《基因控制蛋白質(zhì)的合成》常見問題解答[文檔資料]

基因控制蛋白質(zhì)的合成常見問題解答 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 基因控制蛋白質(zhì)的合成是遺傳的分子基礎(chǔ)這章的教學(xué)重點(diǎn)，也是教學(xué)難點(diǎn) .筆者在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)這一節(jié)的時(shí)候有很多常見問題，有些是教學(xué)盲點(diǎn)，有些是認(rèn)識(shí)誤區(qū) .通過查閱參考資料，現(xiàn)將這些問題整理如下，以供大家在教學(xué)過程中參考 . 1.“DNA 復(fù)制的模板是 DNA 的兩條鏈，轉(zhuǎn)錄的模板是DNA 片段的一條鏈 ” ，為什么要強(qiáng)調(diào) “ 片段 ” ？ 轉(zhuǎn)錄是基因表達(dá)的第一步，因?yàn)?基因的選擇性表達(dá)，轉(zhuǎn)錄與 DNA 復(fù)制的一個(gè)顯著差別是轉(zhuǎn)錄只發(fā)生在 DNA 分子上特定的區(qū)域 .對于一個(gè) DNA 分子而言，并不是所有的序列都會(huì)轉(zhuǎn)錄，有的序列從來不會(huì)轉(zhuǎn)錄，而能轉(zhuǎn)錄的序列也不是始終都在轉(zhuǎn)錄 .理解了這一點(diǎn)，容易得出例 1 的答案為 A. 例 1 人胰島 B 細(xì)胞能產(chǎn)生胰島素，胰島 A 細(xì)胞能產(chǎn)生胰高血糖素，推測這兩種細(xì)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.基因在轉(zhuǎn)錄時(shí)，兩 條鏈都可以作為模板嗎？ 很多學(xué)生都有 “DNA 兩條鏈分別作為轉(zhuǎn)錄模板時(shí)表達(dá)產(chǎn)物不同 ” 的擔(dān)憂，事實(shí)上 DNA 并非兩條鏈都會(huì)轉(zhuǎn)錄 .某些基因以 DNA 的一條鏈為模板，而其他基因以另一條鏈為模板 .對某一個(gè)特定的基因來說，雙螺旋 DNA 分子上作為模板的那一條鏈稱為模板鏈，又名無意義鏈；與模板鏈互補(bǔ)的那一條鏈稱為編碼鏈，又名有意義鏈 . 3.DNA 復(fù)制需要引物，轉(zhuǎn)錄需要引物嗎？ DNA 聚合酶具有 3 -外切酶活性，所以 DNA 復(fù)制不能從頭合成，只能在事先合成好的引物上進(jìn)行鏈的延伸，作為引物的主要是短 RNA.如果在體外進(jìn)行 DNA 復(fù)制，就需要使用人工合成的 DNA 作為引物； RNA 聚合酶沒有 3 -外切酶活性，所以轉(zhuǎn)錄不需要引物 . 4.細(xì)胞經(jīng)過轉(zhuǎn)錄得到 mRNA，如何得到 rRNA 和 tRNA？ 細(xì)胞主要含有 3 種 RNA，即 rRNA， tRNA 和 mRNA，除此以外，還含有其他一些小 RNA，如真核細(xì)胞內(nèi)的微 RNA，snRNA 和 7SLRNA.一個(gè)特定的細(xì)胞在特定的條件下所轉(zhuǎn)錄的所有 RNA 構(gòu)成這個(gè)細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組 .轉(zhuǎn)錄組中所有的 RNA 分子都能與基因組 DNA 進(jìn)行雜交，這表明它們都是以 DNA 為模板轉(zhuǎn)錄而來的 .典型的真核 生物的核基因組含有成簇排列的幾百個(gè)拷貝的 rRNA 基因和成百上千個(gè) tRNA 基因 . 5.mRNA 作為模板，翻譯得到一個(gè)多肽后會(huì)立即被分解嗎？ 轉(zhuǎn)錄得到的一個(gè) mRNA 分子上可以同時(shí)結(jié)合幾個(gè)核糖體，這種結(jié)構(gòu)可以在電子顯微鏡下觀測到，這種多聚核糖體可以提高翻譯的效率 .那么， mRNA 是不是持續(xù)作為翻譯模板，源源不斷地合成表達(dá)產(chǎn)物呢？答案是否定的 .基因表達(dá)在許多水平上被調(diào)控，其中一個(gè)重要因素是細(xì)胞中的 mRNA 的濃度，mRNA 的濃度依賴于其合成速度和降解速度 .mRNA 的降解保證細(xì)胞不會(huì)繼續(xù)合成已不再需要 的蛋白 .在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)， mRNA 的降解幾乎在轉(zhuǎn)錄完成后就開始了；真核細(xì)胞中 mRNA 降解的速度變化很大，如基因產(chǎn)物只是短期需要的，其半衰期可能為幾分或幾秒，相反，如果基因產(chǎn)物是細(xì)胞長期需要的，其mRNA 可能穩(wěn)定地存在幾代細(xì)胞中 . 6.核糖體如何與 mRNA 結(jié)合？ 核糖體的結(jié)構(gòu)和功能在進(jìn)化上是高度保守的，它之所以能作為翻譯的場所，是因?yàn)楹卸鄠€(gè)功能部位 .主要包括位于大亞基的： A 部位 氨酰 tRNA 的結(jié)合部位； P 部位 肽酰 tRNA 以及起始氨酰 -tRNA 的結(jié)合部位； E 部位 空載tRNA 臨時(shí)結(jié)合并 離開核糖體的部位；位于小亞基的 mRNA 結(jié)合部位等（如圖 1）， rRNA3端的序列對于識(shí)別 mRNA5 端的起始密碼子極為重要 .核糖體的形成是一個(gè)自組裝過程，先由rRNA 和核糖體蛋白組裝成大小兩個(gè)亞基 .在翻譯的時(shí)候，再由兩個(gè)亞基先后結(jié)合到 mRNA 分子上，締合成一個(gè)完整的核糖體 .這種締合是可逆的，在翻譯結(jié)束以后，核糖體又解離成大小亞基 . 7.不同種的 tRNA，區(qū)別僅在反密碼子的三個(gè)堿基嗎？ tRNA 是把核酸 “ 語言 ” 翻譯為蛋白 “ 語言 ” 的適配器，其分子相對較小，通常由 6095 個(gè)核苷酸構(gòu)成單鏈線性分子，但是在分子內(nèi)部形成大量的 G-C 堿基對，從而以發(fā)夾方式折疊成相似的三葉草結(jié)構(gòu)（圖 2） .上邊是氨基酸臂，下邊是反密碼子臂，右邊突出的臂稱為胸腺嘧啶 -假尿嘧啶 -胞嘧啶臂，左邊突出的莖環(huán)結(jié)構(gòu)稱為二氫嘧啶臂 .tRNA 的氨基酸壁和反密碼子臂對適配器功能來說是至關(guān)重要的 .課本 tRNA模式圖為了突現(xiàn)和密碼子互補(bǔ)配對的反密碼子而只顯示反密碼子的三個(gè)堿基，導(dǎo)致有部分學(xué)生誤認(rèn)為 tRNA 只含有三個(gè)堿基；另外，實(shí)際上 tRNA 上的堿基不止 A、 U、 C、 G 四種，常見的修飾堿基包括胸腺嘧啶、假尿嘧啶（ ）、二氫尿嘧啶（ D）和次黃嘌呤（ I）等 .故 tRNA 之間的區(qū)別并不僅僅在于三個(gè)堿基 . 8.為什么一種 tRNA 只能攜帶一種氨基酸？ 氨基酸在參入到多肽鏈之前，首先必須被活化 .通過活化，氨基酸分子上的（阿爾法） -羧基連接到同源的 tRNA 分子的 3 端，形成氨酰 -tRNA.氨酰 tRNA 合成酶是根據(jù) tRNA 的個(gè)性來識(shí)別正確的 tRNA，而對正確的氨基酸的選擇依賴于酶能有效識(shí)別不同氨基酸分子在 R 基團(tuán)上的差異 .有兩種手段可用來防止生成誤載的氨酰 -tRNA：一是酶活性中心優(yōu)先結(jié)合正確的同源氨基酸，體積比同源氨基酸大的因?yàn)闊o法進(jìn)入活性中心首 先被排除；二是通過酶的校對中心對錯(cuò)誤的非同源氨基酸進(jìn)行編輯，大小合適的誤載的氨酰 -tRNA 在校對中心被水解 “ 出局 ”. 這兩種機(jī)制合起來稱為 “ 雙篩 ” 機(jī)制 . 9.如何根據(jù)反密碼子正確書寫對應(yīng)的密碼子？ 例 1（ 2010 年江蘇高考題）圖中甘氨酸的密碼子是，鐵蛋白基因中