二、简答题1. 试写出胸腺嘧啶二聚体造成DNA损伤的三种修复方式。
(1)直接修复
生物体内存在一种光裂合酶,在可见光存在下,可以直接切断嘧啶二聚体之间形成的化学键,使DNA损伤修复。
(2)切除修复
可以画图,标注主要的酶,并说明过程。
(3)重组修复
在DNA进行复制时,当一条DNA的某一部分存在嘧啶二聚体时,则DNA的复制酶系无法在损伤部位以碱基配对方式合成新的DNA子链,因此DNA的复制酶系跳过损伤部位,继续以后面正常DNA为模板合成DNA子链,空缺的部分由损伤DNA链的互补链移动相应的片段弥补。
2. 简述核酸变性和复性的过程,列述影响溶解温度和复性速度的主要因素。
(1)核酸变性和复性的过程
①把在中性溶液中具有很高黏度的DNA置于极端的pH或处于80℃以上高温时,DNA碱基对之间的氢键就会断裂,双链DNA解螺旋变成单链,发生变性。
②当温度降低或pH恢复到生理范围内时,双链DNA之间解螺旋的段落又会重新退火产生完整的双螺旋,即发生复性。
(2)影响解链温度的因素
(G+C)含量、溶液的离子强度、溶液的pH及变性剂。
(3)影响复性速度的因素
片段的大小、浓度及其复杂性、溶液的离子强度。
3. 为什么m
7GTP能够抑制真核细胞的蛋白质合成,但不抑制原核细胞的蛋白质合成?相反,人工合成的SD序列能够抑制原核细胞的蛋白质合成,但不抑制真核细胞的蛋白质合成?
(1)m7GTP之所以能够抑制真核细胞的蛋白质合成是因为它是真核细胞mRNA的5′帽子结构的类似物,能够竞争性的结合真核细胞蛋白质合成起始阶段所必需的帽子结合蛋白(一种特殊的起始因子);原核细胞mRNA的5′端没有帽子结构,因此m7GTP不会影响到它翻译的起始。
(2)SD序列是存在于原核细胞mRNA的5′端非编码区的一段富含嘌呤碱基的序列,它能够与核糖体小亚基上的16SrRNA的3′端的反SD序列通过互补结合,这种结合对原核细胞翻译过程中起始密码子的识别非常重要,将人工合成的SD序列加到翻译体系中,必然会干扰到mRNA所固有的SD序列与16SrRNA的反SD序列的相互作用,从而竞争性抑制原核细胞蛋白质合成的起始。
4. 请解释酶与底物结合的诱导契合学说。
酶分子的活性部位有一定的柔性,当底物与酶分子相互靠近时,可以诱导酶蛋白的构象发生相应的变化,使活性部位上各个结合基团与催化基团达到对底物结构正确的空间排列与定向,使酶与底物结合形成中间复合物,并使底物发生化学反应。
5. 简述三羧酸循环的生物学意义。
三羧酸循环是糖分解的主要途径,为生物体提供大量的能量,同时三羧酸循环的中间代谢物可以作为其他生物合成的前提来源,所以,三羧酸循环具有分解代谢和合成代谢的双重性。
6. 延长因子EF-Tu、EF-Ts的功能是什么?EF-Tu、EF-Ts如何起作用?
(1)延长因子EF-Tu、EF-Ts的功能
功能是促进肽链的延伸,在延伸过程中需要GTP参与。
(2)EF-Tu、EF-Ts的作用方式
EF-Tu很不稳定,而EF-Ts较稳定。EF-Tu先与GTP结合,再与氨酰-tRNA结合,形成一个复合物,再与70S起始复合物相结合,并释放出EF-TuGDP。EF-Tu-GDP再与EF-Ts作用,而EF-Ts的作用则是把EF-Tu从EF-Tu-GDP中释放出来,再与另一分子GTP反应,重新形成EF-Tu-GTP的活性形式,并参与下一轮反应。
7. DNA样品在水浴中加热到一定温度,然后冷至室温,测其OD
260。请问在下列情况下,加热与退火前后,OD
260的变化如何?(1)加热的温度接近该DNA的T
m值;(2)加热的温度远远超过该DNA的T
m值。
(1)加热的温度接近该DNA的Tm值,开始退火复性后的OD260与变性前完全相同,因为在接近Tm值的温度时,DNA的两条链并未完全分开,所以复性可以达到与变性前相同的程度。
(2)加热的温度远远超过该DNA的Tm值,退火复性后OD260比变性前高,因为远远超过Tm值的温度时,DNA的两条链完全分开,复性不容易达到与变性前相同的程度。
8. 试述尿素循环的意义和能量消耗情况。
(1)尿素循环的意义
形成1分子尿素实际上可清除2分子氨基氮及1分子二氧化碳。尿素是中性无毒物质,因此形成尿素不仅可以解除氨的毒性,还可以减少体内二氧化碳溶于血液所产生的酸性。
(2)尿素形成的能量消耗
每生成1分子尿素,需水解3分子ATP中的4个高能磷酸转移基团,其中2分子ATP用于氨甲酰磷酸的生成,1分子ATP用于精氨琥珀酸的生成,反应中产生AMP和焦磷酸,后者可进一步水解成2分子磷酸,消耗1个高能磷酸转移基团。
三、分析论述题1. 什么是蛋白质辅基?以肌红蛋白为例,阐述辅基与蛋白质结构、功能的关系。
(1)蛋白质辅基是缀合蛋白质(结合蛋白质)分子中的非蛋白质部分。相对于辅酶而言,辅基与蛋白质分子结合紧密,以共价键相连,不能被普通透析技术除去。辅基是整个分子的一部分,是蛋白质实现功能所必需的,脱辅基蛋白会部分甚至完全丧失活性。
(2)肌红蛋白的完整结构由1个血红素辅基和1个珠蛋白(或多肽链)组成。血红素辅基由卟啉环和Fe原子两部分组成,位于珠蛋白分子表面裂缝的疏水微环境中。血红素辅基本身有结合氧的能力,但结合能力很强;当它与多肽链结合后,Fe原子除了与卟啉环上的4个N原子分别形成4个配位键外,在环一侧与附近多肽链上的His形成1个配位键,在环另一侧则与氧以一定角度形成1个配位键。这种结构赋予肌红蛋白可逆结合氧的能力。