線粒體DNA(mtDNA)的轉(zhuǎn)錄調(diào)控對(duì)維持線粒體的正常功能至關(guān)重要。mtDNA的2條鏈分別稱為重鏈和輕鏈。
(1)mtDNA的轉(zhuǎn)錄過程與核DNA相似,在 RNA聚合RNA聚合酶的作用下,游離的 核糖核苷酸核糖核苷酸依次連接,合成mRNA。
(2)環(huán)境變化信號(hào)會(huì)誘導(dǎo)7SRNA在線粒體中積累,科研人員推測(cè)7SRNA可以調(diào)控mtDNA輕鏈轉(zhuǎn)錄,并以mtDNA輕鏈為模板構(gòu)建體外轉(zhuǎn)錄體系來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
①科研人員設(shè)置了2組實(shí)驗(yàn),其中A組加入不同濃度的7SRNA,B組加入不同濃度的無關(guān)RNA作為 對(duì)照對(duì)照;
②檢測(cè)體系中mtDNA輕鏈轉(zhuǎn)錄的mRNA生成量,據(jù)圖1可知,7SRNA 抑制抑制(填“促進(jìn)”、“抑制”或“不影響”)mtDNA的轉(zhuǎn)錄。
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(3)圖2所示為mtDNA輕鏈的轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物,由酶POLRMT、轉(zhuǎn)錄因子(TFAM和TFB2M)和mtDNA輕鏈啟動(dòng)子組成。7SRNA可以與轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物中某種成分結(jié)合,誘導(dǎo)其空間結(jié)構(gòu)改變進(jìn)而影響轉(zhuǎn)錄。為確定7SRNA結(jié)合的具體成分,科學(xué)家進(jìn)行體外轉(zhuǎn)錄實(shí)驗(yàn),檢測(cè)mtDNA輕鏈mRNA的生成情況,結(jié)果見下表。
實(shí)驗(yàn)處理 | 不用7SRNA處理 | 用7SRNA處理 | 用7SRNA處理 | |||
一段時(shí)間后加入POLRMT | 一段時(shí)間后加入TFAM | 一段時(shí)間后加入TFB2M | 一段時(shí)間后加入mtDNA | |||
mtDNA輕鏈mRNA的生成情況 | + | - | + | - | - | - |
根據(jù)表中結(jié)果7SRNA結(jié)合的成分應(yīng)為
POLRMT
POLRMT
,判斷的依據(jù)是 體外轉(zhuǎn)錄體系中添加7SRNA后轉(zhuǎn)錄不能發(fā)生,再次加入POLRMT后,生成mtDNA輕鏈mRNA
體外轉(zhuǎn)錄體系中添加7SRNA后轉(zhuǎn)錄不能發(fā)生,再次加入POLRMT后,生成mtDNA輕鏈mRNA
。該成分在與7SRNA結(jié)合時(shí),會(huì)聚合形成二聚體。(4)繼續(xù)研究發(fā)現(xiàn)高濃度的7SRNA會(huì)誘導(dǎo)線粒體中mtEXO(RNA降解酶復(fù)合體)的形成,從而形成一個(gè)完整的mtDNA轉(zhuǎn)錄調(diào)控系統(tǒng),維持線粒體基因表達(dá)的動(dòng)態(tài)平衡過程。綜合題中信息,請(qǐng)完成圖示,闡明mtDNA輕鏈轉(zhuǎn)錄的調(diào)控機(jī)制。
【考點(diǎn)】遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯.
【答案】RNA聚合;核糖核苷酸;對(duì)照;抑制;POLRMT;體外轉(zhuǎn)錄體系中添加7SRNA后轉(zhuǎn)錄不能發(fā)生,再次加入POLRMT后,生成mtDNA輕鏈mRNA
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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