第八章 翻译.docx

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第八章翻译

第8章翻译

一、填空题

1．氨酰tRNA合成酶可使每个氨基酸和它相对应tRNA分子相耦联形成一个氨酰tRNA分子。

2．核糖体包括两个tRNA分子的结合位点：

肽酰tRNA结合区，即P位点，紧密结合与多肽链延伸属端连接的tRNA分子；氨酰tRNA结合区，即A位点，结合带有一个氨基酸的tRNA分子。

3．肽酰转移酶催化肽键的形成，一般认为这个催化反应是由核糖体大亚基上的rRNA分子介导的。

4．释放因子蛋白与核糖体上A位点的终止密码结合，导致肽基转移酶水解连接新生多肽与tRNA分子的化学键。

5．任何mRNA序列能以三种可读框的形式被翻译，而且一种都对应一种完全不同的多肽链。

6．蛋白质合成的起始过程很复杂，包括一系列被起始因子催化的步骤。

7．在所有细胞中，都有一种特别的起始tRNA识别起始密码子AUG，它携带一种特别的氨基酸，即甲硫氨酸，作为蛋白质合成的起始氨基酸。

8．核糖体沿着mRNA前进，它需要另一个延伸因子EF-G，这一步需要GTP的水解。

当核糖体遇到终止密码（UAG、UGA、UAA）的时候，延长作用结束，核糖体和新合成的多肽被释放出来。

翻译的最后一步被称为终止，并且需要一套释放因子。

9．氨酰tRNA合成酶“补充”tRNA分子，而肽酰转移酶催化肽链的合成。

10．假定摆动假说是正确的，那么最少需要32种tRNA来翻译61种氨基酸密码子。

11．胶原蛋白通过在不同的脯氨酸残基上添加羟基基团而被化学修饰。

这个反应是由两种酶催化的，它们是脯氨酰-3-羟基化酶和脯氨酰-4-羟基化酶。

其他的一些蛋白质被则叫作蛋白激酶磷酸化。

蛋白质添加寡聚糖的过程叫作糖基化作用，而添加脂肪酸链则叫作酰基化作用。

O-寡聚糖是一种同丝氨酸或苏氨酸残基上氧连接的寡聚糖，而N-寡聚糖是通过与天冬酰胺上的氮原子连接而成。

N-寡聚糖又是从同一种叫作常醇脂的前体寡聚糖衍生而来。

12．阿黑皮素原是多聚蛋白被切割以后可以产生很多活性蛋白质的一个例子。

如骨髓灰质炎病毒之类的RNA病毒也能合成类似的结构物。

蛋白质水解过程也涉及细胞外毒素的活性，如蜜蜂的布鲁菌素和动物激素的活性，如胰岛素和胰高血糖素。

二、选择题（单选或多选）

1．氨酰tRNA分子同核糖体结合需要下列哪些蛋白质因子参与？

（B、D、E）

A．EF-G

B．EF-Tu

C．EF-Ts

D．eIF-2

E．EF-1

2．在真核生物细胞中，翻译的哪一个阶段需要GTP？

（B、C）

A．mRNA的5′端区的二级结构解旋B．起始tRNA同核糖体的结合

C．在延伸的过程中，tRNA同核糖体的结合D．核糖体的解体

E．5′帽子结构的识别

3．下列关于原核生物转录的叙述中正确的是（A、D、E）。

A．核糖体的小亚基能直接同mRNA作用

B．IF-2与含GDP的复合物的起始tRNA结合

C．细菌蛋白质的合成不需要ATP

D．细菌所有蛋白质的第一个氨基酸是修饰过程的甲硫氨酸

E．多肽链的第一个肽键的合成不需要EF-G

4．下面关于真核生物翻译的叙述中正确的是（A、E）。

A．起始因子eIF只有同GTP形成复合物才起作用

B．终止密码子与细菌的不同

C．白喉毒素使EF-1ADP-核糖酰化

D．真核生物蛋白质的第一个氨基酸是修饰过程的甲硫氨酸，在蛋白质全盛完成之后，它马上被切除

E．真核生物的核糖体含有两个tRNA分子的结合位点

5．下列叙述不正确的是（A）。

A．共有20个不同的密码子代表遗传密码

B．色氨酸和甲硫氨酸都只有一个密码子

C．每个核苷酸三联体编码一个氨基酸

D．不同的密码子可能编码同一个氨基酸

E．密码子的第三位具有可变性

6．起始因子IF-3的功能是（B）。

A．如果同40S亚基结合，将促进40S与60S亚基的结合

B．如果同30S亚基结合，将促进30S与50S亚基的结合

C．如果同30S亚基结合，促进30S亚基的16SrRNA与mRNA的SD序列相互作用

D．指导起始tRNA进入30S亚基中与mRNA结合的P位点

E．激活核糖体的GTP酶，以催化与亚基相连的GTP的水解

7．真核起始因子eIF-3的作用是（B）。

A．帮助形成亚基起始复合物（eIF-3、GTP、Met-tRNA、40S）

B．帮助亚基起始复合物（三元复合物、40S）与mRNA5′端的结合

C．若与40S亚基结合，防止40S与60S亚基的结合

D．与mRNA5′端帽子结构相结合以解开二级结构

E．激活核糖体GTP酶，使亚基结合可在GTP水解时结合，同时释放eIF-2

8．核糖体的E位点是（B）。

A．真核mRNA加工位点B．tRNA离开原核生物核糖体的位点

C．核糖体中受EcoRI限制的位点D．电化学电势驱动转运的位点

9．下列关于核糖体肽酰转移酶活性的叙述正确的是（A、B、E）。

A．肽酰转移酶的活性存在于核糖体大亚基中（50S或60S）

B．它帮助多肽链的C端从肽酰tRNA转到A位点上氨酰tRNA的N端

C．通过氨酰tRNA的脱乙酰作用，帮助氨酰tRNA的N端从A位点移至P位点中肽酰tRNA的C端

D．它水解GTP以促进核糖体的转位

E．它将肽酰tRNA去酰基

10．核糖体肽链的合成因（B、D）而终止。

A．可读框内编码C端氨基酸的密码子

B．可读框内存在不对应氨酰tRNA的密码子

C．浓度太低工缺少特定的氨酰tRNA

D．释放因子（RF）的GTP依赖性作用，防止A位点中终止密码子与氨酰tRNA的错配结合

E．末端氨酰转移酶的活性，这个酶蛋白通过将一个赖氨酸或精氨酸残基加到新生多肽C端将肽酰tRNA脱乙酰化

11．下列复合物中哪些不是起始反应的产物？

（B）

A．GTP+Pi

B．ATP+Pi

C．装配好的核糖体

D．起始因子

E．多肽

12．反密码子中哪个碱基对参与了密码子的简并性（摇摆性）？

（A）

A．第一个

B．第二个

C．第三个

D．第一个与第二个

E．第二个与第三个

13．GAUC四个碱基中，在密码子的第三位上缺乏特异性的是（B）。

A．G

B．A

C．U

D．C

E．它们通常都有独特的含义

14．“同工tRNA”是（C）。

A．识别同义mRNA密码子（具有第三碱基简并性）的多个tRNA

B．识别相同密码子的多个TrnaC．代表相同氨基酸的多个tRNA

D．由相同的氨酰tRNA合成酶识别的多个tRNA

E．多种识别终止密码子并导致读的tRNA

15．氨酰tRNA合成酶催化tRNA负载的氨基酸是否正确，由（E）来判断。

A．化学校正（非相关的氨酰腺苷酸被水被）

B．动力学校正（非相关氨酰腺苷酸迅速解体）

C．tRNAD环中的特征序列

D．氨基酸乙酰化反应的特异性

E．氨酰tRNA合成后能否能进入核糖体A位点

16．氨酰tRNA合成的数量由（A、B）。

A．存在的tRNA的数量所决定B．可翻译的mRNA密码子的数量所决定

C．由所用的氨基酸数量所决定D．各个物种的种类所决定

17．下列有助于抑制功能的是（B、C、D、E）。

A．使用tRNA类似物，如嘌呤霉素B．在tRNA修饰酶的结构基因中引入点突变

C．在氨酰tRNA合成酶结构基因引入点突变

D．提高tRNA阻抑物的竞争效率（如与释放因子和正确的tRNA的竞争力）

E．在编码tRNA的基因的反密码子区中引入点突变

18．密码子反密码子间的相互作用构成了翻译准确度的一个薄弱点，在体内它受以下因素控制（B）。

A．tRNA与A位点结合时，对大亚基蛋白质的选择性

B．核糖体依赖于密码子侧翼序列产生的不同前进速度

C．延伸因子与糖体A、P位点相互作用的特异性

D．tRNA与A位点结合时，对小亚基蛋白质的选择性

E．释放因子与tRNA的竞争

19．以下哪些不是遗传密码的特征？

（A）

A．密码子与氨基酸的数量相同

B．密码子几乎在任一物种中都通用

C．一些氨基酸由多个密码子编码

D．密码子是简并的

20．Yanofsky通过研究（）中（）的生物合成机制，破解遗传密码。

（C）

A．沙门杆菌，亮氨酸

B．肺炎克氏杆菌，苯丙氨酸

C．大肠杆菌，色氨酸

D．塞氏杆菌，甘氨酸

21．细菌核糖体由（）及（）亚基组成。

（B）

A．20S，40S

B．30S，50S

C．40S，60S

D．50S，70S

E．

F．

22．反密码子的化学性质属于（A）分子。

A．tRNA

B．mRNA

C．rRNA

D．DNA

15．正常情况下，同乙酰化蛋白质氨基末端的甘氨酸相连的脂肪酸是（D）。

A．软脂酸

B．油酸

C．十四酸盐（肉豆蔻酸盐）

D．乙酰基

E．以上都对

16．在阿黑皮素原中被识别和切割的氨基酸残基是（C）。

A．赖氨酸和精氨酸B．谷氨酰胺和甘氨酸

C．赖氨酸和天冬氨酰胺D．天冬酰胺和赖氨酸

E．A和B，其中A是丙氨酸、天冬氨酸或甘氨酸，B是丙氨酸或脯氨酸

三、判断题

1．在tRNA分子中普遍存在的修饰核苷酸是在掺入tRNA转录物结合前由标准核苷酸共价修饰而来。

（错误）

2．如果tRNATyr的反密码子发生单个碱基变化且成为丝氨酸的反密码子，这种tRNA被加入到无细胞系统，所得的蛋白质在原来应为丝氨酸的位置都变成了酪氨酸。

（错误）（单个碱基转变后，tRNATyr识别两个丝氨酸密码子，UCU/C）

3．在肽链延伸的过程中，加入下一个氨基酸比加入氨酰tRNA更能激活每个氨酰tRNA间的连接。

（正确）

4．摇摆碱基位于密码子的第三位和反密码子的第一位。

（正确）

5．核糖体小亚基最基本的功能是连接mRNA与tRNA，大亚基则催化肽键的形成。

（正确）

6．蛋白质合成时，每加入一个氨基酸要水解4个高能磷酸键（4个/密码子），所消耗的总能量比起DNA转录（每加入一个核苷酸用两个高能磷酸键，6个/密码子）要少。

（错误）

7．因为AUG是蛋白质合成的起始密码子，所以甲硫氨酸只存在于蛋白质的N端。

（错误）

8．通过延缓负载tRNA与核糖体结合以及它进一步应用于蛋白质合成的时间，可使与不适当碱基配对的tRNA离开核糖体，提高蛋白质合成的可靠性。

（正确）

9．延伸因子eFF-1α帮助氨酰tRNA进入A位点依赖于ATP内一个高能键的断裂。

（错误）

10．三种RNA必须相互作用以起始及维持蛋白质的合成。

（正确）

11．G-U碱基负责fMet-tRNA对GUG的识别。

（错误）

12．无义密码子同等于终止密码子。

（正确）

四、简答题

1．N-甲酰甲硫氨酸-tRNA的功能是什么？

答：

N-甲酰甲硫氨酸-tRNA（fMet-tRNA）是原核细胞的起始氨酰tRNA，能够识别AUG和GUG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．解释核糖体肽基转移反应。

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．简述真核细胞中翻译终止的过程。

答：

由于氨酰tRNA上没有反密码子能够与三个终止密码子互补配对，因此翻译终止。

终止并需要tRNA的协助，此时没有氨基酸能够连接到位于P位点的肽酰tRNA上。

释放因子（eRF）有助于终止的发生，可能使tRNA上的氨基酸C端不需要转肽基和脱酰基而发生转位。

新生肽直接从P位点离开核糖体并进入细胞质（细胞质核糖体）或进入转位酶通道（内质网核糖体）。

4．真核与原核核糖体的主要区别是什么？

答：

真核细胞80S核糖体中核糖体蛋白和rRNA数量和体积比原核细胞70S核糖体的大，其体积约为原核的2倍。

真核细胞的大小亚基（即40S和60S）均比原核细胞的大（原核细胞为30S和50S）。

在两种细胞的核糖体中，rRNA占了绝大部分体积，原核细胞的RNA含量则比真核细胞高。

原核细胞核糖体有E位点便于脱酰tRNA的离开。

5．简述真核与原核细胞中翻译起始的主要区别。

答：

原核细胞与真核细胞翻译起始的主要区别是来自mRNA的本质差异以及小亚基与mRNA起始密码上游区结合的能力。

原核细胞mRNA较不稳定，而且是多顺反子，在IF-3介导下，通过16SrRNA的3′端在核糖体结合位点与小亚基直接结合后，原核细胞翻译起始复合物（IF-3、30S、mRNA、IF-2、GTP、fMet-tRNA）就装配起来了。

而在真核细胞中，需要几种起始因子（eIf-4、4A、4B）帮助mRNA启动，起始复合物（SIC、40S亚基、eIF-2、GTP、Met、tRNA）才能结合（在eIF-4和eIF-3因子的促使下）到mRNA帽子上。

一旦结合，SIC开始向mRNA下游区搜索，直至找到第一个AUG密码子。

6．氨酰tRNA合成酶的功能是什么？

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。

7．有两个系统发育上十分接近的物种，它们染色体中的（G+C）%含量不同，A株（G+C）含量为55%而B株是68%。

同源及异源转化/重组实验表明：

来自（G+C）%低的DNA易于转化入（G+C）%高的生物体/基因组中，反之则不然。

请说明原因。

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。

8．根据翻译过程所涉及的各个步骤，设计出至少6种抑制翻译的方案。

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RNA与mRNA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30S与50S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。

9．根据遗传密码字典，将mRNA序列5′-AUGUUCCAGACCACGGGCCCUAAA-3′翻译成多肽，假定翻译从5′端的AUG开始。

如果

（1）C改成G；

（2）C改成A；

（3）C被缺失。

答：

Met-Phe-Gln-Ser-Thr-Gly-Pro-Lys。

（1）Met-Phe-Gln-Arg-Thr-Gly-Pro-Lys；

（2）Met-Phe-Gln终止；

（3）Met-Phe-Gln终止；

10．在大肠杆菌的一个无细胞蛋白质合成系统中，耗尽内源mRNA后与poly（AG）的随机多聚体共温育，其中A:

G=3:

1。

预测何种氨基酸能够掺入到多肽中，以及它们的相对掺入频率。

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

11．为什么说翻译后氨基酸的化学修饰与蛋白质总体构象的形成有关？

答：

蛋白质总体构象取决于不同氨基酸之间氢键和疏水键形成的能力，以及侧链和其他基团对空间结构的影响，这些因素都与翻译后的加工有关。

12．说明氨基酸残基的磷酸化怎样调节蛋白质的活性？

答：

磷酸基团的添加常常会激活或失活酶。

这两种情况在糖原的代谢控制中都能看到。

磷酸基团同糖原磷酸化酶激酶结合后将酶由无活性转变为活性状态。

相反，糖原合成酶被磷酸化后失活。

13．比较并指出O-连接和N-连接合成途径的异同。

答：

主要差别是：

O-连接的侧链是直接在多肽上合成，聚糖逐步合成。

N-连接的聚糖产生于前体寡聚糖，这种前体寡聚糖是在一种叫作长醇的不饱和脂上合成的，然后N-聚糖被转给多肽。

14．为什么大多数移码突变导致多肽链的提前终止？

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。

15．在一个外蛋白质翻译系统中，poly（UC）可被翻译成由Phe和Cye组成的蛋白质，但其中没有Ala。

1962年Chapeville用拉内镍（Raneynickel）处理携带Cys的tRNA，削弱了Cys与Ala的连接，当这种被改变的氨酰tRNA用于体外系统中时，Ala能掺入蛋白质中，解释该结果的重要性。

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。

16．列出各种tRNA所有相同的反应及个别tRNA的特有反应。

答

（1）相同反应：

与核糖体结合；除了起始tRNA以外，其他均与延长因子相互作用。

（2）特殊反应：

起始氨酰tRNA的甲基化作用；起始氨酰tRNA同起始因子的相互作用；密码子与反密码子的碱基配对；由氨酰tRNA合成酶催化氨酰化。

17．起始tRNA具有哪些两种与其他tRNA不同的特性？

答：

（1）带有一个甲酰化的氨基酸（N-甲酰甲硫氨酸）。

（2）它是惟一一种同30S核糖体亚基-mRNA复合物内的密码子（AUG）起反应的tRNA。

18．区别tRNA和mRNA在翻译中的作用。

答：

mRNA是氨基酸装配成多肽的模板。

tRNA一方面是识别特异氨基酸的接头分子，另一方面又可以识别特异的mRNA密码子。

答：

19．氨基酸分子如何与正确的tRNA分子连接？

答：

对于每一种氨基酸都有一种特殊的氨酰tRNA合成酶，这种酶可以识别自己的氨基酸和相应的空载tRNA。

在ATP存在的情况下，它把氨基酸的羧基同tRNA3′端的CCA连接起来。