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文檔簡(jiǎn)介
1、L7 1.gene family:基因(jyn)家族。它是指生物(shngw)基因組中存在的許多(xdu)來源相同,結(jié)構(gòu)相似、功能相關(guān)的一組基因。其成員可以成簇排列在一起或散布在不同染色體上(或兼而有之)。2.Alu family:Alu家族,又稱Alu序列。是一種長(zhǎng)度約為300 bp的DNA序列,因其第170位置附近都有AGCT這樣的限制性內(nèi)切酶Alu識(shí)別位點(diǎn),可被限制性內(nèi)切酶Alu所切割(AGCT)而得名。Alu族序列成員眾多,在基因組中重復(fù)百萬(wàn)次以上,且廣泛散布在非重復(fù)序列之間。3.Satellite DNA:衛(wèi)星DNA。是位于真核細(xì)胞染色體中,由許多相同或相關(guān)的短小重復(fù)序列高度串聯(lián)重復(fù)
2、而成的DNA序列區(qū)。它主要存在于染色體的著絲粒部位,通常不被轉(zhuǎn)錄。因其堿基組成中GC含量少,與染色體其他部分DNA相比具有不同的浮力密度,在氯化銫密度梯度離心后呈現(xiàn)與大多數(shù)DNA有差別的“衛(wèi)星”帶而得名。Minisatellite:小衛(wèi)星DNA。是一種存在于真核生物基因組DNA中比衛(wèi)星DNA短的串聯(lián)重復(fù)序列,重復(fù)序列單位長(zhǎng)度在10-100bp 之間, 且在其重復(fù)單元之間并不存在間隔序列。Microsatellite:微衛(wèi)星DNA。它是存在于真核基因組DNA中的一種具有比小衛(wèi)星DNA更短重復(fù)單元(24bp)的衛(wèi)星DNA,重復(fù)序列單位長(zhǎng)度小于10 bp(一般是2-5,最多為6) ,例如真核生物染色
3、體末端的端粒就是一種微衛(wèi)星DNA。STR:短串聯(lián)重復(fù)序列(short tandem repeat,STR),又稱微衛(wèi)星DNA(microsatellite DNA)。VNTR:(Variable number of tandem repeat),即數(shù)目可變的串聯(lián)重復(fù)序列,又稱小衛(wèi)星DNA (Minisatellite DNA)。4.globin:珠蛋白。是具有攜帶氧能力的蛋白質(zhì)。如血紅蛋白、肌紅蛋白、神經(jīng)珠蛋白、胞紅蛋白等。5.To illustrate the developmental control via example. (via globin)通過珠蛋白闡述發(fā)育控制?血紅蛋白是脊椎
4、動(dòng)物紅血球的主要成分,其功能是運(yùn)送氧氣和二氧化碳。每個(gè)血紅蛋白分子由兩兩相同的四個(gè)亞基和四個(gè)血紅素組成。不含血紅素的血紅蛋白稱為珠蛋白。所有的珠蛋白亞基的基因都有十分相似的結(jié)構(gòu)。在個(gè)體發(fā)育的不同階段,血紅蛋白的亞基組成是不同的,這些不同的亞基都是由各自的基因編碼的。在成體細(xì)胞中,珠蛋白四聚體由兩條相同的鏈和鏈構(gòu)成,而胚胎血細(xì)胞包含的珠蛋白四聚體與成體中的形式不同,其每個(gè)四聚體包含兩條相同的類和類珠蛋白鏈,每一條都與成體中的肽鏈相關(guān),并在稍后被其取代。即隨著連續(xù)的不同基因的開關(guān),在不同時(shí)期不同的基因產(chǎn)物會(huì)執(zhí)行相同的功能。胚胎和成體血紅蛋白的具體關(guān)系因不同的有機(jī)體而不同。人類中這條基因的發(fā)展經(jīng)歷了
5、三個(gè)階段:胚胎、胎兒和成人。胚胎和成體基因的差別在哺乳動(dòng)物類是相同的,但成體前的基因數(shù)目是有變化的。在人類中,兩個(gè)類鏈為和,而、為類鏈,這些鏈?zhǔn)窃诓煌陌l(fā)育階段表達(dá)的。6.Unequal crossing-over can result in what results?不等交換導(dǎo)致什么樣的結(jié)果?不等交換使基因簇發(fā)生重排?;蚪M中存在序列相似的一簇基因時(shí),其中非等位基因的錯(cuò)配可以造成不等交換,它在一條重組染色體上形成缺失,而在另一條染色體上形成相應(yīng)的重復(fù)序列。不等交換可以改變基因數(shù)目。如果一條染色體上的基因1與另一條染色體上的基因2配對(duì),則其他基因拷貝就無法配對(duì)。錯(cuò)配基因間的重組就產(chǎn)生了一條有單
6、一(重組)基因拷貝的染色體和一條有三份基因拷貝(包括兩條來自親本的和一條來自重組的)的染色體。例如,地中海貧血是由于-珠蛋白基因或-珠蛋白基因上發(fā)生了某些降低或阻止其表達(dá)的突變而造成的。珠蛋白基因簇中發(fā)生不等交換的現(xiàn)象就是通過地中海貧血病的某些特征發(fā)現(xiàn)的。 7.Buoyant density:浮力密度。它是指通過(tnggu)用氯化銫(CsCl)等密度梯度離心法所求的高分子物質(zhì)(wzh)的密度,離心中DNA可以在與其密度相對(duì)應(yīng)的位置(wi zhi)上形成條帶。雙鏈體DNA的浮力密度由其G-C含量決定,當(dāng)序列之間G-C含量差異超過5時(shí),就能夠用密度梯度離心分離出來。8.cryptic satel
7、lite DNA:隱性衛(wèi)星DNA。它是指在密度梯度離心中形成的,由許多具有特殊離心行為的串聯(lián)重復(fù)序列構(gòu)成,不能與分離的峰分開的、依然與DNA主帶混在一起的衛(wèi)星DNA。 9.DNA fingerprinting:DNA指紋分析技術(shù)。它是使用限制性內(nèi)切酶切割每個(gè)個(gè)體的、含有短重復(fù)序列的區(qū)域后所產(chǎn)生的片段,通過分析這些片段的異同從而得到個(gè)體間的遺傳關(guān)系。因?yàn)檫@些片段對(duì)于每個(gè)個(gè)體都是唯一的,任何兩個(gè)個(gè)體之間所存在的這樣的特殊片段可以用來定義他們之間的遺傳關(guān)系(如親子關(guān)系)。該技術(shù)的基礎(chǔ)是子代個(gè)體有50%的條帶來自特定的親本一方,它可利用重復(fù)序列單位數(shù)目的變化鑒定個(gè)體間的遺傳關(guān)系。L81what is
8、5-FU?How does 5-FU affect the DNA synthesis2. The “adapter” is transfer RNA (tRNA),why.為什么說轉(zhuǎn)運(yùn)RNA (tRNA)是“適配器”?mRNA 中的每個(gè)核苷酸三聯(lián)體代表一個(gè)氨基酸。由于核苷酸三聯(lián)體與氨基酸的結(jié)構(gòu)不同,這很快產(chǎn)生了這樣一個(gè)問題,即每個(gè)三聯(lián)體密碼子是如何與特定的氨基酸對(duì)應(yīng)的。其中的 “適配器”是tRNA,它有兩個(gè)關(guān)鍵性質(zhì):它代表唯一的氨基酸,并與其共價(jià)相連。它包含了一個(gè)三核苷酸序列,即反密碼子( anticodon ),它與代表氨基酸的密碼子是互補(bǔ)的。反密碼子使tRNA 能夠通過堿基互補(bǔ)配對(duì)原則識(shí)
9、別密碼子。這是由tRNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)所決定的,它的二級(jí)結(jié)構(gòu)是三葉草型,由氨基酸接受臂、反密碼子環(huán)、D環(huán)、TC環(huán)和額外環(huán)組成。其中氨基酸接受臂由7對(duì)堿基組成,富含鳥嘌呤,末端為CCA,可以接受活化的氨基酸。反密碼子環(huán),它與代表氨基酸的密碼子是互補(bǔ)的,反密碼子使tRNA能夠通過堿基互補(bǔ)配對(duì)原則識(shí)別密碼子。其他的結(jié)構(gòu)環(huán)上含有稀有的核苷酸,有利于tRNA對(duì)不同氨基酸的識(shí)別。tRNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)是倒L型結(jié)構(gòu),接受臂與反密碼子環(huán)存在于三級(jí)結(jié)構(gòu)的兩末端,使其執(zhí)行功能的位點(diǎn)最大限度的分開,有利于行使其轉(zhuǎn)運(yùn)功能。3. 比較三種RNA的結(jié)構(gòu)及功能。DNA在RNA聚合酶的作用下轉(zhuǎn)錄出的三種主要的RNA是mRNA、rRN
10、A、tRNA。mRNA是信使RNA,DNA中的遺傳信息通過它翻譯到了蛋白質(zhì)中,mRNA一般為單鏈狀,在原核生物中它不需要加工修飾,轉(zhuǎn)錄后就可以直接用于蛋白質(zhì)翻譯,一般轉(zhuǎn)錄翻譯同時(shí)進(jìn)行。一條mRNA上通常會(huì)翻譯多種蛋白質(zhì),常會(huì)有許多核糖體聚集在mRNA上,形成多聚核糖體。原核生物mRNA壽命較短。真核生物中,轉(zhuǎn)錄的前體mRNA要經(jīng)過5端形成帽子結(jié)構(gòu)、3端加上poly(A)尾巴、拼接除去內(nèi)含子、鏈內(nèi)核苷酸被甲基化等一系列加工修飾才能用于翻譯。真核生物mRNA壽命較長(zhǎng),一般一條mRNA只翻譯一種蛋白質(zhì)。rRNA是核糖體RNA,它組成了核糖體兩個(gè)大小亞基,在真核生物核糖體中40S小亞基含有一條18S
11、rRNA,60S大亞基含28S rRNA、5S rRNA和5.8S rRNA。在原核生物核糖體中30S小亞基含一條16S rRNA,50S大亞基含23S rRNA 和5S rRNA。rRNA主要作用是參與蛋白質(zhì)的合成。tRNA是轉(zhuǎn)運(yùn)RNA,它在蛋白質(zhì)合成中具有轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸和識(shí)別密碼子的作用。它的二級(jí)結(jié)構(gòu)(jigu)是三葉草型,由氨基酸接受臂、反密碼子環(huán)、D環(huán)、TC環(huán)和額外環(huán)組成(z chn)。它的三級(jí)結(jié)構(gòu)為倒L型結(jié)構(gòu)。4. How to produce the cap and the poly(A) for eukaryotic mRNA. 真核生物mRNA怎樣(znyng)進(jìn)行加帽和加尾?mR
12、NA 5加帽是通過5-5鍵把一個(gè)G加到轉(zhuǎn)錄物的末端堿基形成的,此過程是由鳥苷轉(zhuǎn)移酶催化完成的。隨后,1-3個(gè)甲基集團(tuán)被加到新的末端鳥嘌呤堿基或核糖上,分別形成帽子1-3類型。第一種甲基化發(fā)生在所有真核生物中,該甲基化反應(yīng)是由鳥嘌呤-7-甲基轉(zhuǎn)移酶催化下在端部鳥嘌呤的第7位加上一個(gè)甲基,僅僅擁有這樣單一甲基的帽子被稱為帽子0。下一步是在第二位堿基(在沒有任何修飾之前的轉(zhuǎn)錄物真正的第一個(gè)起始?jí)A基)的2-O位置加上另一個(gè)甲基,此反應(yīng)被另一個(gè)酶2-O-甲基-轉(zhuǎn)移酶催化,帶有上述兩個(gè)甲基的稱為帽子1。除單細(xì)胞生物之外,這是一種多數(shù)的帽子形式。在一些種類中,甲基被加到已戴帽的mRNA的第三位堿基,這種反應(yīng)
13、的底物是已經(jīng)帶有兩個(gè)甲基的帽子1 mRNA。第三堿基的修飾通常是2-O核糖的甲基化,這導(dǎo)致了帽子2類型。在所有加帽的mRNA中,帽子2只占10%-15%。mRNA 3延伸的多聚腺苷酸經(jīng)常被描述為poly(A)尾部,有這種特征的mRNA稱為poly(A)+。poly(A)序列并非由DNA編碼,在細(xì)胞核內(nèi)它是在轉(zhuǎn)錄之后被加到RNA上的。加poly(A)的反應(yīng)由poly(A)聚合酶所催化,它在mRNA的游離3-羥基上加上200個(gè)腺苷酸。細(xì)胞核RNA和mRNA的poly(A)序列都與poly(A)結(jié)合蛋白(PABP)相結(jié)合,許多真核生物內(nèi)部有相關(guān)類型的蛋白質(zhì)。加上poly(A)是mRNA的3端通過酶復(fù)
14、合體產(chǎn)生和修飾過程中的一部分反應(yīng)。5.cistron:順反子。它首先是由順反互補(bǔ)實(shí)驗(yàn)確定的一種遺傳單位,是指編碼一條特定的多肽鏈或rRNA、tRNA分子的一個(gè)遺傳功能單位,即轉(zhuǎn)錄單位。從本質(zhì)上講順反子等同于基因。一般真核生物的基因?yàn)閱雾樂醋樱松锏幕驗(yàn)槎囗樂醋印?.tRNAfMet:在細(xì)菌和真核生物細(xì)胞器中, tRNA起始子攜帶一個(gè)氨基基團(tuán)被甲?;募琢虬彼?,稱為氨甲酰甲硫氨酸-tRNA,這種tRNA被稱為tRNAfMet。8. 5-FU抗癌機(jī)理5-FU 是胸苷酸合成酶抑制藥,是尿嘧啶5位上的氫被氟取代的衍生物。5-FU在細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)?-氟尿嘧啶脫氧核苷酸(5F-dUMP),而抑制脫氧胸
15、苷酸合成酶,阻止脫氧尿苷酸(dUMP)甲基化轉(zhuǎn)變?yōu)槊撗跣剀账幔╠TMP),從而影響DNA的合成。此外,5-FU 在體內(nèi)可轉(zhuǎn)化為5-氟尿嘧啶核苷,以偽代謝產(chǎn)物形式摻入RNA中干擾蛋白質(zhì)的合成,故對(duì)其他各期細(xì)胞也有作用。 L91.PABP:(poly(A) binding protein)多聚腺苷酸結(jié)合蛋白。它是能與mRNA分子的poly(A)尾巴結(jié)合的蛋白質(zhì)。細(xì)胞核RNA和mRNA的poly(A)序列都與poly(A)結(jié)合蛋白PABP相結(jié)合,許多真核生物內(nèi)部有相關(guān)類型的蛋白質(zhì)。PABP單體分子質(zhì)量約為70kDa,與poly(A)尾巴的1020堿基相結(jié)合。2.Whats its function
16、of poly (A) and how to use it in experiments? 多聚腺苷酸poly (A)的功能是什么,在實(shí)驗(yàn)中怎樣利用它?poly(A)有助于穩(wěn)定mRNA結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,防止其降解。大多數(shù)RNA群體缺少poly(A),具有poly(A)的mRNA占RNA的比例較少,但是幾乎所有的細(xì)胞mRNA都擁有poly (A)。poly(A)的存在有重要的應(yīng)用價(jià)值(jizh),它可用于分離mRNA,因?yàn)閙RNA的poly(A)區(qū)域可以與oligo (dT)配對(duì),所以該反應(yīng)能夠用瓊脂糖oligo (dT)將poly(A) + mRNA從其他RNA中分離出來。最方便的技術(shù)(jsh)是
17、在一個(gè)固定支持物上固定化oligo (dT),當(dāng)總RNA通過柱子時(shí),只有poly(A) + mRNA被留在柱子上,而后使用一種溶液(rngy)處理,破壞其結(jié)合的鍵,釋放RNA分子。3.To compare the process of protein synthesis for prokaryotic and eukaryotic.比較原核生物與真核生物蛋白質(zhì)合成的過程。相同點(diǎn):都需要GTP提供能量;都包含起始、延伸和終止3個(gè)過程;都使用一套密碼子,催化的化學(xué)反應(yīng)基本相同,都在核糖體上進(jìn)行,都需要mRNA、tRNA、核糖體以及有關(guān)的酶和蛋白質(zhì)因子參與等等。區(qū)別:真核生物此過程比原核生物要更復(fù)雜
18、起始結(jié)合位置不同。原核生物30S亞基和真核生物40S 亞基尋找mRNA上蛋白質(zhì)合成起始點(diǎn)具有不同方式:在真核生物中,小亞基首先識(shí)別mRNA 的5端,再移向起始點(diǎn),并在那里與大亞基結(jié)合;原核生物的小亞基則直接與起始點(diǎn)結(jié)合。原核生物mRNA的起始點(diǎn)上游10個(gè)堿基處有含有嘌呤六聚體的SD序列,它可以與核糖體30S亞基的rRNA堿基序列互補(bǔ)配對(duì),這可以增強(qiáng)核糖體30S亞基對(duì)mRNA起始點(diǎn)的識(shí)別;而真核生物中沒有SD序列,小亞基通過掃描查找mRNA的起始位點(diǎn)。(2)起始tRNA所攜帶氨基酸不同。在原核生物中,tRNA起始子攜帶一個(gè)氨基基團(tuán)被甲?;募琢虬彼?,稱為氨甲酰甲硫氨酰-tRNA(fMet-tRN
19、Af),即tRNAfMet;而真核生物細(xì)胞質(zhì)中的起始需要AUG作為起始位點(diǎn),而作為起始子的tRNA則非常特別,它的甲硫氨酸沒有被甲配化,即tRNAiMet。(3)起始復(fù)合物不同。原核生物中,攜帶起始因子的30S亞基與mRNA的起始點(diǎn)結(jié)合,構(gòu)成30S前起始復(fù)合物,然后50S大亞基再與30S前起始復(fù)合物結(jié)合,并最終形成70S起始復(fù)合物;在真核生物中,一些起始因子與核糖體40S小亞基結(jié)合首先形成43S復(fù)合物,當(dāng)43S復(fù)合物與mRNA 結(jié)合后再與60S大亞基結(jié)合,并最終形成80S起始復(fù)合物。(4)起始復(fù)合物形成所需的起始因子不同。原核生物中有三種起始因子,分別稱為IF-1、IF-2、IF-3;而在真核
20、生物中使用多種起始因子,使起始過程更復(fù)雜。(5)終止釋放因子不同。原核生物中有兩種釋放因子RF1和RF2來識(shí)別終止密碼子,其中RF1識(shí)別UAA和UAG,RF2識(shí)別UGA和UAA;而在真核生物中只有一種釋放因子eRF,它可以識(shí)別3種終止密碼子。4.What different features have for the initiator tRNA?起始tRNA有什么不同的特點(diǎn)?在細(xì)菌和真核生物細(xì)胞器中,tRNA起始子攜帶一個(gè)氨基基團(tuán)被甲?;募琢虬彼?,稱為氨甲酰甲硫氨酰tRNA。即tRNAfMet,而這種甲硫氨酰tRNA通??s寫為fMettRNA。fMettRNAf 作為tRNA 起始子,不同
21、于其他tRNA的特點(diǎn)是:(1)tRNA 氨基酸臂末端的幾個(gè)面對(duì)面的堿基在fMettRNAf 中是不配對(duì)的,而在其他所有tRNA中是配對(duì)的。如果在此位置的突變使之可以配對(duì),那么這個(gè)MettRNAf也將能參與延伸,因此,此位置的不配對(duì)堿基能阻止該tRNA 參與延伸,而且這種不配對(duì)特性也是甲?;磻?yīng)所需的。(2)在反密碼子環(huán)前面的臂上存在一系列3個(gè)GC堿基對(duì),它是tRNAfMet所特有的,這些堿基對(duì)是fMettRNAf直接插入到P位所必需的。 5.What is Tu-Ts cycle? 什么(shn me)是Tu-Ts循環(huán)(xnhun)?在原核生物和真核生物細(xì)胞器中,氨酰-tRNA進(jìn)入(jnr)A
22、位與密碼子結(jié)合使多肽鏈延長(zhǎng)開始,該過程需要有氨酰-tRNA結(jié)合因子催化,即EF-Tu-GTP。EF-Tu-GTP將氨酞-tRNA 安置在核糖體上后,延伸因子EF-Tu將GTP水解,并以無活性的EF-Tu-GDP的形式釋放。延伸因子EFTs用來催化GTP與GDP的置換,它可以將EF-Tu-GDP再轉(zhuǎn)化為有活性的EF-Tu-GTP,使其繼續(xù)參與肽鏈延伸,這樣就構(gòu)成了一個(gè)Tu-Ts循環(huán)。具體過程是:EF-Ts將GDP移走,并與EF-Tu 結(jié)合形成EF-Tu-EF-Ts,然后GTP替換EF-Ts后形成EF-Tu-GTP,該活化的二元復(fù)合體能與氨酰-tRNA結(jié)合,而被釋放的EF-Ts可以重新參與下一次循
23、環(huán)。 6.How to demonstrate that inhibiting one step in protein synthesis blocks the next step for kirromycin? 怎樣證明黃色霉素抑制蛋白合成的其中一步而導(dǎo)致后續(xù)步驟的受阻?黃色霉素是抑制延伸因子EF-Tu起作用的抗生素,當(dāng)EF-Tu被黃色霉素結(jié)合后,它仍可使氨酰-tRNA結(jié)合到A位,但EF-TuGDP復(fù)合體不能從核糖體中釋放,該復(fù)合體的持續(xù)存在會(huì)阻止肽酰-tRNA與氨酸-tRNA間形成肽鍵,導(dǎo)致核糖體停滯在mRNA上,使蛋白質(zhì)合成終止。黃色霉素的這種效果說明抑制蛋白質(zhì)合成的其中一步就會(huì)阻礙后續(xù)
24、步驟,原因是EF-Tu的持續(xù)存在阻止了氨酰-tRNA的氨酰末端進(jìn)入50S亞基的A位。所以,EF-Tu * GDP的釋放是形成肽鍵所必需的。在蛋白質(zhì)合成的其他階段可以看到同樣的規(guī)律:前一步反應(yīng)必須完成后才能發(fā)生后續(xù)反應(yīng)。 7.How to reveal the nature of the transfer reaction via the antibiotic puromycin? 如何通過抗生素嘌呤霉素揭示蛋白合成的轉(zhuǎn)移反應(yīng)?在蛋白質(zhì)合成中,新生肽鏈從P位的肽酰-tRNA轉(zhuǎn)移至A位的氨酰-tRNA,該轉(zhuǎn)移反應(yīng)的本質(zhì)是通過抗生素嘌呤霉素抑制蛋白質(zhì)合成而揭示出來的。嘌呤霉素的結(jié)構(gòu)類似于腺苷酸末端上
25、結(jié)合了氨基酸的tRNA(氨酰-tRNA),嘌呤霉素中以N而不是以O(shè)將氨基酸與tRNA結(jié)合,該抗生素可以同氨酰-tRNA一樣進(jìn)入核糖體,然后肽酰-tRNA的肽鏈將被轉(zhuǎn)移到嘌呤霉素的氨基基團(tuán)上。因?yàn)猷堰拭顾夭荒芘c核糖體A位結(jié)合,所以多肽酰嘌呤霉素合成物以多肽酰嘌呤霉素的形式從核糖體上放出,蛋白合成終止。這種蛋白質(zhì)合成在成熟之前的終止正是該抗生素有致死作用的原因,通過了解嘌呤霉素抑制蛋白合成轉(zhuǎn)移反應(yīng)的機(jī)制,可以揭示蛋白合成的轉(zhuǎn)移反應(yīng)的機(jī)理。 8.What moves the ribosome? 什么移動(dòng)了核糖體?易位使核糖體移動(dòng)。細(xì)菌核糖體有三個(gè)tRNA結(jié)合位點(diǎn)。氨酰-tRNA進(jìn)入核糖體的A位,在P
26、位有肽酰-tRNA,P位的tRNA脫酰基形成肽鍵生成A位的肽酰-tRNA。易位將脫?;膖RNA轉(zhuǎn)移到E位,將肽酰-tRNA轉(zhuǎn)移到P位,這樣就促使核糖體移動(dòng)接受下一個(gè)密碼子。核糖體沿mRNA前進(jìn)3個(gè)堿基,將氨基酸加到生長(zhǎng)的肽鏈中,這樣一次循環(huán)以易位結(jié)束。易位模型認(rèn)為易位分兩步進(jìn)行:首先50S亞基相對(duì)于30S亞基有一個(gè)易位,然后30S亞基與mRNA一起易位使核糖體構(gòu)象復(fù)位。即當(dāng)肽鍵形成,在A位的tRNA氨酰末端進(jìn)人P位,然后,tRNA的反密碼子末端進(jìn)入P位。易位需要GTP及另一種延伸因子EF-G。9.RRF:核糖體再循環(huán)因子(ribosome recycling factor)。在終止反應(yīng)中,完
27、整的肽鏈被釋放出來,但是留下的去氨?;膖RNA和mRNA仍然結(jié)合在核糖體上,RRF可以解離結(jié)合在核糖體上去氨?;膖RNA和mRNA。RF:釋放(shfng)因子(Release factor)。它是存在(cnzi)于原核(yun h)生物中參與翻譯終止反應(yīng)的蛋白因子,它通過識(shí)別終止密碼子來釋放蛋白質(zhì)鏈終止蛋白質(zhì)合成。How to form 48s complex?一些起始因子與核糖體小亞基結(jié)合形成43S 復(fù)合體(43S復(fù)合體=40S亞基+因子+tRNA),當(dāng)43S 復(fù)合體與mRNA 結(jié)合,它搜尋起始密碼子,并可以48S 復(fù)合體的形式被分離到。48s復(fù)合體在起始密碼處形成。L101. The
28、 stability of peptidyl-tRNA is higher than of aminoacyl-tRNA,why? 為什么說肽酰-tRNA比氨酰-tRNA穩(wěn)定性更高?16S rRNA不同位點(diǎn)上的各種堿基被P位上的tRNA所保護(hù)。在三維結(jié)構(gòu)上,可能這些堿基是相鄰的。實(shí)際上,16S rRNA與P位上的tRNA 比A位上的tRNA有更多的接觸,這可能是肽酰-tRNA比氨酰-tRNA具有更高穩(wěn)定性的原因。這種說法比較合理,因?yàn)橐坏﹖RNA到達(dá)P位,核糖體就已經(jīng)認(rèn)為它是被正確結(jié)合的,而它在A位時(shí),還處于評(píng)估這個(gè)結(jié)合是否正確階段。 2. How to inhibit the process
29、 of the protein synthesis at particular stages by using antibiotics?抗生素如何抑制蛋白質(zhì)合成過程中的特定階段?用抗生素可以將蛋白質(zhì)合成反應(yīng)抑制在某個(gè)特定階段,我們用這種方法得到了細(xì)菌蛋白質(zhì)合成的多個(gè)步驟的大量有用信息。(1)黃色霉素(Kirromycin):它是抑制延伸因子EF-Tu而發(fā)揮作用的抗生素,當(dāng)EF-Tu被黃色霉素結(jié)合后,它仍可使氨酰-tRNA結(jié)合到A位,但EF-TuGDP復(fù)合體不能從核糖體中釋放,該復(fù)合體的持續(xù)存在會(huì)阻止肽酰-tRNA與氨酸-tRNA間形成肽鍵,結(jié)果,核糖體停滯在mRNA上,并最終使蛋白質(zhì)合成終止。
30、(2)嘌呤霉素(Puromycin):它結(jié)構(gòu)類似于腺苷酸末端上結(jié)合了氨基酸的tRNA (氨酰-tRNA),嘌呤霉素中以N而不是以O(shè)將氨基酸與tRNA結(jié)合,該抗生素可以同氨酰-tRNA一樣進(jìn)入核糖體,然后肽酰-tRNA的肽鏈將被轉(zhuǎn)移到嘌呤霉素的氨基基團(tuán)上。因?yàn)猷堰拭顾夭荒芘c核糖體A位結(jié)合,所以多肽酰嘌呤霉素合成物以多肽酰嘌呤霉素的形式從核糖體上放出,從而使蛋白質(zhì)合成終止。(3)梭鏈孢酸(Fusidic acid):它能在核糖體易位后期“堵塞”核糖體,使核糖體EF-GGDP復(fù)合體穩(wěn)定,不能釋放EF-G和GDP,仍結(jié)合于核糖體從而阻止了多肽鏈的進(jìn)一步合成。(4)鏈霉素(Streptomycin):它
31、能與核糖體小亞基的S12蛋白結(jié)合從而抑制蛋白質(zhì)的合成。而突變體的S12蛋白失去了與鏈霉素結(jié)合的特性,從而表現(xiàn)出對(duì)鏈霉素的抗性。(5)春雷霉素(Kasugamycin):16S rRNA的3端直接參與起始反應(yīng),它通過與mRNA中的核糖體結(jié)合位點(diǎn)的SD序列配對(duì)而起作用。在蛋白質(zhì)合成中,16S rRNA的3端的另一個(gè)直接作用可用春雷霉素抗性突變的性質(zhì)來顯示,這種突變?nèi)鄙?6S rRNA上特定的修飾。這樣,春雷霉素就封閉了蛋白質(zhì)的合成。3. wobble hypothesis:擺動(dòng)假說。即tRNA可以識(shí)別一種以上密碼子的能力,密碼子與反密碼子配對(duì)時(shí)前兩位的堿基總是符合通常的規(guī)律,而反密碼子可同密碼子的
32、第三位以非GC,非AT的形式配對(duì)。這就造成了多種密碼子編碼同一個(gè)氨基酸,這些密碼子一般僅在第三位堿基上不同。反密碼子環(huán)結(jié)構(gòu)造成反密碼子第一個(gè)堿基和密碼子的第三個(gè)堿基在配對(duì)時(shí)發(fā)生擺動(dòng)。4. How to process the 3 end and the the 5 end of a tRNA?tRNA的3末端(m dun)和5末端(m dun)是怎樣加工的?成熟(chngsh)的tRNA是由一個(gè)前體加工而成。tRNA一般首先合成一條前肽鏈,其一側(cè)或兩側(cè)具有額外組分,它的5由核糖核酸酶P裂解催化而成,而3端是由裂解、修剪最后幾個(gè)堿基,并加上末端的三核苷酸(CCA)而成。在大腸桿菌中對(duì)于加工3端的
33、酶進(jìn)行了比較詳細(xì)的研究。核酸內(nèi)切酶首先引發(fā)前體下游的裂解反應(yīng),幾個(gè)核酸外切酶隨之沿3到5方向降解前體,修剪3端。在真核生物中,這個(gè)反應(yīng)也是由多個(gè)酶來完成的。這個(gè)過程形成了3端加上CCA的tRNA。5. U、D、A、I: U:尿嘧啶;D:二氫尿嘧啶(dihydrouridine);A:腺嘌呤;I:次黃嘌呤(inosine)。(各結(jié)構(gòu)見課本192頁(yè)。)6. Inosine can pair with any of U, C, and A,why?為什么次黃嘌呤可以任意和U、C和A配對(duì)?當(dāng)反密碼子的堿基被修飾后,可能會(huì)產(chǎn)生除涉及到A、C、U和G的常規(guī)和擺動(dòng)以外的配對(duì)方式。例如次黃嘌呤核苷(I)的使用
34、,它通常出現(xiàn)在反密碼子的第一位。在這一位置上它能同U、C和A中的任何一種堿基配對(duì)。這是由于結(jié)構(gòu)的關(guān)系,次黃嘌呤(I)是G、A的前體可以和A、U、C以氫鍵配對(duì)。7. suppressor:抑制子。它是指第二次突變,這種突變抵消或改變了第一次(最初)突變的效應(yīng)。8.To illustrate missense suppressors completed with wild-type.闡述錯(cuò)義抑制子與野生型的競(jìng)爭(zhēng)?錯(cuò)義抑制子指編碼的tRNA已經(jīng)發(fā)生突變以便識(shí)別不同密碼子,即改變密碼子所對(duì)應(yīng)的氨酰tRNA則是錯(cuò)義抑制子。通過在突變密碼子處插入氨基酸,這個(gè)tRNA又會(huì)抑制最初(第一次突變)的突變效應(yīng)。錯(cuò)
35、義抑制發(fā)生在tRNA反密碼子突變后,它識(shí)別錯(cuò)誤的密碼子,因?yàn)榫哂邢嗤疵艽a子的野生型tRNA和抑制子tRNA都可以識(shí)別mRNA的突變密碼子,因而它們會(huì)競(jìng)爭(zhēng)閱讀相應(yīng)的密碼子,所以抑制僅僅是部分的抑制。在野生型細(xì)胞中,一個(gè)密碼子只能有一個(gè)含義,或者編碼一種氨基酸或者提供終止信號(hào),但在發(fā)生抑制突變的細(xì)胞中,突變密碼子既可以被抑制子識(shí)別或以正常的含義閱讀。錯(cuò)義抑制子必須同識(shí)別新密碼子的野生型tRNA競(jìng)爭(zhēng),競(jìng)爭(zhēng)程度影響抑制效率,所以特定的抑制效率不僅取決于反密碼子與靶密碼子之間的親和力,還取決于它在細(xì)胞中的濃度,以及控制競(jìng)爭(zhēng)性終止于插入反應(yīng)的參數(shù)。L111.Chaperones:分子伴侶。指一組可以同沒
36、有完全折疊或沒有完全組裝的蛋白質(zhì)相結(jié)合,以幫助這些蛋白質(zhì)折疊或阻止它們聚集的蛋白質(zhì)。2.Self-assembly:自我組裝。是描述某種蛋白質(zhì)(或某種蛋白質(zhì)復(fù)合物)的一種能力,即可以形成這種蛋白質(zhì)的最終結(jié)構(gòu)又沒有任何額外組份(如分子伴侶)的幫助。這一述語(yǔ)也可指當(dāng)分子接觸并相互結(jié)合時(shí)任何生物結(jié)構(gòu)的自發(fā)形成。3.How to prevent random aggregation of proteins by chaperones?分子伴侶怎樣阻止蛋白質(zhì)的隨機(jī)聚集?分子伴侶能介導(dǎo)正確折疊,它能使蛋白質(zhì)獲得某種可能的構(gòu)象而不是另一種構(gòu)象。在靶蛋白裝配過程中,分子伴侶是通過結(jié)合于暴露的反應(yīng)表面,并阻止這
37、些反應(yīng)表面與其他區(qū)域相互作用而產(chǎn)生不正確的構(gòu)象。例如,分子伴侶可有效地封閉某蛋白質(zhì)的疏水表面,使得本來不可能發(fā)生的相互作用成為可能。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)合成之后,分子伴侶就與反應(yīng)活性區(qū)域結(jié)合,防止隨機(jī)聚集發(fā)生,這樣蛋白質(zhì)的各個(gè)區(qū)域有序地釋放以發(fā)生相互作用并形成合適的構(gòu)象。 4.Why they are named “hsp”?為什么叫熱激蛋白?熱激蛋白(dnbi)(heat shock protein,hsp)是一類重要(zhngyo)的分子伴侶。這些蛋白質(zhì)之所以稱為熱激蛋白,是因?yàn)樵跍囟壬?shn o)時(shí),它們會(huì)大量產(chǎn)生,以盡量減少熱變性對(duì)蛋白質(zhì)的損害。5.The signal sequence pr
38、ovides what between the ribosomes and the membrane. 在核糖體和膜結(jié)構(gòu)之間信號(hào)序列的作用?信號(hào)序列通常是由N 端的15-30個(gè)氨基酸構(gòu)成的可被切割的序列。在接近于N 端有幾個(gè)極性氨基酸,在前導(dǎo)序列內(nèi)有一個(gè)全部或大部分由疏水氨基酸組成的疏水核心。在這段序列中不存在其他的保守特點(diǎn)。信號(hào)序列是一段蛋白質(zhì)的短序列,這段序列可直接進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)參與共翻譯易位。共翻譯時(shí)插入由信號(hào)序列指導(dǎo)。(1)對(duì)于將相連接的多肽轉(zhuǎn)運(yùn)到靶膜上,信號(hào)序列就是一個(gè)充分必要條件。例如,將信號(hào)序列加到珠蛋白的N端上,會(huì)使其穿過細(xì)胞膜分泌到細(xì)胞外,而不是停留在細(xì)胞質(zhì)中。(2)信號(hào)序列提供
39、給核糖體能結(jié)合在膜上的必要聯(lián)系。游離的核糖體(在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)合成蛋白質(zhì))與膜結(jié)合的核糖體之間并沒有本質(zhì)的區(qū)別,核糖體開始合成蛋白質(zhì)時(shí)并不知曉其到底是在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)合成或是轉(zhuǎn)運(yùn)到膜上合成,而正是信號(hào)肽的合成引發(fā)了核糖體與膜的結(jié)合。6.Protein translocation:蛋白質(zhì)易位。它描述蛋白質(zhì)的跨膜運(yùn)動(dòng),跨膜在真核生物中即指跨過細(xì)胞器的膜,原核中則指質(zhì)膜。蛋白質(zhì)易位所通過的膜有一個(gè)具特殊用途的通道。蛋白質(zhì)的易位可分為兩個(gè)階段:首先,帶有新生肽鏈的核糖體與膜結(jié)合;該步需要信號(hào)識(shí)別顆粒SRP參與。隨后,新生肽鏈進(jìn)入通道并通過它易位。易位需要易位子、SRP、SRP受體、sec61、TRAM和信號(hào)肽酶。
40、7.SRP:信號(hào)識(shí)別顆粒。它是核糖核蛋白復(fù)合物,這種復(fù)合物在蛋白質(zhì)易位時(shí)識(shí)別信號(hào)序列并指導(dǎo)核糖體進(jìn)入易位通道。不同生物的SRPs具有不同的組成成份,但所有的SRPs都含有相關(guān)的蛋白質(zhì)和RNAs。SRP具有兩種重要能力:(1)它能結(jié)合新合成的分泌型蛋白質(zhì)的信號(hào)序列。(2)它可以和位于膜上的SRP受體結(jié)合。SRP和其受體共同作用將攜帶新生肽鏈的核糖體轉(zhuǎn)運(yùn)到膜上,第一步是SRP識(shí)別信號(hào)序列,然后SRP與其受體結(jié)合,接著核糖體再與膜結(jié)合。8.translocon:易位子。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)一部分的膜蛋白在雙層膜結(jié)構(gòu)中形成的水溶性通道,它是易位蛋白的跨膜通道。易位子是由Sec61組成的膜的三聚體,它在內(nèi)質(zhì)網(wǎng) (en
41、doplasmic reticulum,ER)管腔面處被封閉。9.TRAM:TRAM能與易位的新生鏈相交聯(lián)的一種主要蛋白質(zhì),可激發(fā)所有蛋白質(zhì)的易位。10.Sec61s function:它將有助于一些新生蛋白質(zhì)易位,Sec61蛋白能形成通道,同時(shí)也能和核糖體相互作用。當(dāng)新生蛋白質(zhì)開始從核糖體中出現(xiàn)時(shí),SRP識(shí)別信號(hào)序列,這就完成了最初的定位。接著,SRP結(jié)合SRP受體,而后信號(hào)序列被轉(zhuǎn)運(yùn)至易位子。Sec61復(fù)合體是易位子的主要成份(包括三種跨膜蛋白即、)。11.TOM、TIM、TOC、TIC、SecYEG、Sec61、Pores、NPC、proteasome、 在轉(zhuǎn)運(yùn)穿過線粒體和葉綠體的每層膜
42、時(shí)都會(huì)使用不同的受體復(fù)合體,根據(jù)內(nèi)膜和外膜的不同,在葉綠體中分別稱它們?yōu)門OC和TIC,線粒體中稱它們?yōu)門OM和TIM。TOM (外層膜)復(fù)合體是一個(gè)較大的復(fù)合體,兩個(gè)亞復(fù)合體之一能將底物蛋白質(zhì)引入Tom40通道(Tom40=通道,位于膜內(nèi),它提供易位通道)內(nèi)。不同的TIM(內(nèi)層膜)復(fù)合體的使用取決于底物蛋白質(zhì)被定位于內(nèi)層膜還是定位于腔中。蛋白質(zhì)直接經(jīng)TOM復(fù)合體到達(dá)TIM復(fù)合體。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)通過TOM復(fù)合體易位時(shí),它從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一種狀態(tài),即它將暴露于細(xì)胞質(zhì)中的結(jié)構(gòu)域轉(zhuǎn)換到暴露于膜間隙。然而在通常情況下,該蛋白質(zhì)不被釋放,而是直接轉(zhuǎn)移進(jìn)入了TIM復(fù)合體。TOM蛋白形成受體復(fù)合體,它是穿過線粒
43、體外膜的易位所需的。TIM蛋白形成受體復(fù)合物是穿過線粒體內(nèi)膜的易位所需的。 SecYEG:位于細(xì)菌(xjn)內(nèi)膜的易位子,它與真核生物細(xì)胞的Sec61易位子(wi zi)相關(guān)。Sec61:真核生物(shngw)細(xì)胞的易位子。Pores:核孔,它是大的對(duì)稱結(jié)構(gòu)(環(huán)狀八重對(duì)稱結(jié)構(gòu)),核孔表現(xiàn)為環(huán)狀結(jié)構(gòu),是物質(zhì)出入細(xì)胞核的門戶,將蛋白質(zhì)輸入細(xì)胞核和將蛋白質(zhì)和RNA輸出細(xì)胞核所使用的核孔是一樣的。 NPC:核孔復(fù)合體(nuclear pore comlex)。核被膜上溝通核質(zhì)和細(xì)胞質(zhì)的復(fù)雜隧道結(jié)構(gòu),由多種核孔蛋白構(gòu)成。隧道的內(nèi)、外口和中央有由核糖核蛋白組成的顆粒。對(duì)進(jìn)出核的物質(zhì)有控制作用。12.Sec
44、 systems function:Sec系統(tǒng)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白質(zhì)進(jìn)入和通過內(nèi)膜。Sec系統(tǒng)具有位于膜內(nèi)的SecYEG易位子;結(jié)合并能夠推動(dòng)蛋白質(zhì)穿過通道的SecA蛋白;能輸送新生的蛋白質(zhì)到SecA的SecB分子伴侶;以及能切除轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白質(zhì)N端信號(hào)肽的信號(hào)肽酶。功能性的易位子是一個(gè)三聚體,包含了每個(gè)亞基的一份拷貝。指引蛋白質(zhì)到達(dá)易位子的主要成分是SecA和SecB;SecB是可結(jié)合新生蛋白質(zhì)并調(diào)控其折疊的分子伴侶,它運(yùn)送蛋白質(zhì)到SecA;SecA再將它傳送到易位子。 13.Explain the nuclear pores are used for both import and export of ma
45、terial. 解釋核孔用于物質(zhì)的輸入和輸出?細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)間的運(yùn)輸以兩個(gè)方向進(jìn)行。由于所有的蛋白質(zhì)都在細(xì)胞質(zhì)中合成,所以細(xì)胞核內(nèi)需要的蛋白質(zhì)必須從細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn);因?yàn)樗械腞NA 都在細(xì)胞核內(nèi)合成,所以細(xì)胞質(zhì)所有的RNA ( mRNA、rRNA、tRNA和其他的小RNA)必須由細(xì)胞核內(nèi)運(yùn)出。核孔負(fù)責(zé)這些物質(zhì)的輸入及輸出。 14.proteasome:蛋白酶體。一種大的復(fù)合體,可降解細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的蛋白質(zhì),包括一般降解(將蛋白質(zhì)完全轉(zhuǎn)化為小片段)和特殊的加工事件。完全降解的主要底物是錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì),這是一個(gè)最基本的質(zhì)量控制系統(tǒng);而少部分蛋白質(zhì)的降解是一個(gè)調(diào)控事件,比如,調(diào)節(jié)細(xì)胞周期的進(jìn)行。 15.El
46、、E2、E3: 蛋白質(zhì)降解的主要途徑分為兩步:首先蛋白質(zhì)被定位;然后蛋白質(zhì)被蛋白酶體水解。名為泛素(ubiquitin)的小肽通過共價(jià)鍵連接在將要降解的底物蛋白質(zhì)上。泛素循環(huán)涉及三種活動(dòng):El連接泛素;E3結(jié)合底物蛋白質(zhì);E2負(fù)責(zé)將泛素從El轉(zhuǎn)移到底物。泛素活化酶(ubiquitinactivating enzyme) El,利用ATP將其自身通過高能硫酯鍵在Cys殘基與泛素C端的Gly相連。泛素被傳遞到泛素聯(lián)合酶(ubiquitin conjugating enzyme) E2上。泛素連接酶(ubiquitin ligase) E3將泛素傳遞到底物上,與底物蛋白質(zhì)Lys殘基的上-氨基形成異肽
47、鍵(isopeptide bond)。16.Ubiquitin:泛素。在真核細(xì)胞中存在的一個(gè)小的高度保守的蛋白質(zhì)。通過與蛋白質(zhì)的賴氨酸殘基連接,形成多聚泛素,導(dǎo)致被結(jié)合的蛋白質(zhì)被細(xì)胞溶膠中的蛋白酶體所識(shí)別并降解,但一些特定抑制劑可抑制其降解。泛素是一種存在于大多數(shù)真核細(xì)胞中的小蛋白,是一個(gè)由76個(gè)氨基酸組成的高度保守的多肽鏈。17.The function and mechanism of ubiquitin.泛素的功能與其作用機(jī)理泛素的功能:細(xì)胞中的蛋白質(zhì)總是處在不斷地降解與更新的過程中,泛素能標(biāo)記需要分解掉的蛋白質(zhì),使其被水解。當(dāng)附有泛素的蛋白質(zhì)移動(dòng)到蛋白酶時(shí),蛋白酶就會(huì)將該蛋白質(zhì)水解。泛
48、素也可以標(biāo)記跨膜蛋白,如受體,將其從細(xì)胞膜上除去。泛素的作用機(jī)理:泛素共價(jià)地結(jié)合于底物蛋白質(zhì)的賴氨酸殘基,被泛素標(biāo)記的蛋白質(zhì)將被特異性地識(shí)別并迅速降解,泛素的這種標(biāo)記作用是非底物特異性的,在蛋白質(zhì)降解過程中泛素的樞紐作用越來越得到研究者的重視。18.What is its meaning for research ubiquitin?研究泛素有何意義?(1)細(xì)胞中的蛋白質(zhì)處于(chy)不斷地降解與更新的過程中,保持細(xì)胞正常的蛋白質(zhì)代謝對(duì)于生命的正常功能至關(guān)重要。(2)控制蛋白質(zhì)降解的機(jī)制尚未闡明,現(xiàn)在已清楚細(xì)胞蛋白的降解是一個(gè)復(fù)雜的、被嚴(yán)密調(diào)控的過程,此過程在細(xì)胞疾病和健康狀態(tài)、生存和死亡的一
49、系列 基本過程中(細(xì)胞凋亡、DNA修復(fù)(xif)等)扮演重要角色, 蛋白質(zhì)降解異常與許多疾?。◥盒阅[瘤,神經(jīng)退行性疾患(jhun)等)的發(fā)生密切相關(guān)。(3)基因的功能是通過蛋白質(zhì)的表達(dá)實(shí)現(xiàn)的,而泛素在蛋白質(zhì)降解中的作用機(jī)制如能被闡明將對(duì)解釋多種疾病的發(fā)生機(jī)制和遺傳信息的調(diào)控表達(dá)有重要意義。Summary插入或穿過膜的蛋白質(zhì)具有信號(hào)序列,它能被膜上受體識(shí)別或與之結(jié)合。蛋白質(zhì)能通過水溶性通道,通道由膜內(nèi)的跨膜蛋白所形成。在幾乎所有例子中,蛋白質(zhì)以非折疊方式穿越通道,當(dāng)它出來時(shí),它與分子伴侶的結(jié)合是必要的,這樣它就能獲得正確的構(gòu)象。蛋白質(zhì)跨膜易位在共翻譯時(shí)進(jìn)行,當(dāng)SRP(核糖核蛋白顆粒)識(shí)別信號(hào)序列
50、時(shí),這個(gè)過程就開始了,而SRP可中斷翻譯。 整合膜蛋白根據(jù)它們的定位取向被分成兩類,對(duì)型跨膜蛋白質(zhì)而言,N端的信號(hào)序列被切割,然后在錨定序列的作用下,跨膜過程停止,蛋白質(zhì)在膜中定位,這樣,N端位于遠(yuǎn)端,C端位于細(xì)胞質(zhì)中,型蛋白質(zhì)不含可切割的N端信號(hào),相反,含有復(fù)合的信號(hào)一錨定序列,序列進(jìn)入膜并定位在膜內(nèi),使C端定位在遠(yuǎn)端,而N端留在細(xì)胞質(zhì)。定位于膜內(nèi)和膜間腔的蛋白質(zhì)擁有信號(hào)(當(dāng)前導(dǎo)序列的第一部分被切除后它們就成為了N端),能使它們從基質(zhì)輸出到合適的位置,或者在所有蛋白質(zhì)進(jìn)入基質(zhì)前終止轉(zhuǎn)運(yùn)。在線粒體基質(zhì)中,Hsp70和Hsp60 控制折疊,這是該過程的重要特點(diǎn)。 線粒體和葉綠體擁有不同的受體復(fù)合
51、體,它們產(chǎn)生穿越內(nèi)外膜的通道,所有的輸入蛋白質(zhì)直接從外膜上的TOM復(fù)合體至穿過內(nèi)膜上的TIM復(fù)合體。在它們到達(dá)基質(zhì)之后,位于膜間腔或外膜的蛋白質(zhì)經(jīng)過TIM復(fù)合體被重新轉(zhuǎn)出。 TOM復(fù)合體針對(duì)輸入蛋白質(zhì)應(yīng)用不同的受體,這取決于它們是否有N端和內(nèi)部信號(hào)序列,并引導(dǎo)蛋白質(zhì)進(jìn)入Tom40通道。在內(nèi)膜上有兩種TIM受體,一種用于把蛋白質(zhì)輸入基質(zhì),一種用于把蛋白質(zhì)重新輸出到膜間腔和外膜。細(xì)菌中含有膜易位的成分,它與真核生物的共翻譯時(shí)易位系統(tǒng)相關(guān),但是,易位經(jīng)常以翻譯后易位機(jī)制進(jìn)行。SecY/E作為易位酶,SecA結(jié)合通道并與蛋白質(zhì)的插入和推進(jìn)有關(guān);SecB是一種將蛋白質(zhì)帶入通道的分子伴侶。 核孔復(fù)合體是位
52、于核膜內(nèi)的巨大結(jié)構(gòu),負(fù)責(zé)所有蛋白質(zhì)的輸入與所有RNA的輸出。從截面看,核孔具有八重對(duì)稱結(jié)構(gòu),從側(cè)面看,核孔具有二重對(duì)稱結(jié)構(gòu)。每個(gè)核孔復(fù)合體含有一個(gè)中心孔,形成直徑小于10nrn的通道,中心通道能擴(kuò)大到約20 nm,以便使更大的物質(zhì)通過,其中一些需要改變構(gòu)象才能通過。 負(fù)責(zé)大部分蛋白質(zhì)降解,及一些特定加工事件的主要系統(tǒng)是蛋白酶體。它是一個(gè)大復(fù)合體,擁有多種蛋白酶活性,作用于底物蛋白質(zhì)。而這些被降解的蛋白質(zhì)已經(jīng)通過異肽鍵與泛素發(fā)生聯(lián)合,并且形成了多聚泛素鏈。BiP蛋白:其行為類似棘輪,能防止易位蛋白質(zhì)的反向擴(kuò)散。(了解)在膜的兩邊都有結(jié)構(gòu)域存在的蛋白質(zhì)稱為跨膜蛋白。跨膜蛋白分為兩類:型蛋白質(zhì)的N端
53、朝向胞外空間,這種蛋白質(zhì)更加普遍;型蛋白質(zhì)方向相反,即N端朝向細(xì)胞質(zhì)面。它們的方向是在蛋白質(zhì)插入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的過程中決定的。(了解)多跨膜蛋白的末端取向取決于其奇數(shù)或是偶數(shù)次的跨膜結(jié)構(gòu)。odd蛋白跨膜結(jié)構(gòu)域C、N端位于膜兩側(cè)。even蛋白跨膜結(jié)構(gòu)域 C、N端位于膜同側(cè)。(了解)19. coding strand:編碼鏈。編碼鏈(有義鏈)中的DNA序列具有與mRNA同樣的序列,此mRNA(三聯(lián)體密碼子)與它所編碼的蛋白質(zhì)序列相關(guān)。-35 hexamer:-35區(qū),又稱Sextama框。對(duì)于大多數(shù)啟動(dòng)子來說,在RNA聚合酶覆蓋的部分有一個(gè)重要的區(qū)域(qy),叫做Sextama框,由于(yuy)其位置在
54、-35附近,因此(ync)又叫-35序列。其一致序列為:T82T84G78A65C54A45。-35序列是RNA聚合酶初始結(jié)合位點(diǎn),RNA聚合酶先結(jié)合于-35序列,然后才結(jié)合于-10序列。-10 hexamer:-10區(qū),又稱Pribnow框。在-10左右的一段核苷酸序列中,大多包含TATAAT 序列或是稍有不同的變化形式,如果用TATPuAT來表示,則更為適用,這樣的六核苷酸序列稱為Pribnow框,由于在-10位點(diǎn)附近,所以又稱為-10序列。不同的啟動(dòng)子,其位置略有不同,一般都在-4到-13的范圍之內(nèi)。Pribnow框的一致序列為T80A95T45A60A50T96,它是RNA聚合酶的牢固
55、結(jié)合位點(diǎn)(簡(jiǎn)稱結(jié)合位點(diǎn))。在這里,可能由于RNA聚合酶的誘導(dǎo)作用,在這富含AT的Pribnow框內(nèi)的DNA雙螺旋首先“熔解”。這個(gè)泡狀物擴(kuò)大到17個(gè)核苷酸左右,與RNA聚合酶形成所謂開放性啟動(dòng)子復(fù)合物,從而使RNA聚合酶定向,使之按順流方向移動(dòng)而行使其轉(zhuǎn)錄功能。 Intrinsic terminators:即內(nèi)源性終止子。在體外無其他因子參與,核心酶也能在某些位點(diǎn)終止轉(zhuǎn)錄,這些位點(diǎn)稱內(nèi)源性終止子。它包括RNA產(chǎn)物中一個(gè)G-C含量較高的發(fā)夾結(jié)構(gòu)以及在它之后的富含U的區(qū)域,這一區(qū)域也是終止反應(yīng)發(fā)生的位置。內(nèi)源性終止子是不依賴因子的終止子,它有兩個(gè)明顯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),其二級(jí)結(jié)構(gòu)中的發(fā)夾和轉(zhuǎn)錄單位最末端的
56、連續(xù)約6個(gè)U殘基組成的區(qū)段,這兩個(gè)特點(diǎn)都是終止所必需的。發(fā)夾靠近基部通常有一個(gè)G-C富集區(qū),發(fā)夾和U區(qū)段的典型距離為79個(gè)堿基。20. polarity:極性。在基因的分子生物學(xué)中,它是指同一轉(zhuǎn)錄單位上的基因的轉(zhuǎn)錄作用,總是按一種方式一個(gè)方向進(jìn)行的。即靠近操縱單元的區(qū)段總是要比遠(yuǎn)離操縱單元的區(qū)段先開始轉(zhuǎn)錄。21. How does rho factor work? 因子怎樣發(fā)揮作用?因子是大腸桿菌的一種基本蛋白質(zhì),只在終止階段發(fā)揮作用,由6個(gè)相同亞基組成,分子質(zhì)量約為275kDa。亞基具有一個(gè)N端的RNA結(jié)合域和一個(gè)C端的ATP水解域。RNA聚合酶在延長(zhǎng)過程中合成的RNA的速度不是恒定的。在通
57、過一段富含GC對(duì)序列之后約810堿基則會(huì)出現(xiàn)一次延宕。這可能是在終止子迴文序列處轉(zhuǎn)錄出來的RNA形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)。這樣發(fā)夾結(jié)構(gòu)可能與RNA聚合酶的某種特定的空間結(jié)構(gòu)相嵌合,阻礙了RNA鏈從三元復(fù)合體中進(jìn)一步向外釋放,因而造成轉(zhuǎn)錄作用的高度延宕。不同的終止子造成延宕的時(shí)間長(zhǎng)短差異很大。發(fā)夾結(jié)構(gòu)的柄部GC含量越高,延宕時(shí)間越長(zhǎng)。僅發(fā)夾結(jié)構(gòu),并不足以使轉(zhuǎn)錄終止,還需要模板上迴文序列后面的富含A/U序列。然而,依賴于因子的終止子不但柄部GC對(duì)含量較低(因而延宕時(shí)間較短),而且在迴文序列的下游序列中也常缺乏連續(xù)的A/U。因而,在RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄了迴文序列之后,雖然發(fā)生一定時(shí)間的延宕,但是如果沒有因子存在,則
58、RNA聚合酶會(huì)繼續(xù)轉(zhuǎn)錄下去,這就叫做通讀(readthrough),當(dāng)因子存在時(shí),轉(zhuǎn)錄才能終止。因子又是如何導(dǎo)致終止作用實(shí)現(xiàn)的呢? 因子是rho基因編碼的分子量為55kDa的蛋白質(zhì), 其活性形式為六聚體。在離體條件下,它有兩種活性,一種是促進(jìn)轉(zhuǎn)錄終止的活性,另一種是NTPase活性,而這后一種活性是實(shí)現(xiàn)前一種活性所不可缺少的。因子是通過識(shí)別DNA還是RNA或RNA聚合酶而發(fā)揮其作用的呢?實(shí)驗(yàn)表明,只有在50堿基以上的RNA鏈存在時(shí),因子才有最大的NTPase活性。一般認(rèn)為,因子可能結(jié)合正在合成中的RNA鏈的5末端,利用水解NTP放出的能量從5向3方向移動(dòng),而RNA聚合酶在終止子處的較長(zhǎng)時(shí)間的延
59、宕給予因子以追趕的機(jī)會(huì)。發(fā)夾結(jié)構(gòu)中柄部的結(jié)合力越強(qiáng),延宕時(shí)間也就越長(zhǎng)。然后因子便與RNA聚合酶相互作用而造成轉(zhuǎn)錄的終止,RNA聚合酶和因子都從核酸分子上游離出來。然而,并非RNA聚合酶在任何地方發(fā)生延宕均可造成轉(zhuǎn)錄的終止,也就是說,除了因子與RNA聚合酶相互作用之外,還需要RNA與DNA的相互作用,也就是說需一定的DNA序列。這個(gè)序列可能就是緊靠迴文序列下游的一段DNA序列。由這段序列轉(zhuǎn)錄出來的RNA與模板的結(jié)合力必須弱到一定的數(shù)值,才能配合因子與RNA聚合酶的作用,實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)錄的終止;如果高于這一數(shù)值,原則上不能產(chǎn)生終止作用;如果結(jié)合力低到某一個(gè)更低的數(shù)值,則成為不依賴于因子的終止子。L121.
60、transacting factor:反式作用(zuyng)因子。它是指能夠同特定的順式作用元件結(jié)合、進(jìn)而調(diào)節(jié)效應(yīng)基因轉(zhuǎn)錄反應(yīng)的特異性蛋白質(zhì)分子。它包括(boku)激活蛋白和阻遏蛋白兩大類,通過同順式作用元件、RNA聚合酶以及通用轉(zhuǎn)錄(zhun l)因子等形成轉(zhuǎn)錄復(fù)合物,從而促進(jìn)或抑制效應(yīng)基因的轉(zhuǎn)錄活性。cisacting element:順式作用元件。它是指與受調(diào)控的效應(yīng)基因位于同一條染色體或DNA分子上的轉(zhuǎn)錄調(diào)控區(qū)的遺傳元件。例如啟動(dòng)子中與轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合的DNA序列,便是順式作用元件,它可以影響該基因或同一條染色體上另一個(gè)基因的表達(dá)活性。順式作用元件本身不編碼任何蛋白質(zhì),僅僅提供一個(gè)作用位點(diǎn)
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