C．仅存在于线粒体中 D．催化转录生成45S-rRNA E．利福平是其特异性抑制剂
17．大肠杆菌RNA聚合酶的组成包括
A．α亚基 B．β亚基 C．σ亚基 D．ρ亚基 E．β’亚基 18． 关于DNA聚合酶和RNA聚合酶，下列说法错误的是 A．都以二磷酸核苷为原料 B．反应中都释放出焦磷酸
C．发挥催化作用时都以DNA为模板 D．都需要ATP供能
E．都在核苷酸链的5’末端添加碱基
19．真核生物RNA－polⅡ直接转录产物为
A．与模板DNA完全互补 B．含有内含子、外显子
C．有帽子结构 D． 有polyA尾 E． 全部序列可翻译成蛋白质 20．核酶的催化特点
A 特异性的水解肽链的C末端 B 水解底物仅为RNA
C 催化反应需要大量蛋白质因子 D 不需要蛋白质即有催化功能 E 水解底物为RNA及DNA
21．下列关于转录的叙述哪些是错误的
A．不需要DNA存在，RNA聚合酶就能催化RNA的生物合成 B．RNA的合成必须以DNA分子的一股链作为模板 C．RNA链的延长方向是从5'→3' D．转录中也需先形成RNA引物 E．RNA在细胞核中合成
22．关于转录的叙述，下列哪些是正确的
A．有小段的DNA-RNA杂交体 B．DNA的两条链均可作为模板链
C．在某些生物细胞内，转录可与翻译同步进行 D．同一基因可开始多条RNA的合成 E．RNA聚合酶在转录前后没有构象改变 23．Pribnow盒的特点是
A．RNA聚合酶结合点 B．A-T富含区 C．位于转录终止点 D．保守序列 E．存在于真核细胞基因组内 24． 转录产物45S-rRNA经剪切可生成
A．18S-rRNA B．5.8S-rRNA C．28S-rRNA D．5S-rRNA E．tRNA 25．转录的终止方式有
A．依赖ρ因子 B．依赖σ因子 C．终止区可形成发夹结构 D．依赖snRNP E．依赖snRNA 二、填空题
1．转录主要生成3种RNA，即mRNA 、tRNA 、rRNA，其功能分别是______、______、______。 2． 原核生物的RNA聚合酶全酶组成是______，与转录启动有关的亚基是______，核心酶的组成是______。 3．RNA的转录过程分为______、______、______三个阶段。 4．mRNA转录后的加工包括______、______和除去______。
5．原核生物RNA聚合酶的抑制剂是______，真核生物RNA聚合酶的抑制剂是______。 6．DNA分子中可作为模板转录成RNA的一股称______，相对的一股称______。 7．真核生物转录起始点上游 –30bp处，有共同的5’TATA，称为______。 8．原核生物的转录起始复合物是______。
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9．45S-rRNA是______、______、______的前体。
10．hnRNA转变为成熟mRNA的过程包括______和______。
11．tRNA转录后通过______、______、______、______等生成各种稀有碱基。
12．真核生物RNA聚合酶Ⅱ的转录产物是______，对鹅膏蕈碱的敏感度为______。 三、名词解释 1．转录 8．外显子 2．三联体密码 9． 内含子 3．不对称转录 10．核酶 4．模板链 11．启动子 5．编码链 12．逆转录 6．Pribnow盒 13．E.coli RNA聚合酶 7．断裂基因 14．真核生物RNA聚合酶四、简答题
1．转录过程的主要产物是什么？各有何功能？
2．一条DNA单链3’……ACATTGGCTAAG……5’试写出：
（1）复制后生成的DNA单链碱基顺序； （2）转录后生成的mRNA链的碱基顺序。 3．简述真核生物mRNA转录后加工过程。 4．简述真核生物tRNA转录后加工过程。 五、论述题
1．比较复制与转录异同点。 2．试述原核生物转录过程。
3．试述RNA转录体系的组成及各成分的作用。
参考答案
一、选择题 【A型题】
1． D 2． B 3． B 4． D 5． C 6． C 7． B 8． C 9． A 10． D 11． C 12． B 13． D 14． B 15． C 16． A 17． A 18． B 19． B 20． E 21． E 22． B 23． C 24． E 25． D 26． D 27． D 28． D 29．C 30． A 31． B 32． C 33． A 34．D 35．D 36．A 【X型题】 1． AC 2． ABCE 3． ACE 4． ABCE 5． ABCD 6． BCDE 7． ABCE 8． ABC 9． ABCE 10． ABCDE 11． BD 12． ABCE 13． AC 14． BC 15． AC 16． AB 17． ABCE 18． ADE 19． AB 20．BD 21． AD 22． ACD 23． ABD 24． ABC 25． AC 解析
【A型题】
27．D 内含子是真核生物断裂基因中被转录的DNA序列，但不为蛋白质编码，也叫非编码序列。答案B和C是外显子。
36．A 在转录起始阶段，RNA聚合酶全酶分子结合到模板链的启动区域，并将DNA双螺旋解开近一个螺距。当RNA聚合酶进入合成起始位点后，便开始转录，即按模板碱基顺序选择第一个和第二个核苷三磷酸，并形成RNA链的第一个磷酸二酯键，同时释放焦磷酸。不论真核还是原核细胞，RNA的头一个总是嘌呤核苷酸。RNA的合成并不需要RNA引物。 【X型题】
20．BD 1982年Cech从四膜虫rRNA前体的加工研究中发现rRNA前体有自我剪接作用，即RNA本身也有催化作用，提出了核酶（ribozyme）一词，当从四膜虫的细胞核提取液分离出6.4kb大小的rRNA前体
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（26srRNA前体），去除杂蛋白后，发现rRNA前体迅速地进行剪接作用，此时并没有酶的存在，rRNA前体就可进行“自我剪接”变为成熟的rRNA。所以核酶的催化特点是B、D
22．ACD 因为转录的不对称性，DNA的两条链可作为不同基因的模板链。当RNA聚合酶与DNA结合开始转录时，酶分子的空间构象改变，形成转录泡，内有小段RNA—DNA杂交体。空出的启动子可结合新的RNA聚合酶，同时开始合成多条RNA，而在原核细胞，新合成的mRNA即可开始翻译。 23． ABD Pribnow盒只存在于原核细胞基因的启动区，可结合RNA聚合酶，为A—T丰富区；因为是RNA聚合酶的结合点，故碱基排列顺序高度保守。 二、填空题
1． 作为模板 ； 转运氨基酸 ； 构成核糖体 2． α2ββ’σ ； σ ； α2ββ’ 3． 起始 ； 延长 ； 终止
4． 加帽子 ； 加尾巴 ； 内含子 5． 利福平 ； 鹅膏蕈碱 6． 模板链 ； 编码链 7． TATA盒
8． RNA聚合酶全酶—DNA—pppGpN—OH 9． 18S-rRNA ； 5.8S- rRNA ； 28S-rRNA 10． 内含子切除 ； 外显子拼接
11． 甲基化 ； 还原反应 ； 转位反应 ； 脱氨反应 12． hnRNA ； 极度敏感 三、名词解释
1．以DNA为模板，以四种三磷酸核糖核苷酸为原料，将DNA分子的遗传信息传递给RNA的过程，称为转录。
2．在mRNA分子上每相邻三个碱基为一组，决定一种氨基酸，这一组碱基称为三联体密码。 3．在DNA分子双链上，一股链用作模板指引转录，另一股链不转录；同时模板链并非永远在同一单链上。转录的这种选择性称为不对称转录。
4．DNA分子中可作为模板转录生成RNA的一股链称为模板链。
5．DNA分子中与模板链相对的不能转录生成RNA的一股链称为编码链。
6．原核生物转录起始区的-10bp附近，有一组5’－TATAAT序列，是Pribnow首先发现的，称为Pribnow盒。
7．真核生物的结构基因，由若干个编码区被非编码区互相间隔开但又连续镶嵌而成，因此真核生物的基因称为断裂基因。
8． 真核生物的结构基因中编码氨基酸的核苷酸序列称为外显子。 9． 真核生物的结构基因中的非编码序列称为内含子。 10．以RNA发挥催化作用的酶，称为核酶。
11．启动子：RNA聚合酶与模板结合的部位，也是控制转录的关键部位，由起始部位、结合部位、识别部位组成。启动子的核苷酸序列具有特殊性，在DNA上开始转录的第一个碱基定为＋l，为起始部位，沿转录方向顺流而下的核苷酸序列均用正值表示；逆流而上的核苷酸序列均用负值表示。在－10区的一致序列是TATAAT，是RNA聚合酶的结合位点，又称为结合部位或Pribnow盒；在－35区是TTGACA，是RNA聚合酶的识别位点，为识别部位。
12．以RNA为模板，以dNTPs为原料，由逆转录酶催化，按照RNA中核苷酸序列合成DNA链的过程称为逆转录。
13． E. coli RNA聚合酶有全酶和核心酶两种存在形式。全酶是由4种亚基α、β、β’、σ组成的五聚体(α2ββ’σ)，σ亚基(又称σ因子)辨认转录起始点；α2ββ’(去掉σ亚基的部分)称为核心酶，催化转录的延长。
14． 真核生物RNA聚合酶有三种：① RNA聚合酶I：存在于核仁中，合成大多数rRNA前体，对α-鹅
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膏蕈碱不敏感；② RNA聚合酶Ⅱ：存在于核质中，合成hnRNA，对α-鹅膏蕈碱极敏感；③ RNA聚合酶Ⅲ：存在于核质中，合成tRNA 、 snRNA、5S- rRNA，对α-鹅膏蕈碱中度敏感。 四、简答题
1． 主要产物有mRNA、tRNA、rRNA。
mRNA：作为翻译的模板，指导蛋白质的生物合成。
tRNA：转运氨基酸。蛋白质生物合成时，靠反密码子来辨认mRNA上相应的三联体密码，而且把相应的氨基酸接合到tRNA3’末端的CCA—OH结构上转运。
rRNA：与蛋白质结合成核糖体，作为蛋白质合成的场所。 2． （1）复制后生成的DNA链为：5’–TGTAACCGATTC–3’
（2）转录后生成的mRNA链为:5’–UGUAACCGAUUC–3’ 3． mRNA转录后的加工包括:
（1）hnRNA的剪接：hnRNA是mRNA的前体，通过多种核酸酶的作用将hnRNA中由DNA内含子转录的部分切去，将基因的外显子转录的部分拼接起来。
（2）在mRNA3’端加上聚腺苷酸尾巴(polyA)。这一过程在细胞核内完成，在加入polyA之前，先由核酸外切酶切去3’末端一些过剩的核苷酸，然后在多聚腺苷酸聚合酶催化下，在3’末端加上polyA。
（3）5’末端形成帽子结构。转录产物第一个核苷酸常是5’-三磷酸鸟苷pppG。mRNA在成熟过程中，先由磷酸酶把5’-pppG水解生成5’-PG，然后5’起始部位与另一个三磷酸鸟苷pppG反应，生成三磷酸双鸟苷。在甲基化酶作用下，第二个鸟嘌呤碱基发生甲基化反应，形成帽子结构(GpppmG)。
4． （1）在细胞核内,由RNA聚合酸Ⅲ催化合成tRNA的初级产物,初级产物中有些中间插入碱基在加工过程中经剪接而除去。
（2）生成各种稀有碱基。包括甲基化反应、还原反应、转位反应以及脱氨反应等。 （3）3’末端加上CCA－OH。 五、论述题
1． （1）复制与转录不同点： 方式 模板 原料 主要酶和蛋白质因子 复制 半保留复制 单链DNA 4×dNTP 依赖DNA的DNA聚合酶、解螺旋酶类、连接酶、引物酶、拓扑异构酶 一段RNA A-T、G-C 子代DNA 无 转录 不对称转录 模板链 4×NTP 依赖DNA的RNA聚合酶、ρ因子等 无 A-U、G-C、T-A 3种RNA 剪接、修饰等 引物 碱基配对 产物 产物加工 （2）复制与转录相同点： ①以DNA为模板； ②以核苷酸为原料； ③合成方向5'→3'； ④遵循碱基配对原则； ⑤依赖DNA的聚合酶； ⑥产物都是多核苷酸链。
2． 分起始、延长、终止三个阶段。
(1)起始：①在原核生物中，当RNA聚合酶的σ亚基发现其识别位点时，全酶就与启动子的一35区序列结合形成一个封闭的启动子复合物。②由于全酶分子较大，其另一端可到－10区的序列，在某种作用下，整个酶分子向－10序列转移并与之牢固结合，在此处发生局部DNA l2-17bp的解链，形成全酶和启动子的
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开放性复合物。③在开放性启动子复合物中，起始位点和延长位点被相应的核苷酸前体充满，在RNA聚合酶β亚基催化下形成RNA的第一个磷酸二酯键。RNA合成的第一个核苷酸总是GTP或ATP，以GTP常见。前面9个核苷酸的合成不需要RNA聚合酶移动。④σ亚基从全酶解离下来，靠核心酶在DNA链上向下游滑动，而脱落的σ亚基与另一个核心酶结合成全酶反复利用。
(2)延长：RNA链的延长靠核心酶的催化，RNA链的合成方向是5’→3’。
(3)终止：当核心酶沿模板3’→5’滑至终止信号区域，转录终止。DNA模板上的转录终止信号有两类：一类是不依赖于蛋白质因子而实现的终止作用；另一类是依赖蛋白质辅因子才能实现终止作用，这种蛋白质辅因子称为释放因子，通常又称ρ因子。 3．（1）DNA是转录模板：
双链DNA分子中只有一条链作为转录模板，指导转录生成RNA，此链称为模板链，其方向为3’→5’。另一条链无指导转录功能，称为编码链。对不同基因而言，模板链并非永远在同一单链上。RNA转录为不对称转录。 （2）原料：
四种NTP（ATP、GTP、UTP、CTP）是合成RNA的原料。各核苷酸之间通过3’，5’－磷酸二酯键相连聚合。聚合方向5’→3’。 （3）RNA聚合酶：
① 大肠杆菌的RNA聚合酶：四种亚基（α、β、β’、σ）组成。 亚基的功能：α亚基：决定基因转录的特异性
β亚基：参与转录的全过程
β’亚基：与DNA模板结合的组分
σ亚基：识别DNA模板上转录起始点
四种亚基构成两种RNA聚合酶形式：全酶（α2ββ’σ），具有识别转录起始点的作用，转录起始由全酶催化；核心酶（α2ββ’），是转录延长阶段所需的酶，能沿模板由3’→5’方向移动，RNA从5’→3’方向延长。原核生物只有一种RNA聚合酶，催化三种RNA的合成。
② 真核生物的RNA聚合酶：有三种，称为RNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，专一性地转录不同基因，相应转录产物分别为：45S-rRNA（5.8S、18S、28S-rRNA的前体）；hnRNA（mRNA前体）；RNA聚合酶Ⅲ的产物为snRNA、tRNA及5S- rRNA。 （4）ρ（Rho）因子：
是参与原核生物转录终止的蛋白质因子，它可识别DNA上的转录终止部位，促进转录终止。
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第11章 RNA的生物合成
