Question

【題目】鐵蛋白是細胞內儲存多余Fe3＋的蛋白，鐵蛋白合成的調節與游離的Fe3＋、鐵調節蛋白、鐵應答元件等有關。鐵應答元件是位于鐵蛋白mRNA起始密碼上游的特異性序列，能與鐵調節蛋白發生特異性結合，阻遏鐵蛋白的合成。當Fe3＋濃度高時，鐵調節蛋白由于結合Fe3＋而喪失與鐵應答元件的結合能力，核糖體能與鐵蛋白mRNA一端結合，沿mRNA移動，遇到起始密碼后開始翻譯(如下圖所示)。回答下列問題：

(1)圖中甘氨酸的密碼子是__ ___，鐵蛋白基因中決定“”的模板鏈堿基序列為___ ____。

(2) Fe3＋濃度低時，鐵調節蛋白與鐵應答元件結合干擾了____ ___，從而抑制了翻譯的起始；Fe3＋濃度高時，鐵調節蛋白由于結合Fe3＋而喪失與鐵應答元件的結合能力，鐵蛋白mRNA能夠翻譯。這種調節機制既可以避免________對細胞的毒性影響，又可以減少___ _ 。

(3)若要改造鐵蛋白分子，將圖中色氨酸變成亮氨酸(密碼子為UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG)，可以通過改變DNA模板鏈上的一個堿基來實現，即由___ ____ _。

Answer 1

【答案】(1)GGU …CCACTGACC…

(2)核糖體在mRNA上的結合移動 Fe3＋ 細胞內物質和能量的浪費

(3) C→A

【解析】（1）據圖可知，攜帶的tRNA是最左邊已經離開核糖體的那個，上面的反密碼子是甘氨酸的反密碼子（tRNA上）是CCA，根據堿基互補配對原則，甘氨酸的密碼子是GGU。據圖可知，鐵蛋白基因中決定“-甘-色-天-…”的mRNA鏈堿基序列為…GGUGACUGG…，根據堿基互補配對原則，其模板鏈堿基序列為…CCACTGACC…，另外一條鏈…GGTGACTGG…。

（2）Fe3+濃度低時，鐵調節蛋白與鐵應答元件結合，核糖體不能與鐵蛋白mRNA一端結合，不能沿mRNA移動，從而抑制了翻譯的開始；Fe 3+濃度高時，鐵調節蛋白由于結合Fe3+而喪失與鐵應答元件的結合能力，鐵蛋白mRNA能夠翻譯。這種調節機制既可以避免Fe 3+對細胞的毒性影響（鐵蛋白是細胞內儲存多余Fe3+的蛋白），又可以減少細胞內物質和能量的浪費。

（3）指導鐵蛋白合成的mRNA的堿基序列上存在不能決定氨基酸的密碼子（鐵應答元件、終止密碼等），故合成的鐵蛋白mRNA的堿基數遠大于3n，在鐵蛋白合成過程中最多可產生水分子=氨基酸的個數-肽鏈=n-1個。

（4）色氨酸的密碼子為UGG，亮氨酸的密碼子有UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG，其中與色氨酸的密碼子相差最小的是UUG，即可由UGG變為UUG，故DNA模板鏈上的堿基變化是由C→A。