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___________，從而抑制了翻譯的起始；Fe3+濃度高時(shí)，___________________________，鐵蛋白mRNA能夠翻譯。

（3）當(dāng)鐵蛋白基因表達(dá)時(shí)，少數(shù)鐵蛋白mRNA分子就可以迅速合成大量鐵蛋白的原理是_______。

（4）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__________。

Answer 1

【答案】GGU …CCACTGACC… 核糖體在mRNA上的結(jié)合與移動(dòng) 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 一個(gè)mRNA分子上可相繼結(jié)合多個(gè)核糖體，同時(shí)進(jìn)行多條肽鏈的合成 C→A（C-G→A-T或G-C→T-A）

【解析】

分析圖文：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…。

（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。

（3）翻譯過(guò)程中，mRNA分子可以被重復(fù)利用，在一個(gè)mRNA分子上可相繼結(jié)合多個(gè)核糖體，同時(shí)進(jìn)行多條肽鏈的合成，從而指導(dǎo)迅速合成出大量的蛋白質(zhì)。

（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?yōu)?/span>UUG，故DNA模板鏈上的堿基變化是由C→A。