《生物化学简明教程》第四版杨建雄课后习题答(17)

《生物化学简明教程(第4版)》

层析分离出由各个亚基组成的全酶（holoenzyme），其亚基组成为α2ββ ζ，Mr约为4.65×105。其中的ζ因子易于从全酶上解离，其他的亚基则比较牢固地结合成为核心酶（core enzyme），当ζ因子与核心酶结合成全酶时，即能起始转录，当ζ因子从转录起始复合物中释放后，核心酶沿DNA模板移动并延伸RNA链。可见ζ因子为转录起始所必需，但对转录延伸并不需要。全酶以4种核苷三磷酸为原料，以DNA为模板，在37℃下，以40nt/s的速度从5 →3 合成RNA。一个大肠杆菌约含7000个RNA聚合酶分子，大约2 000～5 000个聚合酶同时催化RNA的合成。

α亚基由rpo A基因编码，为核心酶的组装所必需，需责识别和结合启动子。α亚基在全酶与某些转录因子相互作用时也发挥重要作用。 β和β 亚基分别由基因rpo B和rpo C编码。β亚基是催化部位的主体，研究表明，β亚基有两个结构域，分别负责转录的起始和延伸，β 亚基上结合的两个Zn参与催化过程。β 亚基可能是RNA聚合酶与模板DNA的结合部位。 2+

大肠杆菌的ζ因子由基因rpo D编码，在对启动子识别中起关键作用。ζ因子与核心酶结合后，全酶对启动子特异性结合能力是对其他DNA序列结合能力的107倍。

2．真核细胞中有几种RNA聚合酶？它们各自的主要功能是什么？

解答：真核生物的RNA聚合酶，按照对α-鹅膏蕈碱的敏感性不同进行分类：RNA聚合酶Ⅰ基本不受α-鹅膏蕈碱的抑制，在大于10-3mol/L时才有轻微的抑制。RNA聚合酶Ⅱ对α-鹅膏蕈碱最为敏感，在10-8mol/L以下就会被抑制。RNA聚合酶Ⅲ对α-鹅膏蕈碱的敏感性介于聚合酶Ⅰ和聚合酶Ⅱ之间，在10-5mol/L到10-4mol/L才会有抑制现象。RNA聚合酶Ⅰ存在于核仁中，其功能是合成5.8S rRNA、18 S rRNA和28 S rRNA。RNA聚合酶Ⅱ存在于核质中，其功能是合成mRNA、snRNA。RNA聚合酶Ⅲ也存在于核质中，其功能是合成tRNA和5 S rRNA及转录Alu序列。

3．下面是单链DNA模板的碱基序列，将它与RNA聚合酶、GTP、CTP、UTP和[α-P]ATP混合物一起保温，再用脾磷酸二酯酶水解RNA产物，试问可得到哪些3′-32P标记的NMP？

5′ATCTTCGTATGCATGTCT 3′

解答：根据DNA模板的碱基序列先写出RNA产物的碱基序列，每个A的5 端为p：

5′32pApG32pApC32pApUpGpC32pApU32pApCpG32pA32pApG32pAp U 3′

脾磷酸二酯酶从RNA的5 –末端开始依次水解生成3 –NMP，得到3 –p[GMP]∶3 –p[CMP]∶3 –p[UMP]∶3 –p[AMP]=3∶2∶1∶1。

4．原核生物的启动子和真核生物的三类启动子各有何结构特点？

解答：原核生物的启动子在-10区有一共有序列（consensus sequence）TATAAT，以发现者的名字命名为Pribnow框(Pribnow box)，或被称作-10序列。在-35区还有一个共有序列TTGACA，被称作识别区域，或-35序列。在不同基因的启动子中，这两个共有序列的位置和序列略有区别。对上述共有序列进行化学修饰和定位诱变证明，-35序列与聚合酶对启动子的特异性识别有关，-10区富含A-T对，有利于DNA局部解链，-10区与-35区之间的距离，明显影响转录的效率。

真核生物三类启动子分别起始RNA聚合酶I、II、III的转录。类别I启动子包括核心启动子和上游控制元件两部分，需要UBF1和SL1因子参与作用。类别II启动子包括四类控制元件：基本启动子、起始子、上游元件和应答元件。识别这些元件的反式作用因子有通用转录因子、上游转录因子和可诱导的因子。类别III启动子有两类：上游启动子和基因内启动子，分别由装配因子和起始因子促进转录起始复合物的形成和转录。

5．简要说明原核生物和真核生物转录调控的主要特点

解答：原核生物与真核生物基因转录调控的共同之处主要有两个方面。其一，调控的关键步骤均在转录的起始阶段。其二，DNA上均包括参与转录调控的顺式作用元件，细胞中均含有可以同顺式作用元件相互作用的反式作用因子。

原核生物基因转录调控的特点可归纳为3个方面：① ζ因子决定RNA聚合酶的识别特异性。原核生物只有一种RNA聚合酶，核心酶催化转录的延长，ζ因子识别特异的启动序列，即不同的ζ因子协助启动不同基因的转录。② 操纵子模型的普遍性。除个别基因外，原核生物的绝大多数基因按功能相关性成簇地连续排列在DNA分子上，共同组成一个转录单位即操纵子（operon），如乳糖操纵子等。一个操纵子含一个启动序列及数个编码基因。在同一个启动序列控制下，转录出多顺反子mRNA。③ 阻遏蛋白与阻遏机制的普遍性。在原核生物中特异的阻遏蛋白是控制启动序列活性的重要因素。当阻遏蛋白与操纵基因结合或解离时，结构基因的转录被阻遏或去阻遏。

真核生物基因转录调控的特点可归纳为6个方面：① 真核生物有复杂的染色体结构，染色体结构的变化对基因转录的调控有重要作用。② 与原核生物相比，真核生物有更多种类的顺式作用元件和反式作用因子，基因转录调控的机制更加复杂。③ 原核生物的反式作用因子对基因表达的调控既有正调控，又有负调控，其中负调控的作用较普遍。真核生物的反式作用因子对基因表达的调控主要是正调控，通常需要多个反式作用因子协同作用，使基因表达的调控更加精确。④ 迄今为止，在真核生物中尚未发现操纵子结构，功能相关基因的协调表达比原核生物更加复杂。⑤ 原核生 …… 此处隐藏：508字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……