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1、第十二章 RNA 的生物合成转录 一. 课后习题第十二章 RNA 的生物合成转录 一. 课后习题 1. 比较四类聚合酶（即 DNA 指导的 DNA 聚合酶，DNA 指导的 RNA 聚合酶，RNA 指导的 RNA聚合酶，RNA 指导的 DNA 聚合酶）性质和作用的异同。 2. 为什么 RNA 易被碱水解，而 DNA 不容易被碱水解？真核生物三类启动子各有何结构特点？ 3. 下列是 DNA 的一段碱基序列：AGCTTGCAACGTTGCAA CGTTGCATTAG （1） 写出 DNA 聚合酶以上面的 DNA 片段为模板，复制出的 DNA 碱基序列。 （2） 以（1）中复制出的 DNA 碱基序列为
2、模板，在 RNA 聚合酶催化下，转录出的 mRNA的碱基序列。 4. 3-脱氧腺苷-5-三磷酸是 ATP 的类似物，假设它相似到不能被 RNA 聚合酶识别。如果在 RNA 转录时细胞中存在少量的该物质，会有什么现象？ 5. 与 DNA 聚合酶不同，RNA 聚合酶没有校正活性，试解释为什么缺少校正功能对细胞并无害处。 6. 若 174 噬菌体 DNA 的碱基组成为：A，21%；G，29%；C，26%；T，24%，问由 RNA 聚合酶催化其转录产物 RNA 的碱基组成如何？ 7. 自我拼接反应和 RNA 作为催化剂的反应之间的区别是什么？ 8. 真核细胞 mRNA 加工过程包括哪四步？ 9. 以两
3、种 DNA 作为模板进行 DNA 合成，得到以下数据。试判断是对称转录，还是非对称转录，为什么？ DNA DNA 中 合成的 RNA 中 A+T/G+C AMP UMP GMP CMP DNA 甲 1.85 0.56 0.57 0.30 0.31 DNA 乙 2.39 1.83 1.04 0.35 0.85 二. 参考答案： 二. 参考答案： 1. 此类聚合酶的性质和作用异同如下： 聚合酶 性质 作用 DNA 指导的 DNA 聚合酶 原核有三种：DNApolyI 有纠错校正功能和切除引物， 修复损伤； DNApolyIII为复制酶；真核有 5 种。 以 dNTP 作为底物，以自身单链 DNA
4、为模板，合成 DNA，即DNA 复制。 DNA 指导的 RNA 聚合酶 由核心酶和 因子结合形成全酶， 核心酶具有催化功能， 因子本身不具有催化活性，作用是识别起始信号，发动转录。 以 NTP 作为底物，以正义 DNA为模板，转录 hnRNA。 RNA 指导的 RNA 聚合酶 Q 复制酶有 4 个亚基， 分别为 I， II，III，IIII，III 在聚合反应中磷酸二酯键形成的活性中心。 以 NTP 作为底物，以病毒 RNA为模板，复制 RNA。 RNA 指导的 DNA 聚合酶 由一个 基和一个 基组成，需要2 价阳离子和还原剂。兼有三种酶的功能：RNA 指导的 DNA 聚合酶功能，DNA 指
5、导的 DNA 聚合酶和核糖核酸酶H。 以单链 RNA 为模板，以 dNTP为底物合成DNA， 逆转录作用。2. RNA 用 0.31.0mol/L 的碱液在 37处理 1824h，则完全降解，得到 2-核苷酸和3-核苷酸。与 RNA 不同，DNA 一般对碱稳定，在同样条件下，稀碱不能将 DNA 水解成脱氧单核苷酸。这是因为 DNA 的脱氧核糖 2上没有-OH 基，不能形成环状的中间产物。如果在1.0mol/LNaOH 中加热至 100并水解 4h，可以得到小分子的寡聚脱氧核苷酸。 真核生物的三种启动子： （1）RNA 聚合酶 I 的启动子。转录 rRNA 的 I 酶所识别的启动子分为两个部分：
6、-40+5 称为近启动子，其功能是决定转录其起始的精确位置；-165-40称为远启动子，其功能是影响转录的频率。 （2）RNA 聚合酶 II 的启动子。催化 mRNA 合成，主要包括 4 个部位：第一个部位为帽子位点，就是转录的起始点，碱基大多为 A；第二个部位为 TATA 盒，共同的顺序也是富含 AT 的 7 个核苷酸；第三个部位为 CAAT 盒，其共同顺序为 GGC（或 T）CAATCT，位于-75 附近；第四个部位为增强子或促进子，一般距离起始点较远，在-100 或更远。 （3）RNA 聚合酶 III 的启动子。与前两种均不同，位于起始点的下游，称为下游启动子或内部启动子。如非洲爪蟾的
7、5SRNA 基因中，这个启动子位于+50+83。RNA聚合酶 III 在转录 tRNA 时，也是内部启动子，但与 5SRNA 基因不同的是，tRNA 基因的内部启动子由两个隔开的部分组成，分别称为 A 区和 B 区。 3.（1）TCGAACGTTGCAACGTTGCAACGTAATC （2）AGCUUGCAACGUUGCAACGUUGCAUUAG 4. 3-脱氧腺苷-5-三磷酸是 ATP 的类似物，假设它相似到不能被 RNA 聚合酶识别。如果在 RNA 转录时细胞中存在少量的该物质，在 DNA 转录过程中，3-脱氧腺苷-5-三磷酸参入到转录链中，由于 3-脱氧，下一个核苷酸不能与其形成 3，5
8、磷酸二酯键，转录链中断。如果 RNA 聚合酶能继续沿着模板链向下游滑动，转录仍继续进行。但在有 ATP参入的转录位点，3-脱氧腺苷-5-三磷酸又使转录链中断。这样所形成的转录产物均是以 3端为 3-脱氧腺苷-5-三磷酸的片断。 5. 与 DNA 聚合酶不同，RNA 聚合酶没有校正活性，同时 RNA 聚合酶无需引物，能直接在模板上合成 RNA 链， 由于合成的 RNA 只与模板 DNA 形成杂交体， 而与其他 DNA 不能形成杂交体。这说明转录是通过高度的碱基配对机制合成的，另外，转录有其严格的调控机制，对整个转录过程有精确的监控。 6. A，21%；G，29%；C，26%；U，24%。 7.
9、自我拼接反应和 RNA 作为催化剂的反应之间的区别： 自我拼接反应属于 RNA 分子内反应，而 RNA 作为催化剂是参与分子间的反应。自然界存在的核酶多数催化分子内反应，它们是 RNA 合成后加工的一种方式，包括自我切割、自我拼接、自我环化等。催化分子间反应得核酶通常都与蛋白质结合，形成核糖核蛋白复合物，如 RNaseP、1,4-葡聚糖分支酶、端粒酶、马铃薯邻苯二酚氧化酶等。从这些复合物种分离出的 RNA，有些单独即具催化活性，如 RNaseP 中的 M1RNA。生物体内一些非常重要的 RNA-蛋白质颗粒体，如核糖体、拼接体、编辑体及信号识别颗粒等也可看成是核酶的复合物。 8. 真核生物转录初
10、始产物 hnRNA 转变成 mRNA 的加工过程包括： （1）5端加帽。大部分真核 mRNA 中，7-甲基鸟苷与其 5端以特殊 5,5-三磷酸键连接，甲基通常存在于第一个和第二个核苷酸 2位。 （2）3末端的产生和加“尾” 。 在链的 3端切断并加上多聚腺苷酸（polyA）尾巴。 （3）选择性剪接。通过剪接除去由内含子转录来的序列。 （4）mRNA 链的内部核苷被甲基化。 9. 对称转录。 原因为： 知(1)DNA 甲中的 A+T/G+C=1.85， 而在合成的 RNA 中 AMP +UMP/ GMP+ CMP=1.82;(2) DNA 乙中的 A+T/G+C=2.39，而在合成的 RNA 中 AMP +UMP/ GMP+ CMP=2.24，由此知 DNA 甲的转录为对称性的。
