高级动物生化试题
问答题：
1. 简述非编码 RNA（non-coding RNA ）的种类、结构特点及其主要功能。非编码 RNA的种类结构和功能
1 tRNA 转运 RNA（transfer
RNA，tRNA）
结构特征之一是含有较多的修饰成分，核酸中大部分修饰成分是在 tRNA中发现的。修饰成分在 tRNA分子中的分布是有规律的，但其功能不清楚。 5’ 末端具有 G（大部分）或 C。3’末端都以 ACC的顺序终结。 有一个富有鸟嘌呤的环。有一个反密码子环， 在这一环的顶端有三个暴露的碱基， 称为反密码子（ anticodon ）. 反密码子可以与 mRNA链上互补的密码子配对。有一个胸腺嘧啶环。 tRNA 具有三叶草型二级结构以及“ L”型三级结构， tRNA 的不同种类及数量可对蛋白质合成效率进行调节。 tRNA 负责特异性读取
mRNA中包含的遗传信息，并将信息转化成相应氨基酸后连接到多肽链中。 tRNA 为每个密码子翻译成氨基酸提供了结合体，同时还准确地将所需氨基 酸运送到核糖体上。 鉴于 tRNA在蛋白质合成中的关键作用， 又把 tRNA称作第二遗传密码。 tRNA 还具有其他一些特异功能，例如，在没有核糖体或其他核酸分子参与下， 携带氨基酸转移至专一的受体分子， 以合成细胞膜或细胞壁组分；作为反转录酶引物参与 DNA合成；作为某些酶的抑制剂等。 有的氨酰 -tRNA 还能调节氨基酸的生物合成。
2 rRNA核糖体 RNA（ribosomal RNA, rRNA）
核糖体 RNA是细胞中最为丰富的 RNA，在活跃分裂的细菌细胞中占 80%以上。
他们是核糖体的组分，并直接参与核糖体中蛋白质的合成。核糖体是
rRNA
提供了一个核糖体内部的“脚手架” ，蛋白质可附着在上面。这种解释很直
接很形象，但是低估了 rRNA在蛋白质合成中的主动作用。较后续的研究表
明，rRNA并非仅仅起到物理支架作用，多种多样的
rRNA可起到识别、选择
tRNA 以及催化肽键形成等多种主动作用。例如：核糖体的功能就是 mRNA的指令将氨基酸合成多肽链。而这主要依靠核糖体识别 肽键形成而实现。 可以说核糖体是一个大的核酶 (
, 按照
tRNA 并催化
ribozyme) 。而核糖体的
催化功能主要是由 rRNA来完成的 , 蛋白质并没有直接参与。
3 tmRNA tmRNA主要包括 12 个螺旋结构和 4 个“假结”结构，同时还包括一个可译框架序列的单链 RNA结构。tmRNA中 H1 由 5’端和 3’端两个末端形成，与 tRNA的氨基酸受体臂相似。 H1 和 H2的 5’部分之间有一个由 10-13nt 形成的环，类似 tRNA 中的二氢尿嘧啶环，称为“ D”环。 H3 和 H4，H6 和H7， H8和 H9，H10和 H11之间分别形成 Pk1，pK2，pK3，pK4。H4和 H5 之
间则由一段包含编码标记肽 ORF的单链 RNA连接。H12由 5 个碱基对和 7nt
形成的环组成， 类似 tRNA中的 TΨC臂和 TΨC环，称为“ T”环。 tmRNA
结构按照功能进行划分可分为
tRNA类似域（ TLD）和 mRNA类似域（ MLD），
TLD 主要包括 H1,H2,H12, “D”环和“ T”环， MDL则包括 ORF和 H5，这两 部分分别具有类似 tRNA和 mRNA的功能。tmRNA是一类普遍存在于各种细菌
及细胞器（如叶绿体，线粒体）中的稳定小分子
RNA。它具有 mRNA分子和
tRNA 分子的双重功能，它在一种特殊的翻译模式——反式翻译模式中发挥 重要作用。同时，它与基因的表达调控以及细胞周期的调控等生命过程密
切相关，是细菌体内蛋白质合成中起“质量控制”的重要分子之一。识别
翻译或读码有误的核糖体，也识别那些延迟停转的核糖体，介导这些有问
题的核糖体的崩解。
4 核仁小 RNA(snoRNA) 绝大多数 snoRNA可归为两类 boxC/D snoRNA和 box H/ACA snoRNA，均具有保守的特征二级结构， boxC/D snoRNA类能
形成“发夹 - 铰链 - 发夹 - 尾部”状二级结构。 boxC/D snoRNA其分子两端的 box C,boxD以及末端配对序列能形成保守的“茎 - 内环 - 茎”状二级结构，称为“ K-turn ”结构。大多数 boxC/D snoRNA和 box H/ACA snoRNA分别具有指导 rRNA，snRNA或 tRNA前体中特定核苷 2’-O- 核糖甲基化修饰与假尿嘧
啶化修饰的功能； 少部分 snoRNA参与 rRNA前体的加工剪切，与 rRNA
的正确折叠和组装相关。
5
微 RNA（microRNAs；miRNA，小分子 RNA） 21~25
它是一类长度为nt 的
单链 RNA分子片段，有一个很有趣的共同特点，就是它的序列存在于茎环 结构中的茎上。这种茎环结构通常是由
70 多个核苷酸组成的不完全的发
RNA ，但不是严格互
夹结构，上面有一些凸起和环状结构。茎部形成双链
补，可存在错配和 GU摆动配对。据其作用模式的不同可以分为三类：第一类如 lin4 ，与 mRNA不完全互补，当 miRNA与靶 mRNA不完全配对结合时，主 要 影 响 其 翻 译 过 程 而 对 mRNA的 稳 定 性 无 影 响 。 第 二 类 如 miR39 和 miR171，与其靶 mRNA完全互补，当其与 mRNA完全配对结合后，分裂切割靶 mRNA。第三类作用模式如 let7 ，当其与靶 RNA完全互补配对时，直接靶向切割 mRNA，而不完全互补配对时起调节基因表达的作用。
6 小干扰 RNA（Small interfering RNA；siRNA） siRNA 是长度 20 到 25
个核苷酸的双股 RNA，在生物学上有许多不同的用途。 目前已知 siRNA 主要
参与 RNA干扰（ RNAi）现象，以带有专一性的方式调节基因的表达。此外，
也参与一些与 RNAi相关的反应途径，例如抗病毒机制或是染色质结构的改
变。其生理意义在于，生物的抗御机制，调控细胞分化与胚胎发育，维持
基因组的稳定以及 RNA 水平上的调控机制。
7 snRNA （小核 RNA）： 它是真核生物转录后加工过程中 RNA 剪接体
（spilceosome ）的主要成分，参与 mRNA前体的加工过程。另外，还有端体酶 RNA(telomerase RNA)，它 与染 色体 末端的复制 有关 ；以 及反 义 RNA(antisense RNA)，它参与基因表达的调控。还参与 RNA剪接和 RNA修饰。
8 eRNA eRNA从内含子或 DNA非编码区转录的 RNA分子，精细调控基因的转
录和翻译效率。
9 SNP RNA 信号识别颗粒 RNA，细胞质中与含信号肽 mRNA识别，决定分泌的
RNA功能分子，它是一种核糖核酸蛋白复合体。 能够识别并结合刚从游离核
糖体上合成出来的信号肽，暂时中止新生肽的合成，又能与其在内质网上 的受体 ( 即停靠蛋白质 ) 结合而将新生肽转移入内质网腔，防止蛋白水解酶 对其损害
另外，还有端体酶 RNA(telomerase
RNA)，它与染色体末端的复制有关；
RNA剪接
以及反义 RNA(antisense
RNA)，它参与基因表达的调控。还参与
和 RNA修饰。
10 gRNA 又称引导 RNA 真核生物中参与 RNA编辑的具有与 mRNA互补序列的
RNA , 具有 3' 寡聚 U的尾巴 , 中间有一段与被编辑 mRNA精确互补的序列 ,5'
端是一个锚定序列 , 它同非编辑的 mRNA序列互补。在编辑时 , 形成一个编辑体(editosome), 以 gRNAs内部的序列作为模板进行转录物的校正 , 同时产生编辑的 mRNA。gRNA3'端的 oligo(U) 尾可作为被添加的 U的供体。
11 piRNA piRNA 主要存在于哺乳动物的生殖细胞和干细胞中，通过与
Piwi 亚家族蛋白结合形成 亚家族蛋白的遗传分析以及
piRNA复合物（piRC）来调控基因沉默途径。 对 Piwi
piRNA 积累的时间特性研究发现， piRC 在配子发
生过程中起着十分重要的作用。还能维持生殖系和干细胞功能和调节翻译和
mRNA的稳定性。
12 atRNA （反义 RNA） 是指与 mRNA互补
RNA分子 ,
由于核糖体不能翻译
的
双链的 RNA，所以反义 RNA
与
mRNA特异性的互补结合
, 即抑制了该 mRNA的
翻译。通过反义 RNA控制 mRNA的翻译是原核生物基因表达调控的一种方式，
反义 RNA也参与了λ和 P22 噬菌体的溶菌 / 溶源状态的控制。
2. 请以发育生物学（ developmental biology
）、表观遗传学 (epigenetics)
、
体细胞重编程技术 (somatic cell reprogramming)
、体细胞克隆 (somatic cell
cloning) 、细胞凋亡 (apoptosis) 或诱导干细胞 (iPS) 、干细胞 (stem cell) 为关
键词，阅读至少 一篇 2010 年以后的外文文献 ，阐述相关方面研究进展，或有关
技术在动物生殖细胞（卵母细胞、精子）发生、卵泡发育、早期胚胎发育过程
中的应用研究（ 不少于 2000 字，并附上所阅读文献全文 ）。注意不能抄袭有关
中文文献 。
2015-高级生物化学及实验技术试题答案.docx
