2009高级生化复习题

一 名词解释

1 snRNA（核内小分子RNA）：是含有100到300碱基的RNA。 它参与真核生物细胞核中RNA的加工。snRNA和许多蛋白质结合在一起成为小核核糖核蛋白（snRNP即small nuclear ribonucleoproteins），参与信使RNA前体(pre-mRNA)的剪接，使后者成为成熟mRNA.

2 miRNA：是含有茎环结构的miRNA前体，经过Dicer加工之后的一类非编码的小RNA分子（~21-23个核苷酸）。MiRNA，以及miRISCs（RNA-蛋白质复合物）在动物和植物中广泛表达。因之具有破坏目标特异性基因的转录产物或者诱导翻译抑制的功能，miRNA被认为在调控发育过程中有重要作用

3 内含子：内含子是基因内的间隔序列，不出现在成熟的RNA分子中，在转录后通过加工被切除。大多数真核生物的基因都有内含子。

4 蛋白质内含子：蛋白质有自剪接现象，蛋白质自剪接是前体蛋白中间的某些区域被切除，剩余部分以肤键重新连接起来，这样便产生了1个蛋白质分子。以肤键连接起来形成有功能的成熟蛋白部分称为蛋白质外显子，被切除的部分称为蛋白质内含子。 5 分子伴侣：指细胞内一类以与未折叠或部分折叠蛋白质结合为主要功能的蛋白质，化学组成上是一些富含酸性氨基酸残基的蛋白质。它们具有的共同功能是帮助其他含蛋白质的结构在体内进行非共价的组装或卸装，但不是这些结构在发挥其正常的生物学功能时的永久组成成分。

6 分子内分子伴侣：某些蛋白水解酶的前导肽以及一些核糖体前体蛋白的泛素尾巴具有分子伴侣的功能，为了与一般意义上的分子伴侣相区别，将它们称为分子内分子伴侣。 7 第一遗传密码：遗传密码亦称氨基酸密码。是一种决定蛋白质肽链长短和氨基酸排列顺序、负荷着遗传信息的密码。遗传信息的载体是核酸，根据核酸的碱基排列顺序而合成蛋白质。又将氨基酸密码称为第一遗传密码。 8 第二遗传密码：完整的提法应该是遗传密码的第二部分，即蛋白质中氨基酸序列与三维结构的对应关系，国际上称之为第二遗传密码或折叠密码。第二遗传密码要解决是一维结构序列信息与三维结构信息之间的关系。是完整的遗传信息传递过程中不可缺少的一部分。 9 蛋白质家族与超家族：对蛋白质家族和蛋白质超家族的定义并不明确，一般把具有同源性结构域及序列，进化上相关的，功能相同的蛋白质归在同一个家族，其中在同源蛋白质序列中，残基相同多于50%的，属于同一家族蛋白质称为蛋白质家族，它常常是基因家族的同义词。少于50%者属于超家族蛋白质。

10信号肽：常指新合成多肽链中用于指导蛋白质跨膜转移（定位）的N-末端的氨基酸序列（有时不一定在N端），在某些蛋白质合成过程中，在氨基末端额外生成15~30个AA组成那个的信号序列。用以引导合成的蛋白质前往细胞的固定部位，这种信号序列称为信号肽。其特点有:氨基端至少有一个带正电荷的氨基酸，中部有一高度疏水性的AA组成，C-末端有一个可被信号肽酶识别的位点。

11 前肽：信号肽的一种，位于成熟蛋白的N端，引导蛋白穿膜，并且在后来被剪切掉。前导肽的特点：在其第10和11位上有相邻的两个色氨酸密码子。这些密码子参与了trp及其他操纵子中的转录弱化机制。

12 核酶：核酶一词用于描述具有催化活性的RNA小分子, 即化学本质是核糖核酸(RNA), 却具有酶的催化功能。核酶的作用底物可以是不同的分子, 有些作用底物就是同一RNA分子中的某些部位。核酶的功能很多,有的能够切割RNA, 有的能够切割DNA, 有些还具有RNA 连接酶、磷酸酶等活性。与蛋白质酶相比，核酶的催化效率较低，是一种较为原始的催化酶。

13 抗体酶：抗体酶或催化抗体（Catalytic antibody)是一种新型人工酶制剂，是一种具有催化功能的抗体分子，在其可变区赋予了酶的属性。它是利用现代生物学与化学的理论与技术交叉研究的成果，是抗体的高度选择性和酶的高效催化能力巧妙结合的产物。

14 B —DNA ：1953 年Wat son 和Crick c以在生理盐溶液中抽提出的DNA 纤维,在92 %相对湿度下进行X —射线衍射图谱测定，推测出DNA 的B 构象,称为B —DNA。 B —DNA呈右手双螺旋结构，每一个螺圈含10个碱基对。后来发现B —DNA 是DNA 在细胞内最常见也是最稳定的构象。

15 Z —DNA：1979 年美国麻省理工学院的Alexander Rich 和他的研究小组在研究人工合成的CGCGCG单晶时,发现该单晶呈向左的螺旋,且它的两条主链呈Z 字形环绕分子,Rich 就将这种独特的结构称为Z —DNA。后来发现在细胞DNA 分子中也存在有Z —DNA 结构。 16 朊病毒：朊病毒又称蛋白质侵染因子，是一类能侵染动物并在宿主细胞内复制的小分子无免疫性疏水蛋白质。是引起动物及人致病的一种传染性病原，羊瘙痒病、疯牛病、人类海绵状脑病（Kuru病、CJD病、GSS病）都是感染朊病毒后发生的。病原中不含核酸。 17 变位酶：1999年，科学家发现了一类新的DNA聚合酶，这些聚合酶具有传统聚合酶所没有的跨越DNA损伤和DNA异常结构的复制合成功能，而且它们的复制产物突变率极高，故这类DNA聚合酶被称为变位酶（mutase). 18 发动蛋白：发动蛋白是一种胞质溶胶蛋白,有900个氨基酸, 能够

同GTP结合并将GTP水解。发动蛋白的作用是在被膜小窝的颈部聚合,通过水解GTP调节自己收缩, 最后将小泡与质膜割开。

19 G蛋白：G蛋白即鸟苷酸调节蛋白，是一类位于细胞膜胞液面的外周蛋白，通常由?、?和?三种亚基构成的异三聚体。其中?亚基可与GTP、GDP结合，并具有GTPase活性。

20 RNA组学：对细胞中全部RNA分子的结构与功能进行系统的研究，从整体水平阐明RNA的生物学意义即为RNA组学(RNomics)的主要任务。

21 前体蛋白质与功能蛋白质 ：在蛋白质的生物合成过程中，在核糖体上合成出来的多肽链，一般并不具有生物学活性和功能，我们称其为前体蛋白质。 前体蛋白质必需经过一系列的加工，例如：化学修饰，肽链的折叠、去折叠；运输到它发挥生物功能的场所等，最终形成确定的由一级结构决定的三维结构，并获得特有的生物学活性，成为成熟的蛋白质，称为功能蛋白质。

问答题

1 RNA对遗传信息的调控

（1）动植物等真核生物的基因有很多是断裂基因。即基因的初始转录物（ｍRNA前体）中，－段段的蛋白质编码区被居间序列分开。只有居间序列被去除后，才能成为蛋白生物合成的模板。这过程称为RNA剪接。通过不同方式的RNA剪接，－种基因可在不同的发育分化阶段、不同的生理病理条件或不同的细胞、组织中合成不同的蛋白质。果蝇的性别就是通过不同的剪接途径完成的。

（2）很多生物ｍRNA的成熟过程中，均需经RNA的编辑。一种RNA编辑是以另一RNA为模板来修饰ｍRNA前体。通过编辑，可以给ｍRNA前体添加新的遗传信息。成熟锥虫COIII mRNA的55％遗传信息来自其他RNA，来自原始基因的信息只占45％。

（3）在蛋白质生物合成过程中，有多种称为\再编码\的方式。通常，ｍRNA编码区的每三个核苷酸组成一个密码子。此时，编码区的每个核苷酸只能也必须被阅读一次。但在再编码过程中，有的核苷酸被跳过而没被阅读，有的核苷酸却被阅读了两次，有的密码子被用来翻译特殊氨基酸。

从上可知，遗传信息从DNA到蛋白质的过程中，RNA并非只是起简单的传递遗传信息作用，RNA通过各种剪接、编辑和再编码方式，调控基因表达的方向，调控遗传信息。包括开放和关闭基因，增加或减少遗传信息，使一种基因合成出多种蛋白质。从而调控生物的不同发育分化等。

2 原核生物蛋白质折叠过程

在原核生物中，新生肽首先与TF相互作用，绝大多数小分子质量的蛋白质（约占总蛋白的65%~80%）不需要进一步帮助即可迅速折叠成天然蛋白质。 较长的肽链（约占总蛋白的10%~20%）需进一步与DnaK和DnaJ相互作用，经过一次或几次hsp70反应循环，最终完成蛋白质折叠。 而余下的10%~15%的蛋白质是一些折叠缓慢和易于聚合的蛋白质，它们经hsp70反应后又进入GroES-GroEL反应循环，最终完成蛋白质折叠。

3 Z —DNA研究的生物学意义

现已证明Z —DNA参与基因调节———控制基因的启闭。因为Z —DNA 的形成,使局部DNA 双链处于不稳定状态,这就有利于DNA 双链解开,而DNA 解链是DNA 复制和转录的必要环节。

Rich 小组利用Z —DNA 抗体,证实在DNA 调节基因转录的区域中存在Z —DNA(一个DNA 短的片段) ，并发现这种短的片段既能增强基因的活性，亦能抑制附近基因的活化，这主要取决于环境的不同。在细胞分裂过程中，Z —DNA 可能还参与基因的重组。又由于Z —DNA 分子中大沟消失，小沟深而狭，含有更多的遗传信息，也可能通过蛋白的不同识别方式，来调节细胞的多种生命活动。

4 RNA干扰的生化机制

RNAi是指通过反义RNA与正链RNA形成双链RNA(dsRNA)特异性地抑制靶基因的现象，它通过人为地引入与内源靶基因具有相同序列的双链RNA(有义RNA和反义RNA)，从而诱导内源靶基因的mRNA降解，达到阻止基因表达的目的。 ⑴起始阶段：外源性(如病毒)或内源性的dsRNA在细胞内与内切核酸酶(一种具有RNaseⅢ样活性的核酸酶)结合。随后dsRNA被dicer以依赖ATP的方式切割成21—23nt的短链，dsRNA作为RNAi的起始诱导物。而且每个片段的3端都有2个碱基突出。

⑵效应阶段：siRNA双链结合一个核酶复合物形成所谓RNA诱导沉默复合物(RISC)，每个RISC都包括一个siRNA和一个不同于Dicer的RNA酶。

激活的RISC在由一个ATP提供能量的条件下，将siRNA解双链成为单链RNA，并通过碱基配对将单链RNA定位到同源mRNA转录本上，在距离siRNA 3， 端l2个碱基的位臵切割mRNA。

⑶扩增阶段：siRNA与mRNA靶向性结合，并作为引物，在RDRP作用下再次形成dsRNA，dsRNA又被Dicer切割成siRNA。新形成的siRNA又可以进入下一轮循环而达到扩增的目的。

在一些生物中，将2个dsRNA转入到细胞中，就可以将目的mRNA的表达完全阻断 。在线虫、拟南芥和脉胞菌等种类中的研究证明，这种信号扩增、放大效应与一些RNA聚合酶有关。敲除为这些RNA聚合酶编码的基因后，RNA干扰就不会发生 。

RNAi的生物学意义就在于它起到了监视和抑制异常的或外源的遗传物质在细胞内的存在，维持本身遗传物质的稳定性．因此，如果把免疫系统看成是机体维持蛋白稳定的一个反应系统，那么，RNAi反应机制就可以看成是机体维持核酸稳定的免疫系统． 5 第二套遗传密码的特点 1、 简并性：指不少氨基酸序列颇为不同的肽链可以有极为相似的甚至相同的三维结构。 如在不同生物体中执行相同生物功能的蛋白质虽然可以有氨基酸序列上的差异，但却有相同的整体三维结构。在功能上完全无关的蛋白质，并且氨基酸序列有显著差异，却具有近于相同的三维结构。 2、 多义性：指某些相同的氨基酸序列还可以在不同条件下决定不同的三维结构。 3、 全局性：维系蛋白质总体三维结构相对稳定的是大量弱键协同作用的结果，个别键的形成或破坏并不足于影响蛋白质的总体三维结构。肽链在空间折叠构成三维结构，在肽链上相距很远的殘基可以在空间上彼此靠近而相互作用。并对分子结构产生重要影响。

某些蛋白质C-末端少数氨基酸的去除，或侧链基团的翻译后修饰有时会对整体构象和功能产生影响。新生肽合成时，后形成的肽段可以影响已经形成的肽段的构象从而造成对整体分子的影响。 6 端粒的组成与端粒酶作用

端粒是染色体末端的一种特殊结构，在正常人体细胞中，可随着细胞分裂而逐渐缩短。端粒是染色体末端的DNA重复序列。端粒DNA是由简单的DNA高度重复序列组成的，染色体末端沿着5'到3'方向的链富含GT。

端粒、着丝粒和复制原点是染色体保持完整和稳定的三大要素。同时，端粒又是基因调控的特殊位点, 常可抑制位于端粒附近基因的转录活性。

端粒酶作用： 细胞中有种酵素负责端粒的延长，其名为端粒酶，它是基本的核蛋白逆转录酶，可将端粒DNA加至真核细胞染色体末端。

具体有以下的作用：⑴端粒在不同物种细胞中对于保持染色体稳定性和细胞活性有重要作用，端粒酶能延长缩短的端粒，从而增强体外细胞的增殖能力。⑵端粒酶在正常人体组织中的活性

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