明IS序列插入到某个功能
基因两端时可能产生复合转座子〕。
*转座能力由IS序列决定和调剂。
TnA家族：有3个基因，其中一个编码β－内酰胺酶，另两个是转座作用必须的。
遗传效应：
〔1〕插入突变：假设位于某操纵子之前，可能极性突变，失活。
〔2〕残生新基因。
〔3〕产生染色体畸变：假设复制性转座发生在原有位点邻近时，导致两个拷贝同源重组，
引起DNA缺失或倒位。
〔4〕引起生物进化：可使原先相距甚远的基因组合倒一起，构建成一个操纵子单元，也可
能产生新功能蛋白。
20转录的起始序列是什么?它的要紧结构特点。
原核：－10TATA区，－35TTGACA区，启动区范畴较小。
真核：－25～－35TATA区，－70～－80CAAT区，调控区较大，还拥有GC区和增强子区。
21真核生物转录的要紧成分有哪些？P66
DNA模板，游离的核糖核酸，含σ因子的RNA聚合酶，转录调控因子。真核生物RNA聚合酶
不能直截了当识别基因的启动区，因此需要一些被称为转录调控因子的辅助蛋白按特定顺序
结合在启动子上，RNA聚合酶才与之结合成复杂的前起始复合物。
22RNA聚合酶全酶与核心酶的组成成分及其作用是什么？要紧区别？
以DNA为指导的RNA聚合酶：
〔1〕以4种核糖核苷三磷酸NTP作为底物，DNA为模板，Mn2+/Mg2+辅助因子。
〔2〕不需要任何引物。
〔3〕是转录过程种最重要的酶，但无校对功能。
核心酶：〔原核〕2个α、β、β’、ω亚基组成。
全酶：核心酶加上一个σ亚基，只有σ存在时，转录起始才进行，σ亚基为起始亚基。〔启
动子选择和转录的起始〕
α：核心酶组装，启动子识别，参与RNApolyase和部分调剂因子相互作用。
β、β’：共同组成RNA聚合酶反应中心，与真核的两个大亚基有同源性。
ω：功能未知。
σ：是酶的别构效应物，提高RNA聚合酶对启动子DNA亲和力，专一性识别模板上的启动子；
不同σ因子识别不同启动子。
区别：核心酶无起始聚合酶活性，只能使已开始转录的RNA延长。
关于转录的几个概念
编码链：有意义链，与mRNA序列相同的DNA链。
模板链：反义链，依照碱基互补原那么指导mRNA合成的DNA链。
mRNA：编码特定蛋白质序列的信使RNA。
tRNA：能特异性解读mRNA种的遗传信息。将其转化成相应AA后加入肽链的转移RNA。
rRNA：直截了当参与核糖体中蛋白质合成的核糖体RNA。
启动子：5’确保转录精确而有效地起始的序列。〔有转录起始特异性〕
转录单元：从启动子开始至终止子终止的DNA序列。
转录起点：指与新生DNA链上第一个核苷酸相对应的DNA链上的碱基。〔通常为嘌呤〕
23真核细胞中三类RNA聚合酶的转录产物的定位及其对-鹅膏蕈碱的敏锐性。P69
酶细胞内定位转录产物相对活性敏锐程度
DNApolyaseⅠ核仁rRNA50～70％－
DNApolyaseⅡ核质hnRNA20～40％＋
DNApolyaseⅢ核质tRNA≈10％存在物种特异
1、三种聚合酶中有两个行对分子量超过1×105的大亚基；
2、同种生物3类聚合酶有〝共享〞小亚基的倾向。
3、线粒体和叶绿体RNA聚合酶活性不受α－鹅膏蕈碱所抑制。
24试述转录的差不多过程。P66
模板识别：RNA聚合酶与启动子区相互结合。转录起始前，启动子邻近的DNA双链会分开形
成转录泡，促使底物NTP，与模板DNA配对。
转录起始：RNA上第二个核苷酸键的产生。转录起始后直到形成9个核苷酸短链使通过启动
子时期，转录开始进入正常的延伸时期。
转录的延伸：RNA聚合酶离开启动子，沿DNA链移动，DNA双链连续解开，新生RNA链以DNA
为模板不断在3’端延长，在接连区形成DNA-RNA杂合物。在解链区后面，DFNA模板链与原
先配对的非模板链重新结合成双螺旋。
转录终止：延伸到终止位点时，RNApolyase不再形成新的磷酸二酯键，RNA-DNA杂合物分离，
转录泡瓦解，DNA复原双链，RNA被开释。
25何谓增强子其作用机制和特点是什么？
增强子：能强化转录起始的序列为增强子或强化子。
机理：可能通过阻碍染色质DNA－蛋白质结构或改变超螺旋的密度而改变模板的整体结构，
从而使得RNA聚合酶更容易与模板结合，起始基因转录。
特点：1、72bp，起始位点约200bp处。
2、保留或将之插在DNA任何部分，都能保持基因的正常转录。
26真核生物的启动子区的要紧结构特点是什么？各部分的作用如何？
〔原核生物：－10bpTATA区－35bpTTGACA区〕
真核生物：－25～30bpTATA区，－70～－78bpCAAT区，GC区上游启动子原件UPE或上游激
活序列UAS
TATA区：使转录精确地开始，提供结合位点。
CAAT区：操纵转录起始的频率，差不多不参加起始位点的确定。
GC区同上
27原核生物与真核生物mRNA的特点要紧表现在什么地点？
单顺反子：只编码一个蛋白质的mRNA称为单顺反子。
多顺反子：编码多个蛋白质的mRNA。
原核真核
1、mRNA半衰期短，细菌的转录和翻译是紧密
相连的，一旦转录开始，核糖体就结合到
mRNA5’端启动蛋白结合，当一个mRNA5’开
始降解时，3’可能仍在合成或被翻译。
1、5’端存在〝帽子〞结构，一样以为是GTP
与原mDNA5’ATP，GTP缩合反应物。mRNA帽
子常被甲基化；帽子结构可能使mRNA免受核
酸酶破坏。
2、以多顺反子形式存在，关于第一个顺反子
来说，一旦mRNA5’被合成，翻译起始位点即
可与核糖体相结合，而后面几个顺反子翻译
的起始就会受上游顺反子结构的调控。mRNA
可分为：①编码区②位于AUG之前5’端上游
非编码区③终止密码之后不翻译的3’端下游
非编码区。
2、具有poly〔A〕尾巴〔绝大多数〕，使mRNA
由细胞核进入细胞质所必需的形式，大大提
高了mRNA在细胞质中的稳固性。
3、原核mRNA5’端无帽子结构，3’端无poly(A)
或只有较短的poly(A)
3、几乎差不多上单顺反子，通过RNA聚合酶
Ⅱ
进行转录。
4、常以AUG，有时以GUG，UUG作为起始密码
子。
4、相对分子量较大的前体RNA显现在核内，
只有成熟的，相对分子量明显变小并通过化
学修饰的mRNA才进入胞质。
5、永久以AUG作为起始。
28DNA甲基化状态可能调剂DNA复制的机理如何？P250
DNA甲基化能引起染色质结构、DNA构象、DNA稳固性及DNA与蛋白质相互作用方式的
改变，从而操纵基因表达。DNA甲基化要紧形成5－甲基胞嘧啶〔5－mC〕和少量的N6－甲基
腺嘌呤〔N6－mA〕及7－甲基鸟嘌呤〔7－mG〕。在真核生物中，5－甲基胞嘧啶要紧显现在
CpG序列、CpXpG、CCA/TGG和GATC中。
DNA甲基化抑制基因转录的机理：
DNA甲基化导致某些区域DNA构象变化，从而阻碍了蛋白质与DNA的相互作用，抑制了
转录因子与启动区DNA的结合效率。研究说明，当组蛋白H1与含CCGG序列的甲基化或非甲
基化DNA分别形成复合体时，DNA的构型存在着专门大的差别，甲基化达到一定程度时会发
生从常规的B-DNA向Z-DNA的过渡。由于Z-DNA结构收缩，螺旋加深，使许多蛋白质因子赖
以结合的元件缩入大沟而不利于基因转录的起始。
5－甲基胞嘧啶在DNA上并不是随机分布的，基因的5’端和3’端往往富含甲基化位
点，而启动区DNA分子上的甲基化密度与基因转录受抑制的程度紧密相关。关于弱启动子来
说，稀少的甲基化就能使其完全失去转录活性。当这一类启动子被增强时〔带有增强子〕，
既使不去甲基化也能够复原其转录活性。假设进一步提高甲基化密度，即使增强后的启动子
仍无转录活性。因为甲基化对转录的抑制强度与MeCP1结合DNA的能力成正相关，甲基化
CpG的密度和启动子强度之间的平稳决定了该启动子是否具有转录活性。
DNA的甲基化还提高了该位点的突变频率。真核生物中5－mC要紧显现在5’－CpG－3’
序列中，5－mC脱氨后生成的胸腺嘧啶，不易被识别和矫正。因此，特定部位的5－mC脱氨
反应，将在DNA分子中引入可遗传的转化〔C－T〕，假设位点突变发生在DNA功能区域，就
可能造成基因表达的紊乱。由于CpG甲基化增加了胞嘧啶残基突变的可能性，5－mC也作为
内源性诱变剂或致癌因子调剂基因表达。
29DNA转录终止的机制是什么？
终止子：能提供转录终止信号的DNA序列。
终止因子：协助RNA聚合酶识别终止信号的蛋白因子。
1、不依靠ρ因子的终止
终止位点上游一样存在一个富含GC碱基的二重对称区，转录产生的RNA易形成发卡结构；
终止位点前有一端由4～8个A组成的序列，转录产物的3’端的寡聚U。
新生DNA中的发卡结构会导致RNA聚合酶的暂停，破坏RNA-DNA杂合链5’端的正常结
构；寡聚U使杂合链的3’部分显现不稳固rU•da区域。两者共同作用使RNA从三元复合物
中解离出来。
终止效率与二重对称序列和寡聚U的长短有关。
2、依靠ρ因子的终止
无GC二重对称序列及寡聚U
ρ因子使一个相对分子量2.0×105六聚体蛋白，是一种NTP水解酶。RNA合成起始后，
ρ因子即附着在新生的RNA链上，靠ATP水解能量，沿5’3’朝RNA聚合酶移动，到达
RNA的3’－OH端后取代了暂停在终点位上的RNA聚合酶，使之从模板DNA开释nRNA，完成
转录。
30RNA的I、Ⅱ内含子的剪切机制是什么？它与mRNA内含子剪切作用机制有什么不同？
P91-92
mRNA前体中要紧〔GU-AG类〕和次要〔AU-AC类〕内含子的剪接方式不同的是Ⅰ、Ⅱ类
内含子，因为带有这些内含子的RNA本身具有催化活性，能进行内含子的自我剪接。
Ⅰ型：1、鸟苷或鸟苷酸的3’－OH作为亲核基团攻击内含子5’端磷酸二酯键，从上游切
开DNA链；
2、再由上游外显子〔第一个〕的自由3’－OH作为亲核基团攻击内含子3’核苷酸的磷酸
二酯键，使内含子被完全切开〔不发生水解，无需供能〕；
3、上下游两个外显子通过新的磷酸二酯键相连。
Ⅱ型：1、内含子本身的某个腺苷酸2’－OH作为亲核基团攻击5’端的磷酸二酯键，从上
游切开RNA链后形成套索状结构；
2、再由上游外显子的自由3’－OH作为亲核基团攻击内含子3’位核苷酸上的磷酸二酯键，
使内含子被完全切开；
3、上下游两个外显子通过新的磷酸二酯键相连。
mRNA：许多分子量较小的核内RNA〔U1,U2,U4,U5,U6〕以及与这些RNA结合的核蛋白〔snRNA〕
参与RNA剪接。
1、mRNA链上每个内含子3’，5’分别与不同snRNP相结合，形成RNA-RNP复合物；
2、一样，由U1snRNA以碱基互补的方式识别mRNA前体5’剪接点，由结合再3’剪接点上
游富含嘧啶区的U2AF识别3’剪接点并引导U2snRNP与分支点相结合，形成剪接体，并进
一步与U4,U5,U6snRNP三聚体相结合，形成60s剪接体，进行RNA前体分子剪接。
保守序列GU-AG,AU-AC次要
区别：Ⅰ、Ⅱ型剪接本身具有催化功能，属于核酸催化，Ⅰ类需游离鸟苷或鸟苷酸启动，Ⅱ
类无需，mRNA剪接属于蛋白催化。
31RNA剪切、修饰和编辑的差不多过程。
RNA的剪切：
许多相对分子质量较小〔106～185bp〕的核内RNA〔如U1,U2,U4,U5和U6〕以及与这些
RNA相结合的核蛋白〔snRNP〕参与RNA的剪接。mRNA链上每个内含子的5’和3’端分别与
不同的snRNP相结合，形成RNA和RNP复合物。一样情形下，由U1snoRNA以碱基互补的方
式识别mRNA前体5’剪接点，由结合在3’剪接点上游富嘧啶区的U2AF识别3’剪接点并
引导U2snRNP与分支点相结合，形成60S的剪接体，进行RNA前体分子的剪接。哺乳动物细
胞中mRNA前体上的snRNP是从5’向下游〝扫描〞，选择在分支点富嘧啶区3’下游的第一
个AG作为剪接的3’受点。AG前一位核苷酸能够阻碍剪接效率，一样来说，CAG=UAG>AAG>GAG。
假如mRNA前体上同时存在几个AG，可能发生剪接竞争。
在高等真核生物中，内含子通常是有序或组成性地从mRNA前体中被剪接，然而，在个
体发育或细胞分化时能够有选择性地越过某些外显子或某个剪接点进行变为剪接，产生组织
或发育时期特异性mRNA，称为内含子的变位剪接。
与前面所述的mRNA前体中要紧和次要内含子的剪接方式不同的是Ⅰ、Ⅱ类内含子，因
为带有这些内含子的RNA本身具有催化活性，能进行内含子的自我剪接。
RNA的编辑：
RNA的编辑是某些RNA，专门是mRNA的一种加工方式，它导致了DNA所编辑的遗传信息
的改变，因为通过编辑的mRNA序列发生了不同于模板DNA的变化。哺乳动物载脂蛋白mRNA
的编辑是广泛研究的典型例子，载脂蛋白基因编码区共有4563个密码子，在所有组织中其
DNA序列都相同。在肝脏中，该基因转录产生完整的mRNA并被翻译成有4563个氨基酸的全
长蛋白质，相对分子质量位5.1×105。在肠中合成的却是只包含有2153个密码子的mRNA，
翻译产生相对分子质量为2.5×105的蛋白质。该蛋白事实上是全长载脂蛋白的N端，它是
一个在序列上除了第2153位密码子从CAA突变为UAA之外完全与肝脏mRNA相同的核酸分子
所编码的，C→U突变使编码谷氨酰胺的密码子变成了终止密码子。
RNA的编辑尽管不是专门普遍，在真核生物中也时有发生，说明RNA的编辑可能时充分
发挥生理功能所必须的。
除单碱基突变之外，RNA编辑的另一种形式是尿苷酸的缺失和添加。
RNA的修饰：有些RNA，专门是前体rRNA和tRNA，还可能有特异性化学修饰。
〔1〕甲基化在核苷酸的碱基或核糖基上加一个或多以个－CH3。
〔2〕去氨基化从碱基上去掉氨基。
〔3〕硫代用硫取代碱基分子上的氧。
〔4〕碱基的同分异构化碱基环结构上发生分子替代。
〔5〕二价键的饱和化把一个二价键饱和。
〔6〕核苷酸的替代用不常见核苷酸替换常见核苷酸。
32何谓遗传密码的简并性？
总共由64个三联体密码子，除三个终止密码外〔UAA,UAG,UGA〕，其余61个密码子编码
20种AA，因此许多AA不只一个遗传密码，由一种以上密码子编码同一个AA的现象称为简
并。
同一密码子：对应同一AA密码子。
33细胞的通用密码中终止密码是哪几个？起始密码是什么？34线粒体中的终止密码是什
么？
终止：UAA,UGA,UAG
起始：AUG
线粒体终止：AGA,AGG
35〝摆动假说〞如何说明密码子与反密码子的配对原那么。什么缘故有些氨基酸会有三个
以上的密码子？
在密码子与反密码子的配对中，前两对严格遵守碱基配对原那么，第三对碱基由一定的
自由度，能够〝摆动〞，因而使某些tRNA能够识别一个以上的密码子，一个tRNA能够识别
密码子的数量使由反密码子的第一个碱基的性质决定的。A或C只能识别1种，G,U可识别
2种，为某些稀有成份Ⅰ时，可识别3种，假设有几个密码子同时编码一个AA，凡是第一，
二位碱基不同的密码子都对应各自独立的tRNA。
原核生物大约有30－45种tRNA
真核生物大约有50种tRNA。
除了UAA,UGA,UAG三个终止密码外，存在61种密码子编码20种AA，因此有的AA有三
种以上密码子。
36描述tRNA分子的二级结构及其功能。
结构：tRNA的二级结构为三叶草形，由于小片段碱基互补配对，三叶草形tRNA分子上有4
条依照它们的结构或功能命名的手臂：
受体臂，要紧由链两端序列碱基配对形成的杆状结构和3’端末配对的3－4个碱基所
组成，其3’端的最后3个碱基序列永久是CCA，最后一个碱基的3’或2’自由羟基〔－OH〕
能够被胺酰化。
其余手臂均由碱基配对产生的杆状结构和无法配对的套索状结构所组成，TψC臂是依
照3个核苷酸命名的，其中ψ表示拟尿嘧啶，是tRNA分子所拥有的不常见核苷酸。反密码
子臂是依照位于套索中央的三联反密码子命名的。D臂是依照它含有二氢尿嘧啶命名的。
不同的tRNA分子可有74～95个核苷酸不等的二级结构形式。tRNA分子长度的不同要
紧是由其中的两条手臂引起的，在D臂中存在多至3个可变核苷酸位点，包括17：1〔位于
第17和18核苷酸之间〕及20：1、20：2〔位于第20和21核苷酸之间〕。最常见的D臂缺
失这3个核苷酸，而最小的D臂中第17位核苷酸也缺失了。
tRNA分子中最大的变化发生在位于TψC和反密码子臂之间的余外臂上。依照余外臂的
特性，又能够降tRNA分为两大类：第一类tRNA占所有tRNA的75％，只含有一条仅为3～5
个核苷酸的余外臂；第二类tRNA含有一条较大的余外臂，包括杆状结构上的5个核苷酸，
套索结构上的3～11个核苷酸。余外臂的生物学功能尚不清晰。
tRNA的功能：1、为翻译提供接合体；
2、为准确无误将所需AA运送到核糖体上提供了运送载体。
有关功能位点：1、3’端CCA上氨基酸的同意位点；
2、识别氨酰－tRNA合成酶位点；
3、核糖体识别位点；〔能与核糖体P/A位点结合〕
4、反密码子位点。
37氨基酸活化的差不多过程及其活化的场所是什么？
蛋白质合成起始：核糖体大、小亚基，起始tRNA，几十个蛋白因子。
氨基酸再氨酰－tRNA合成酶作用下，能够识别并通过氨基酸的羟基与tRNA3’腺苷酸
核糖基上的3’－OH缩水形成二酯键，生成活化氨基酸－AA-tRNA。研究发觉至少存在20
种以上具有氨基酸专一性的氨酰－tRNA合成酶；同意氨酰－tRNA合成酶有将相同氨基酸加
到两个或更多带有不同反密码子tRNA分子上的功能。
原核生物：1、30S小亚基第一与mRNA结合；
2、再与fMet-tRNAfMet结合；
3、与50S大亚基结合。
真核：40S小亚基——Met-tRNAMet——mRNA——60S大亚基，形成80S•mRNA•Met-tRNAMet复合
物。
起始复合物的生成除了需要GTP提供能量外，还需要Mg2+,NH4+，三个起始因子〔IF-1，IF-2，
IF-3〕。
38什么缘故核糖体能够与mRNA上的SD序列结合？
细菌30S亚基具有专一性的识别和选择mRNA起始点的性质，二IF3能协助该亚基完成
这种选择。30S亚基通过其16SrRNA的3’端与mRNA5’端起始密码子上游碱基配对结合。
几乎所有原核生物mRNA上都有一个5’－AGGAGGU－3’序列即SD序列，那个富嘌呤区与30S
亚基上16SrRNA3’端的富嘧啶区序列5’－GAUCACCUCCUUA－3’相互补，进行识别，关心
从起始AUG处开始翻译。
39蛋白质合成的差不多过程如何？P122
蛋白质的生物合成包括氨基酸活化、肽链的起始、伸长、终止以及新合成多肽链的折叠
和加工。
氨基酸的活化：蛋白质合成的起始需要核糖体大、小亚基，起始tRNA和几十个蛋白因
子的参与，在模板mRNA编码区5’端形成核糖体－mRNA－起始tRNA复合物并将甲酰甲硫氨
酸放入核糖体P位点。氨基酸必须在氨酰—tRNA合成酶的作用下生成活化氨基酸——
AA-tRNA。
原核：七种成份：①30S小亚基②模板mRNA③fMet-tRNAfMet④3个翻译起始因子〔IF-1、IF-2、
IF-3〕⑤GTP⑥50S大亚基⑦Mg2＋
翻译的起始：1、30S小亚基第一与翻译起始因子IF-1，IF-2结合，通过SD序列与mRNA
模板相结合。
2、在IF-2和GTP的关心下，fMet-tRNAfMet进入小亚基的P位，tRNA上的反密码子与
mRNA上的起始密码子配对。
3、带有tRNA,mRNA，3个翻译起始因子的小亚基复合物与50S大亚基结合，GTP水解，
开释翻译起始因子。
真核：与原核生物差不多相同，但存在差异
1、真核mRNA存在m7GpppNp帽子结构，能促进起始反应，核糖体40S起始复合物形成
过程中有帽子结合蛋白，能专一地识别mRNA帽子结构，与mRNA5’端结合生成蛋白质－mRNA
复合物，并利用该复合物对eIF-3的亲和力与含有eIF-3的40S亚基结合。
2、40S亚基能识别起始密码子AUG。40S亚基先结合再mRNA上5’端，然后沿mRNA移
动至遇到AUG发生较为稳固的相互作用〔由于Met-tRNAiMet的反密码子与AUG配对的结果〕，
与60S亚基生成80S起始复合物。
肽链的延伸：生成起始复合物，第一个氨基酸与核糖体结合以后，肽链开始伸长。按照
mRNA模板密码子的排列，氨基酸通过新生肽键的方式被有序地结合上去。肽链延伸由许多
循环组成，每加一个氨基酸确实是一个循环，每个循环包括AA-tRNA与核糖体结合、肽键的
生成和位移。
1、后续AA-tRNA与核糖体结合：起始复合物形成后，第二个AA-tRNA在延伸因子EF-Tu
及GTP作用下，生成AA-tRNA•EF-Tu•GTP复合物，然后结合到核糖体的A位上。
2、肽键的生成：AA-tRNA占A位，fMet-tRNAfMet占P位，在肽基转移酶催化下，A位上
的AA-tRNA转移到P位，与fMet-tRNAfMet上的氨基酸生成肽键，起始tRNA在完成使命后离
开核糖体P位点，A位点预备同意新的AA-tRNA，开始下一轮合成反应。
3、位移：核糖体向mRNA3’端方向移一个密码子，现在，氨基酸与第二个密码子相结
合的二肽基tRNA2从A位进入P位，去氨酰－tRNA被挤入E位，mRNA上的第三位密码子那
么对应于A位。
肽链的终止：肽链的延伸过程中，当终止密码子UAA、UAG或UGA显现在核糖体的A位
时，没有相应的AA-tRNA能与之结合，而开释因子能识别这些密码子并与之结合，水解P
位上多肽链与tRNA之间的二酯键。接着，新生的肽链和tRNA从核糖体上开释，核糖体大、
小亚基解体，蛋白质合成终止。
蛋白质前体的加工：1、N端fMet或Met的切除。不管是原核生物依旧真核生物，N端
的甲硫氨酸往往在多肽链合成完毕之前就被切除。
2、二硫键的形成。mRNA中没有胱氨酸的密码子，而许多蛋白质都含有二硫键，这是蛋
白质合成后通过两个半胱氨酸的氧化作用生成的。
3、特定氨基酸的修饰。氨基酸侧链的修饰作用包括磷酸化、糖基化、甲基化、乙基化、
羟基化和羧基化等。
40原核、真核细胞核糖体大小亚基的差不多组成成分有哪些？
大肠杆菌核糖体小亚基由21中蛋白质组成，分别用S1,……，S21表示，大亚基由36种
蛋白质组成，分别用L1，……，L36表示。真核生物细胞核糖体蛋白质种，大亚基含有49种
蛋白质，小亚基由33种蛋白质，它们的相对分子质量在8×103～4.0×104之间。
41核糖体上存在有哪些位点，各个位点的作用是什么？
mRNA结合部位：
A位：结合或同意AA-tRNA的部位；
P位：肽基转移部位；
结合或同意肽基tRNA的部位；
转肽酶中心：肽键形成的部位；
各种延伸因子的结合位点。
42肽链终止过程中开释因子RF1，RF2和RF3的要紧作用是什么？
RF1能识别UAG和TAA,RF2识别UGA和UAA，一旦RF与终止密码相结合，它们就能诱
导肽基转移酶把一个水分子而不是氨基酸加到延伸中的肽链上。RF3可能与核糖体的解体有
关。
43蛋白质合成的抑制剂有哪些？其要紧作用的特点是什么？
蛋白质生物合成的抑制剂要紧是一些抗生素，如嘌呤霉素、链霉素、四环素、氯霉素、
红霉素等，此外，如5－甲基色氨酸、环己亚胺、白喉毒素、蓖麻蛋白和其他核糖体灭活蛋
白等都能抑制蛋白的合成。
抗生素对蛋白质合成的作用可能是阻止mRNA与核糖体结合〔氯霉素〕，或阻止AA-tRNA
与核糖体结合〔四环素类〕，或干扰AA-tRNA与核糖体结合而产生错读〔链霉素、新霉素、
卡那霉素等〕，或作为竞争性抑制剂抑制蛋白质合成。
链霉素是一种碱性三糖，能干扰fMet-tRNA与核糖体的结合，从而阻止蛋白质合成的正
确起始，也会导致mRNA的错读。假设以多聚〔U〕作模板，那么除苯丙氨酸〔UUU〕外，异
亮氨酸〔AUU〕也会被掺入。
嘌呤霉素是AA-tRNA的结构类似物，能结合在核糖体的A位上，抑制AA-tRNA的进入。
此外，青霉素、四环素和红霉素只与原核细胞核糖体发生作用，从而阻遏原核生物蛋白
质的合成，抑制细菌生长。氯霉素和嘌呤霉素既能与原核细胞核糖体结合，又能与真核生物
核糖体结合，阻碍细胞内蛋白质合成，阻碍细胞生长。
44信号肽有什么特点？
该序列常常位于蛋白质的氨基末端，长度一样在13～36个残基之间，有如下3个特点：
〔1〕一样带有10～15个疏水氨基酸；
〔2〕在靠近该序列N端常常有1个或数个带正电荷的氨基酸；
〔3〕在其C－末端靠近蛋白酶切割位点处常常带有数个极性氨基酸，离切割位点阿最近的
那个氨基酸往往带有专门短的侧链〔丙氨酸或甘氨酸〕。
45试述转运同步机制在蛋白质合成过程中信号肽的作用。
信号肽假说：
蛋白质合成开始于核糖体，当翻译进行到50～70个氨基酸残基后，信号肽从大亚基中
露出，被粗糙内质网膜上受体识别，并与之结合。信号肽过膜后被内质网腔信号肽酶水解，
正在合成的新生肽随之通过蛋白孔道穿越疏水的双层磷脂，一旦核糖体移到mRNA的〝终
止〞密码子，蛋白质合成即告完成，翻译系统解散，膜上的蛋白孔道消逝，核糖体处于自由
状态。
〔1〕完整的信号多肽是保证蛋白质运转的必要条件。信号序列中疏水性氨基酸突变成亲水
性氨基酸后，会阻止蛋白质运转而使新生蛋白质往常体形式积存在胞质中。
〔2〕、仅有完整信号肽还不足以保证蛋白质转运发生。〔要求蛋白质信号序列以外的部分有
相应的结构变化〕
〔3〕信号肽切除并不是运转所必需的。
〔4〕并不是所有的运转蛋白质都有可降解的信号肽。