内容发布更新时间 : 2024/12/24 2:37:08星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

答：蛋白质的翻译即合成过程可分为四个阶段：氨基酸的活化、肽链合成的起始、延伸和终止。

① 氨基酸的活化：游离的氨基酸必须经过活化以获得能量，才能参与蛋白质的合成，活化

反应由氨酰tRNA合成酶催化，最终氨基酸连接在tRNA的3’端合成氨酰- tRNA。 ② 肽链合成的起始：核蛋白体大小亚基分离 ，mRNA在小亚基上定位结合，起始氨基酰tRNA

与小亚基结合，核蛋白体大亚基结合。

③肽链的延伸：肽链的延长是在核蛋白体上连续性循环式进行，每次循环增加一个氨基酸，分为以下三步：（一）进位:根据mRNA下一组遗传密码指导，使相应氨基酰-tRNA进入核蛋白体A位。（二）成肽:肽酰转移酶将相邻的两个氨基酸相连形成肽键，该过程不需要能量的输入；（三）转位：移位酶利用GTP水解释放的能量使核糖体沿mRNA移动一个密码子，释放出空载的tRNA并将新生肽链运至P位点。

③ 肽链合成的的终止与释放：释放因子识别并与终止密码子结合，水解P位上多肽链与

tRNA之间的二脂键，接着，新生肽链和tRNA从核糖体上释放，核糖体大、小亚基解体，蛋白质合成结束。

4、原核生物翻译的起始过程 （1）核糖体大小亚基分离

（2）30s小亚基通过SD序列与mRNA模板相结合

（3）在IF-2和GTP的帮助下fMet-tRNAfMet进入小亚基的P位，tRNA的反密码子与mRNA上密码子配对。

（4)带有tRNA、mRNA和三个翻译起始因子的小亚基起始复合物与50s的大亚基结合，GTP水解释放翻译起始因子。

5、以大肠杆菌为例简述蛋白质合成的过程 从以下四个方面详细论述 （1）氨基酸的活化： （2）肽链合成的起始： （3）肽链的延生： （4）肽链合成的终止： 第六章

乳糖操纵子模型内容

（1）Z、Y、A基因产物由同一条多顺反子mRNA分子所编码。

（2）乳糖操纵子mRNA分子的启动区（P）位于阻遏基因（I）与操纵区（O）之间，不能单独起始半乳糖苷酶和透过酶基因的高效表达。

（3）乳糖操纵子的操纵区是DNA上的一小段序列（仅为26bp），是阻遏物的结合位点。 （4）当阻遏物与操纵区相结合时，lacmRNA的转录起始受到抑制。 （5）诱导物通过与阻遏物结合，改变其三维构象，使之不能与操纵区相结合，诱发lac mRNA的合成。

乳糖操纵子(lac operon)的结构 1、结构基因

（1）lacZ：编码b －半乳糖苷酶 （使乳糖水解） （2）lacY：编码b －半乳糖苷透过酶

（使b －半乳糖苷透过细胞壁、质膜进入细胞内）

（3）lacA：编码b －半乳糖苷乙酰转移酶（将乙酰基转移到b －半乳糖苷上） 2、调节基因（regulatory gene）

（1）概念： 其产物参与调控其他结构基因表达的基因 （2）特点：

a、可在结构基因群附近、也可远离结构基因

b、不仅对同一条DNA链上的结构基因起作用，而且能对不同DNA链上的结构基因起作用

（3）调控蛋白：

类型：a、阻遏蛋白（repressive protein）与操纵元件结合后能减弱或阻止所调控基因转录的调控蛋白 b、激活蛋白（activating protein）：与操纵元件结合后能增强或启动所调控基因转录的调控蛋白

3、操纵元件（operator）

（1）与启动子邻近或与启动子部分序列重叠 （2）具有回文结构，能形成十字形结构。

（3）与不同构像的蛋白质结合，可以分别起阻遏或激活基因表达的作用 4、启动子(promoter)

是指能被RNA聚合酶识别、结合并启动基因转录的一段DNA序列。 （1）-10序列--- Pribnow盒：TATAAT； （2）-35bp序列：TTGACA

操纵子至少有一个启动子，一般在第一个结构基因5’上游，控制整个结构基因群的转录 5、终止子（terminator）是给予RNA聚合酶转录终止信号的DNA序列 （1）不依赖ρ因子的终止子 （2）依赖ρ因子的终止子

在一个操纵元中至少在结构基因群最后一个基因的后面有一个终止子

大肠杆菌乳糖操纵子（lactose operon）包括3个结构基因：Z、Y和A，以及启动子、控制子和阻遏子等。转录的调控是在启动区和操纵区进行的。

LacI——阻抑蛋白， LacZ——β-糖苷酶，LacY——透性酶，LacA——转乙酰基酶。 三种酶的功能：

①. β-半乳糖酶：将乳糖分解成半乳糖和葡萄糖 ②. 渗透酶：增加糖的渗透，易于摄取乳糖和半乳糖 ③. 转乙酰酶：β-半乳糖转变成乙酰半乳糖 lac 操纵子小结

通常情况（葡萄糖供应正常）阻遏蛋白与操纵序列结合，基因不转录。 细胞外的乳糖通过透性酶吸收到细胞内；细胞内的β-半乳糖苷酶将乳糖转变为异乳糖。异乳糖结合到乳糖阻抑物上使之从操纵序列上脱离，聚合酶迅速开始lacZYA基因的转录。这就是负控诱导。

然而，还需要细菌生长系统中缺少葡萄糖，使cAMP含量增加，才有足够量的cAMP与CRP结合形成CRP-cAMP复合物结合于Plac上游。使DNA双螺旋发生弯曲，转录才可以有效地进行。

组氨酸操纵子：

与His降解代谢有关的两组酶类被称为hut酶(histidine utilizing enzyme)，控制这些酶合成的操纵子被称为hut operon。由一个多重调节的操纵子控制，有两个启动子，两个操纵区及两 个正调控蛋白。 转录后调控

一、 翻译起始的调控

遗传信息的翻译起始于mRNA上的核糖体结合位点（RBS）——起始密子AUG上游的一

段非翻译区。在RBS中有SD序列，与核糖体16S rRNA的3’端互补配对，促使核糖体与mRNA相结合。

RBS的结合强度取决于SD序列的结构及与AUG的距离。SD与AUG相距一般以4～10核苷酸为佳，9核苷酸最佳。

二、mRNA稳定性对转录水平的影响 所有细胞都有一系列核酸酶，用来清除无用的mRNA。一个典型的mRNA半衰期为2-3min。mRNA分子被降解的可能性取决于其二级结构。

SD序列的微小变化，往往会导致表达效率成百上千倍的差异，这是由于核苷酸的变化改变了形成mRNA 5’端二级结构的自由能，影响了30S亚基与mRNA的结合，从而造成了蛋白质合成效率上的差异。 三、蛋白质的调控作用

细菌中有些mRNA结合蛋白可激活靶基因的翻译。相反，mRNA特异性抑制蛋白则通过与核糖体竞争性结合mRNA分子来抑制翻译的起始。大肠杆菌中的核糖体蛋白就存在翻译抑制现象。

四、反义RNA的调节作用

RNA调节是原核基因表达转录后调节的另一种重要机制。细菌相应环境压力的改变，会产生一些非编码小RNA分子，能与mRNA中的特定序列配对并改变其构象，导致翻译过程的开启或关闭等作用。 第七八章

操纵子(operon)：是指数个功能上相关的结构基因串联在一起，构成信息区，连同其上游的调控区（包括启动子和操纵基因）以及下游的转录终止信号所构成的基因表达单位，所转录的RNA为多顺反子。在原核生物中，若干结构基因可串联在一起，其表达受到同一调控系统的调控，这种基因的组织形式称为操纵子。 反式作用因子（trans-acting factor)：能直接或间接地识别或结合在各类顺式作用元件核心序列上，参与调控靶基因转录效率的蛋白质。

弱化子：在trp mRNA 5’端有一个长162bp的mRNA片段被称为前导区，其中123～150位碱基序列如果缺失，trp基因表达可提高6-10倍。mRNA合成起始以后，除非培养基中完全没有色氨酸，转录总是在这个区域终止，产生一个仅有140个核苷酸的RNA分子，终止trp基因转录。这个区域被称为弱化子，该区mRNA可通过自我配对形成茎-环结构。 顺式作用元件(cis-acting element)影响自身基因表达活性的非编码DNA序列。 断裂基因（splite gene）：真核生物结构基因，由若干个编码区和非编码区互相间隔开但又连续镶嵌而成，去除非编码区再连接后，可翻译出由连续氨基酸组成的完整蛋白质，这些基因称为断裂基因。

基因的分子生物学定义：产生一条多肽链或功能RNA所必需的全部核苷酸序列。 基因表达的时间特异性： 基因表达的空间特异性：

填空题

1、真核生物中反式作用因子的DNA结合结构域有：螺旋－转角－螺旋，碱性－螺旋-环-螺旋，锌指，碱性－亮氨酸拉链，同源域蛋白。

2、转录调节因子按功能可以分为：基本转录因子和特异转录因子。

3、真核生物有3类RNA聚合酶，负责转录rRNA基因的RNA聚合酶是：RNA聚合酶I 4、典型的原核启动子的四个特征是：转录起始位点，原核基因转录起始位点通常是嘌呤，-10区，-35区。 5、乳糖操纵子的结构结构基因有：lacZ，lacY，lacA。 问答题

1、乳糖操纵子的作用机制。 答：（1）乳糖操纵子的组成：大肠杆菌乳糖操纵子含Z，Y，A三个结构基因,分别编码半乳糖苷酶，透酶和半乳糖苷乙酰转移酶，此外还有一个操纵序列O，一个启动子P和一个调节基因I。

（2）阻遏蛋白的负性调节：没有乳糖存在时，I基因编码的阻遏蛋白结合于操纵序列O处，乳糖操纵子处于阻遏状态，不能合成分解乳糖的三种酶;有乳糖存在时，乳糖作为诱导物诱导阻遏蛋白变构，不能结合于操纵序列，乳糖操纵子被诱导开放合成分解乳糖的三种酶。所以，乳糖操纵子的这种调控机制为可诱导的负调控。

（3）CAP的正性调节：在启动子上游有CAP结合位点,当大肠杆菌从以葡萄糖为碳源的环境转变为以乳糖为碳源的环境时,cAMP浓度升高，与CAP结合,使CAP发生变构，CAP结合于乳糖操纵子启动序列附近的CAP结合位点，激活RNA聚合酶活性,促进结构基因转录，调节蛋白结合于操纵子后促进结构基因的转录，对乳糖操纵子实行正调控，加速合成分解乳糖的三种酶。

（4）协调调节：乳糖操纵子中的I基因编码的阻遏蛋白的负调控与CAP的正调控两种机制，互相协调，互相制约。

2、原核和真核生物基因表达调控的比较。

答：相同点：都具有转录水平的调控和转录后水平的调控，并且也以转录水平的调控最为重要；真核结构基因的上游和下游也存在着许多特异的调控成分，并依靠特异蛋白因子与这些调控成分的结合与否控制着基因是否转录

不同点：原核的染色质是裸露的DNA，而真核的染色质则是由DNA与组蛋白紧密结合形成的核小体。原核中染色质的结构对基因的表达没有明显的调控作用，而在真核中这种作用是明显的。在原核基因转录的调控中，既有激活物的调控，也有阻遏物的调控，二者等同重要。在真核生物中虽然也有正调控成分和负调控成分，但迄今已知的主要是正调控。

原核基因转录和翻译是偶联的，而真核生物的转录和翻译不是偶联的， RNA在细胞核中合成，只有经转运穿过核膜，到达细胞质后，才能被翻译成蛋白质。使得真核基因的表达有多种转录的调控机制。原核生物细胞内基因表达基本一致，且对于外界环境条件变化的反应也基本相同。真核生物大都是多细胞的复杂有机体，在个体发育中由一个受精卵逐步分化形成不同的细胞类型和各种组织，分化是不同基因表达的结果，在不同发育阶段和不同细胞类型中，基因的时空表达受到严密的调控。 32、真核生物转录后水平的调控机制？

（1）、5，端加帽和3，端多聚腺苷酸化的调控意义：5，端加帽和3，端多聚腺苷酸化是保持mRNA稳定的一个重要因素，它至少保证mRNA在转录过程中不被降解。 （2）、mRNA选择性剪接对基因表达调控的作用 （3）、mRNA运输的控制

4、典型的DNA重组实验通常包含哪些步骤

（1）提取供体生物的目的基因（或称外源基因），酶接连接到另一DNA分子上（克隆载体），形成一个新的重组DNA分子。

（2）将这个重组DNA分子转入受体细胞并在受体细胞中复制保存，这个过程称为转化。 （3）对那些吸收了重组DNA的受体细胞进行筛选和鉴定。

（4）对含有重组DNA的细胞进行大量培养，检测外援基因是否表达。