《生物化学简明教程》第四版杨建雄课后习题答(18)

《生物化学简明教程(第4版)》

解答：第一类内含子的剪接反应需要一个鸟嘌呤核苷或核苷酸辅因子，这一辅因子并不是被作为能源使用，而是直接参与反应的催化。剪接反应是第一步中鸟苷的3 -羟基作为亲核基团，与内含子5 -末端形成一个正常的3 ,5 -磷酸二酯键。这一步中5 外显子的3 -羟基被释放出来，然后作为亲核基团在内含子的3 末端进行同样的反应。导致内含子的切除，及外显子的连接。

第二类内含子的剪接模式与第一类剪接反应的差别，是在第一步中的亲核基团是内含子内部的一个腺苷酸残基的2 -羟基，而不是外源的辅因子。这步反应中产生一种不寻常的分叉套索样中间体。

第三类也是最大的一类内含子，通过同样的套索机制进行剪接。然而，它们的剪接需要特殊的叫做剪接体（spliceosome）的RNA-蛋白复合物发挥作用。

在一些tRNA中发现的第四类内含子与第一、二类不同，它们的剪接需要ATP提供能量，由内切核酸酶水解内含子两端的磷酸二酯键，两个外显子随即被连接起来，连接反应与DNA连接酶的连接机制相同。

7．设计一个实验确定体内基因转录时，RNA链延伸的平均速率，即每一条RNA链每分钟掺入的核苷酸数目。

解答：用放射性标记的NTP脉冲标记细胞，然后杀死细胞，提取其RNA，再使用弱碱水解。RNA链延伸的平均速率可通过水解物中被标记核苷酸的量除以脉冲标记的时间计算得出。

8．为什么野生型的大肠杆菌细胞内得不到rRNA基因的初级转录物？

解答：大肠杆菌rRNA后加工并非绝对发生在转录以后，一些后加工反应在转录还没有完成的时候就已开始，其中包括某些剪切反应，因此在野生型的大肠杆菌细胞内，等转录结束以后得到的并不是原始的初级转录产物。只有当大肠杆菌某些参加后加工的酶有缺陷时，才有可能得到真正的初级转录物。

9．HIV的什么性质使得研制艾滋病的疫苗非常困难？

解答：HIV是一种逆转录病毒，负责逆转录病毒RNA复制的逆转录酶没有校对功能，这使得该病毒的基因突变率比DNA病毒要高许多，作为疫苗靶子的抗原基因更容易突变，这就增加了额外的难度。

10．如果一种突变菌株合成的ζ因子与核心酶不易解离，对RNA合成可能产生什么影响？

解答：RNA聚合酶全酶与DNA模板的结合比核心酶紧密得多。RNA合成起始之后，突变的ζ因子不能及时解离，极大地降低了RNA聚合酶沿模板移动的速度。因此该突变株的RNA合成比野生型慢得多。

11．一个正在旺盛生长的大肠杆菌细胞内约含15 000个核糖体。① 如果rRNA前体的基因共含有5000对核苷酸残基，若转录反应从5′–NMP和ATP开始，生成这么多rRNA共需消耗多少分子ATP？② 如果这些能量由葡萄糖的有氧氧化提供，共需消耗多少分子葡萄糖？

解答：① 15 000×5000×2=1.5×108个ATP分子；

② （1.5×108）/32=4.69×106个葡萄糖分子。

12．鸡卵清蛋白基因为7700 bp，经转录后加工从前体分子中剪去内含子，拼接成1872 nt的成熟mRNA，其中卵清蛋白的编码序列含1164 nt(包括一个终止密码子)。如果戴帽和内部修饰消耗的能量忽略不计，计算从转录出mRNA前体到最后加工成一个成熟的卵清蛋白mRNA(假定3′端还有200个腺苷酸残基组成的尾巴)需要消耗多少分子ATP？

解答：从卵白蛋清基因转录出的前体mRNA应含7700个核苷酸残基，另外有200个腺苷酸残基组成的尾巴，因为dNMP + 2ATP → dNTP + 2ADP，所以每掺入一个残基相当于消耗两分子ATP。如果戴帽和内部修饰消耗的能量忽略不计，这个基因转录和加工共需消耗的ATP数为：（7700 + 200）× 2 = 1.58 × 104个ATP分子。

13．与DNA聚合酶不同，RNA聚合酶没有校正活性，试解释为什么RNA聚合酶缺少校正功能对细胞并无很大害处。

解答：RNA聚合酶缺少校正活性，从而使转录错误率远远高于DNA复制的错误率，但是因为从一个基因合成的RNA的绝大多数的拷贝是正常的，错误的RNA分子将不可能影响到细胞的生存。就mRNA分子来说，按照含有错误的mRNA翻译的错误的蛋白质数量只占所合成蛋白总数的很小百分比。另外，在转录过程中生成的错误可以很快去除，因为大多数的mRNA分子的半衰期很短。

14．自我拼接反应和RNA作为催化剂的反应之间的区别是什么？

解答：四膜虫的rRNA的初始转录产物经过一个自剪切反应失去了它的间插序列。因为在这一反应中转录物被永久的修饰了，因此它不是一个真正的催化剂。核糖核酸酶P的RNA组分能够切割tRNA前体分子，并且在反应结束时仍旧保持不变，因而它称得上是一个真正的催化剂。

15．DNA和RNA各有几种合成方式，各由什么酶催化新链的合成？

解答：① DNA → DNA， 其中DNA半不连续复制需要DNA聚合酶III、DNA聚合酶I和DNA连接酶；DNA修复合成需要DNA聚合酶I、DNA连接酶。② RNA → DNA，需要逆转录酶。③ RNA合成包括：DNA → RNA，需要RNA聚合酶；RNA → RNA，需要RNA复制酶； RNA → DNA → RNA需要RNA转录酶和RNA聚合酶。

15 蛋白质的生物合成

1．一个编码蛋白质的基因，由于插入一段4个核苷酸序列而被破坏的功能，是否可被一个核苷酸的缺失所恢复？解释原因。

解答：一个编码蛋白质的基因，如果插入4个核苷酸序列，就会发生移码突变，即从插入处开始 …… 此处隐藏：269字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……