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临床执业医师考试生物化学知识点精讲

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3.rna的生物合成(一般考点)

3.1.概念

存在两种方式

①dna指导的rna合成，称为转录

②rna指导的rna合成，称为rna复制(常见于病毒)。

3.2.真核转录体系的组成及转录过程

①真核生物dna依赖性rna聚合酶：真核生物有3种不同的rna聚合酶：rna- pol i、ⅱ、ⅲ。mrna是各种rna中寿命最短、最不稳定，需经常重新合成。rna- pol ii是真核生物中最活跃的rna聚合酶。

②转录起始与延长：转录起始需要启动子、rna- pol和转录因子的参与。基因转录起始点上游存在dna序列，包括启动子、启动子上游元件或等近端调控元件和增强子等远隔序列，这些序列都可统称为顺式作用元件。能直接、间接辨认和结合转录上游区段dna的蛋白质，现已发现数百种，统称为反式作用因子。反式作用因子中，直接或间接结合rna聚合酶的，则称为转录因子。

③转录终止：真核生物的转录终止，是和转录后修饰密切相关的。

3.3.转录后加工过程

转录生成的rna是初级rna转录物，几乎所有的初级rna转录物都要经过加工才能成为具有功能的成熟rna。加工主要在细胞核中进行。

①首、尾修饰：形成mrna的5ˊ-末端有7-甲基鸟嘌呤的帽结构。此过程由加帽酶和甲基转移酶催化完成。真核生物mrna，除组蛋白的mrna之外，在3ˊ端都有poly a尾结构。

②前体mrna的剪接：核内转录初级产物的分子量常比胞浆内成熟mrna大几倍，甚至数十倍，称为不均一核内rna。真核生物基因中最终出现于mrna中的序列为外显子，不出现于mrna中的序列为内含子。去除初级转录产物上的内含子，把外显子连接为成熟的rna，称为剪接。

③mrna编辑：有些基因编码的蛋白质产物的氨基酸序列于基因初级转录物的序列并不完全对应，是由mrna上的一些序列经编辑而形成。

④rrna前体加工：真核细胞的18srna基因、5.8srna基因、28srna基因串联在一起构成一个转录单位，称rrna。每个rrna单位先转录产生45s的rrna前体。随后经剪接生成18s、5.8s及28s的rrna。rrna成熟后，就在核仁上装配，与核蛋白体蛋白质一起形成核蛋白体，输出胞浆。

⑤trna前体加工：包括把核苷酸的碱基修饰为稀有碱基，经加工后的trna才成为有活性的trna。过程包括：切除前体中5ˊ端一部分序列;切除3ˊ端的两个核苷酸，再由核苷酸转移酶加上cca;特殊核苷酸的碱基经化学修饰为稀有碱基;通过剪接切除内含子。

例题：

真核生物的核糖体中rrna包括

a.5s、16s和23srrna

b.5s、5.8s、18s和28srrna

c.5.8s 、16s、18s和23srrna

d.5s、16s、18s和5.8srrna

e.5s、5.8s和28srrna

答案：b

知识点三： 蛋白质的生物合成

蛋白质的生物合成的概述

1.1.概念

蛋白质的生物合成又称翻译：是以mrna为模板，按照mrna分子中由核苷酸组成的密码信息合成蛋白质分子中氨基酸序列的过程。

蛋白质是遗传信息表现的功能形式，是生命活动的物质基础。蛋白质的生物合成体系包括20种原料氨基酸、模板mrna、氨基酸的运载工具trna、肽链的装配机核蛋白体、某些重要的酶类和蛋白质因子、能源物质gtp和atp，以及无机离子等。生物合成具体包括3个反应过程：①氨基酸的活化②肽链的生物合成③肽链形成后的加工过程。

1.2.蛋白质生物合成体系和遗传密码

蛋白质的生物合成是一个由多种分子参与的复杂过程。

1)mrna：mrna是蛋白质生物合成的直接模板。存在于mrna的开放阅读框架区的三联体形式的核苷酸序列称为密码子。由a、g、c、u这4种核苷酸可组合成64个三联体密码子。aug作为起始密码子。3个密码子uaa、uag、uga不编码任何氨基酸，只作为肽链合成终止的信号，称为终止密码子。

遗传密码具有以下重要特点：①方向性(5′→3′);连续性(密码子及密码子的各碱基之间没有间隔)②简并性(一种氨基酸可具有两个或两个以上的密码子)③通用性(遗传密码基本上适用于生物界的所有物种)④摆动性(第3位密码子与第1位反密码子之间的配对并不严格)。密码子的特异性主要由头两位核苷酸决定。

2)核蛋白体：rrna和多种蛋白质构成核蛋白体。蛋白质生物合成的场所。核蛋白体由大、小两个亚基组成。核蛋白体上的p位 、a位分别结合肽酰-trna和氨基酰-trna。

3)trna：运载氨基酸的作用。还起适配器的作用，即mrna序列中密码子的排列顺序通过trna“改写”成多肽链中氨基酸的排列顺序。氨基酸与特定trna分子结合，形成氨基酰-trna。氨基酰-trna是氨基酸的活化形式。

4)蛋白质生物合成需要的酶类、蛋白质因子等：参与蛋白质生物合成的重要酶有：氨基酰-trna合成酶，转肽酶和转位酶等。重要的蛋白质因子包括起始因子、延长因子、释放因子(又称终止因子)等。

5)氨基酸的活化：氨基酸与特异的trna结合形成氨基酰-trna的过程称为氨基酸的活化。氨基酸的活化由氨基酰-trna合成酶催化生成，每个氨基酸活化需消耗2个高能磷酸键。氨基酰-trna合成酶对底物氨基酸和trna都有高度特异性。

6)肽链的生物合成过程：包括起始、延长(进位;成肽;转位)、终止三个阶段。

7)蛋白质翻译后修饰：新合成的肽链不具备蛋白质的生物学活性，必须经过复杂的加工过程才能转变为具有天然构象的功能蛋白质，这一加工过程称为翻译后修饰。包括：折叠、n-端和c-端的化学修饰、氨基酸残基的化学修饰(糖基化;羟基化;甲基化;磷酸化;二硫键形成;亲脂性修饰)、水解加工、蛋白质空间结构修饰。

例题：

蛋白质合成后经化学修饰的氨基酸是：

a.半胱氨酸

b.羟脯氨酸

c.甲硫(蛋)氨酸

d.丝氨酸

e.酪氨酸

答案：b

1.3.蛋白质合成与医学的关系

蛋白质生物合成是很多抗生素和某些毒素的作用靶点：

①干扰素：干扰素可抑制病毒的繁殖，保护宿主细胞。在某些病毒双链rna存在时，干扰素能诱导特异的蛋白激酶活化，该活化的蛋白激酶使eif-2磷酸化而失活，从而抑制病毒蛋白质合成。

此外干扰素能与双链rna共同活化特殊的2′-5′寡聚腺苷酸合成酶，催化atp聚合，生成2′-5′寡聚腺苷酸，后者活化核酸内切酶rnase l，以降解病毒mrna，从而阻断病毒蛋白质合成。

②抗生素：抗生素是一类由某些真菌、细菌等微生物产生的药物，抗生素可通过影响翻译的不同过程，达到抑菌的作用。(表2)。

③其他：白喉毒素是真核细胞蛋白质合成的抑制剂。

表4-2常用抗生素抑制蛋白质生物合成的原理与应用

抗生素

作用位点

作用原理

应用

伊短菌素

原核、真核核蛋白体小亚基

阻碍翻译起始复合物的形成

抗肿瘤药

四环素、土霉素

原核核蛋白体小亚基

抑制氨基酰-trna与小亚基结合

抗菌药

链霉素、新霉素

原核核蛋白体小亚基

改变构象引起读码错误、抑制起始

抗菌药

氯霉素、林可霉素、红霉素

原核核蛋白体大亚基

抑制转肽酶、阻断肽链延长

抗菌药

嘌呤霉素

原核、真核核蛋白体

是肽酰基转移到它的氨基上后脱落

抗肿瘤药

放线菌酮

真核核蛋白体大亚基

抑制转肽酶、阻断肽链延长

医学研究

夫西地酸、细球菌素

ef-g

抑制ef-g、阻止转位

抗菌药

大观霉素

原核核蛋白体小亚基

阻止转位

抗菌药

例题：

能有效抑制哺乳动物蛋白质生物合成的物质是

a.四环素

b.链霉素

c.氯霉素

d.红霉素

e.白喉毒素

答案：e

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