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氨基酸家族的新成員
氨基酸是蛋白質(zhì)的基本單位,在遺傳信息的傳遞過程中,由AUCG四種堿基構(gòu)成的“核酸語言”,通過三個堿基形成的密碼子轉(zhuǎn)變成20種常見的天然氨基酸組成的“蛋白質(zhì)語言”。人們很早就破 譯得到包括64個密碼子的傳統(tǒng)密碼子表(下表中為部分密碼子)。
第一個字母 第二個字母 第三個字母
U C A G
U 苯丙氨酸 絲氨酸 酪氨酸 半胱氨酸 U
苯丙氨酸 絲氨酸 酪氨酸 半胱氨酸 C
亮氨酸 絲氨酸 終止 終止 A
亮氨酸 絲氨酸 終止 色氨酸 G
…… …… ……
1986 年,科學家在研究谷胱甘肽過氧化物酶的作用時,發(fā)現(xiàn)了硒代半胱氨酸(sec)。通過比較含硒(s)多肽鏈的基因序列和氨基酸序列,證實了終止密碼子UGA是編碼Sec的密碼子。因為這種新發(fā)現(xiàn)的氨基酸在結(jié)構(gòu)上可視為半胱氨酸(如圖)側(cè)鏈上的S元素被Se取代的產(chǎn)物,所以它被稱為Sec.又因為它是在20種常見的天然蛋白質(zhì)氨基酸之后發(fā)現(xiàn)的,所以又稱為第21種蛋白質(zhì)氨基酸。
研究發(fā)現(xiàn),密碼子UGA通常作為蛋白質(zhì)合成的終止密碼子,但當mRNA鏈UGA密碼子后面出現(xiàn)一 段特殊序列時,UGA才成為Sec的密碼子,使Sec摻入到多肽鏈中去。后來科學家發(fā)現(xiàn)某些古細菌以 及包括哺乳動物在內(nèi)的動物體中的Sec也都是由UGA編碼。
Sec是蛋白質(zhì)中硒的主要存在形式,也是唯一的含有準金屬元素的氨基酸。迄今為止,Sec已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)是25種含硒酶的活性中心,是含硒酶的靈魂,如果沒有這第21種氨基酸,含硒酶就無法工作,人就會出各種各樣的病癥。如谷胱甘肽過氧化物酶是人體內(nèi)廣泛存在的一種重要的過氧化物分解 酶,它能催化有毒的過氧化物還原成無毒的羥基化合物,從而保護細胞膜的結(jié)構(gòu)及功能不受過氧化 物的干擾及損害。
人體的“第21種氨基酸--硒代半胱氨酸”的發(fā)現(xiàn)說明科學是一個發(fā)展的過程,科學知識也 隨著研究的深入而不斷改變著。
(1)請根據(jù)上述文章內(nèi)容對傳統(tǒng)密碼子表提出一處修正意見:
密碼子表中 UGA 位置可以是終止或硒代半胱氨酸
密碼子表中 UGA 位置可以是終止或硒代半胱氨酸
。Sec的密碼子為UGA,DNA分子上與該密碼子對應的堿基對序列是
ACT
TGA
ACT
TGA
。
(2)請畫出Sec的側(cè)鏈基團(R 基):
-CH2-SeH
-CH2-SeH
。
(3)當核糖體進行翻譯時,終止密碼子沒有相應的RNA結(jié)合,而是與終止因子(一種蛋白質(zhì))結(jié)合,翻
譯終止。mRNA上的密碼子UGA是對應翻譯終止還是編碼Sec呢?有人曾經(jīng)提出過“終止因子與攜帶Sec的tRNA競爭結(jié)合密碼子UGA”的假設,請結(jié)合文中內(nèi)容判斷研究結(jié)果是否支持該假設,并在下表中相應位置寫出理由。
支持 不支持
不支持,只有 UGA 后面有特殊序列時,才成為 Sec 的密碼子,該位置是終止還是編碼氨基酸是確定的,二者不是競爭關(guān)系
不支持,只有 UGA 后面有特殊序列時,才成為 Sec 的密碼子,該位置是終止還是編碼氨基酸是確定的,二者不是競爭關(guān)系
(4)文中提到某些古細菌以及包括哺乳動物在內(nèi)的動物體中的Sec也都是由密碼子UGA編碼”,這也為“現(xiàn)存的豐富多樣的物種是由
共同祖先
共同祖先
長期進化形成的提供了證據(jù)。
(5)硒是人體生命活動不可缺少的微量元素,被國內(nèi)外醫(yī)藥界和營養(yǎng)學界稱為“長壽元素”,請根據(jù) 文中提供的資料進行解釋
硒元素可以構(gòu)成含有 Sec 的蛋白質(zhì),補充硒元素能夠保證含硒酶的正常合成并發(fā)揮作用,減少由于過氧化物造成的細胞損傷和衰老,達到長壽的結(jié)果
硒元素可以構(gòu)成含有 Sec 的蛋白質(zhì),補充硒元素能夠保證含硒酶的正常合成并發(fā)揮作用,減少由于過氧化物造成的細胞損傷和衰老,達到長壽的結(jié)果

【答案】密碼子表中 UGA 位置可以是終止或硒代半胱氨酸;
ACT
TGA
;-CH2-SeH;無;不支持,只有 UGA 后面有特殊序列時,才成為 Sec 的密碼子,該位置是終止還是編碼氨基酸是確定的,二者不是競爭關(guān)系;共同祖先;硒元素可以構(gòu)成含有 Sec 的蛋白質(zhì),補充硒元素能夠保證含硒酶的正常合成并發(fā)揮作用,減少由于過氧化物造成的細胞損傷和衰老,達到長壽的結(jié)果
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:23引用:2難度:0.5
相似題
  • 1.下列關(guān)于密碼子的敘述,正確的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2025/1/14 8:0:1組卷:1引用:1難度:0.8
  • 菁優(yōu)網(wǎng)2.近年誕生的具有劃時代意義的CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)可準確地進行基因定點編輯。CRISPR/Cas9系統(tǒng)最早是在細菌中發(fā)現(xiàn)的,它是通過向?qū)NA識別外源DNA,并引導核酸內(nèi)切酶Cas9到一個特定的基因位點將其切割去除,以抵御外源DNA的入侵。科學家通過設計向?qū)NA中長度為20個堿基的識別序列,可達到切割目標DNA上特定位點的目的,如圖:
    (1)細菌中向?qū)NA的合成以
     
    為原料,催化該反應的酶是
     
    ,此過程稱為
     
    。
    (2)Cas9蛋白在細胞中的
     
    上合成,該過程中,提供信息指導合成多肽鏈的是
     
    分子,此外還需要tRNA參與。tRNA的作用是
     

    (3)向?qū)NA與目標DNA之間的識別遵循
     
    原則,若圖中α鏈剪切點附近序列為“…TCCACAATC…”,則向?qū)NA相應的識別序列應設計為“…
     
    …”。
    (4)關(guān)于CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)的描述,正確的是
     
    (多選)
    A.向?qū)NA是單鏈RNA,其內(nèi)部有氫鍵
    B.向?qū)NA的堿基均能與目標DNA的堿基特異性結(jié)合
    C.Cas9蛋白通過破壞目標DNA 氫鍵來切割DNA
    D.基因編輯技術(shù)可應用于基因敲除或基因定點突變

    發(fā)布:2025/1/3 8:0:1組卷:7引用:1難度:0.6
  • 3.RNA編輯是某些RNA,特別是mRNA前體的一種加工方式,如插入、刪除或取代一些核苷酸,導致DNA所編碼的mRNA發(fā)生改變。載脂蛋白基因編碼區(qū)共有4563個密碼子對應的堿基對,在表達過程中存在RNA編輯現(xiàn)象。如圖是在哺乳動物肝臟和腸組織中分離到的載脂蛋白mRNA序列,兩種RNA只有圖示中的堿基不同。據(jù)此分析,下列敘述正確的是(  )
    菁優(yōu)網(wǎng)

    發(fā)布:2025/1/3 8:0:1組卷:2引用:1難度:0.8
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