Question

【題目】鐵蛋白是細(xì)胞內(nèi)儲(chǔ)存多余Fe3＋的蛋白，鐵蛋白合成的調(diào)節(jié)與游離的Fe3＋、鐵調(diào)節(jié)蛋白、鐵應(yīng)答元件等有關(guān)。鐵應(yīng)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(diào)節(jié)蛋白發(fā)生特異性結(jié)合，阻遏鐵蛋白的合成。當(dāng)Fe3＋濃度高時(shí)，鐵調(diào)節(jié)蛋白由于結(jié)合Fe3＋而喪失與鐵應(yīng)答元件的結(jié)合能力，核糖體能與鐵蛋白mRNA一端結(jié)合，沿mRNA移動(dòng)，遇到起始密碼后開(kāi)始翻譯（如下圖所示）。回答下列問(wèn)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(shí)，鐵調(diào)節(jié)蛋白與鐵應(yīng)答元件結(jié)合干擾了核糖體在mRNA上的___________，從而抑制了翻譯的起始；Fe3＋濃度高時(shí)，鐵調(diào)節(jié)蛋白由于結(jié)合Fe3＋而喪失與鐵應(yīng)答元件的結(jié)合能力，鐵蛋白mRNA能夠翻譯。這種調(diào)節(jié)機(jī)制既可以避免____________對(duì)細(xì)胞的毒性影響，又可以減少細(xì)胞內(nèi)____________________的浪費(fèi)。

（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(guò)改變DNA模板鏈上的一個(gè)堿基來(lái)實(shí)現(xiàn)，即由________變?yōu)?/span>________。

Answer 1

【答案】GGU CCACTGACC 移動(dòng) Fe3+ 物質(zhì)和能量 C A

【解析】

分析題圖：鐵應(yīng)答元件是位于鐵蛋白mRNA起始密碼上游的特異性序列，根據(jù)攜帶甘氨酸的tRNA的反密碼子CCA，可以判斷甘氨酸的密碼子為GGU，-甘一色-天-對(duì)應(yīng)的密碼子為…GGUGACUGG，…判斷模板鏈堿基序列為…CCACTGACC…．色氨酸密碼子為UUG，對(duì)應(yīng)模式鏈堿基序列為ACC，當(dāng)?shù)诙�個(gè)堿基C-A時(shí)，此序列對(duì)應(yīng)的密碼子變?yōu)?/span>UUG，恰為亮氨酸密碼子。

（1）據(jù)圖可知，攜帶的tRNA是最左邊已經(jīng)離開(kāi)核糖體的那個(gè)，上面的反密碼子是甘氨酸的反密碼子（tRNA上）是CCA，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，甘氨酸的密碼子是GGU，據(jù)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(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，其模板鏈堿基序列為…CCACTGACC…，另外一條鏈…GGTGACTGG…。

（2）Fe3+濃度低時(shí)，鐵調(diào)節(jié)蛋白與鐵應(yīng)答元件結(jié)合，核糖體不能與鐵蛋白mRNA一端結(jié)合，不能沿mRNA移動(dòng)，從而抑制了翻譯的開(kāi)始；Fe3+濃度高時(shí)，鐵調(diào)節(jié)蛋白由于結(jié)合Fe3+而喪失與鐵應(yīng)答元件的結(jié)合能力，鐵蛋白mRNA能夠翻譯；

這種調(diào)節(jié)機(jī)制既可以避免Fe3+對(duì)細(xì)胞的毒性影響（鐵蛋白是細(xì)胞內(nèi)儲(chǔ)存多余Fe3+的蛋白），又可以減少細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)和能量的浪費(fèi)。

（3）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?yōu)?/span>UUG，故DNA模板鏈上的堿基變化是由C→A。