Question

【題目】當某些基因轉錄形成的mRNA分子難與模板鏈分離時，會形成三鏈核酸結構，稱為R環（如圖所示），由于新產生的mRNA與DNA模板鏈形成了穩定的雜合鏈，導致該片段中DNA模板鏈的互補鏈只能以單鏈狀態存在。請回答下列相關問題：

（1）R環常出現在轉錄過程中，圖中酶A為__________。三鏈雜合片段中嘌呤堿基總數不一定等于嘧啶堿基總數，原因是________________________________________。

（2）R環通常出現在DNA非轉錄模板鏈上含較多堿基G的片段，富含G的片段容易形成R環的原因是________________________________________。

（3）R環的形成會降低DNA的穩定性，導致mRNA分子和模板DNA分子出現差錯。若轉錄出的mRNA不能指導蛋白質的合成，則原因可能是____________________；若DNA分子中部分堿基對發生缺失，則該DNA分子中嘌呤堿基所占比例__________（填不變、增大或減小），其原因是________________________________________。

Answer 1

【答案】RNA聚合酶 RNA鏈中嘌呤堿基總數與嘧啶堿基總數不一定相等（或雜合鏈部分因嘌呤堿基與嘧啶堿基配對，嘌呤堿基與嘧啶堿基的數量相等，但DNA單鏈部分嘌呤堿基與嘧啶堿基數量不一定相等） 模板鏈與mRNA之間形成的氫鍵比例高，mRNA不易從模板鏈上脫離 mRNA上的起始密碼子消失 不變 DNA分子中堿基對由嘌呤堿基與嘧啶堿基組成，當嘌呤堿基增減時，嘧啶堿基也將相應的隨之增減

【解析】

據圖題意分析，DNA轉錄過程中，以DNA的一條鏈為模板，合成信使RNA，當轉錄形成的mRNA從分子與模板鏈不易分離時，會形成RNA-DNA雜交鏈，此時非模板鏈、RNA-DNA雜交體共同構成三鏈雜合片段。

（1）催化轉錄過程的酶A是RNA聚合酶；三鏈雜合片段是由兩條DNA分子鏈和單鏈的RNA組成，RNA鏈中嘌呤堿基總數與嘧啶堿基總數不一定相等（或雜合鏈部分因嘌呤堿基與嘧啶堿基配對，嘌呤堿基與嘧啶堿基的數量相等，但DNA單鏈部分嘌呤堿基與嘧啶堿基數量不一定相等），所以三鏈雜合片段中嘌呤堿基總數不一定等于嘧啶堿基總數。

（2）根據堿基互補配對的原則，GC配對形成3個氫鍵，AT配對形成2個氫鍵，氫鍵數目越多，模板鏈與mRNA之間形成的氫鍵比例高，mRNA不易從模板鏈上脫離，所以富含G的片段容易形成R環。

（3）核糖體與mRNA上的起始密碼子結合后，開始翻譯過程，指導蛋白質的合成，如果mRNA上的起始密碼子消失，則轉錄出的mRNA不能指導蛋白質的合成；DNA分子中部分堿基對發生缺失，但DNA分子中堿基對由嘌呤堿基與嘧啶堿基組成，并且按照堿基互補配對的原則進行配對，當嘌呤堿基增減時，嘧啶堿基也將相應的隨之增減，因此嘌呤堿基所占比例不變。