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2012臨床執(zhí)業(yè)醫(yī)師考試生物化學知識點精講18

發(fā)表時間:2011/11/21 17:23:19 來源:互聯(lián)網(wǎng) 點擊關注微信:關注中大網(wǎng)校微信
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臨床執(zhí)業(yè)醫(yī)師考試生物化學知識點精講

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3.rna的生物合成(一般考點)

3.1.概念

存在兩種方式

①dna指導的rna合成,稱為轉(zhuǎn)錄

②rna指導的rna合成,稱為rna復制(常見于病毒)。

3.2.真核轉(zhuǎn)錄體系的組成及轉(zhuǎn)錄過程

①真核生物dna依賴性rna聚合酶:真核生物有3種不同的rna聚合酶:rna- pol i、ⅱ、ⅲ。mrna是各種rna中壽命最短、最不穩(wěn)定,需經(jīng)常重新合成。rna- pol ii是真核生物中最活躍的rna聚合酶。

②轉(zhuǎn)錄起始與延長:轉(zhuǎn)錄起始需要啟動子、rna- pol和轉(zhuǎn)錄因子的參與。基因轉(zhuǎn)錄起始點上游存在dna序列,包括啟動子、啟動子上游元件或等近端調(diào)控元件和增強子等遠隔序列,這些序列都可統(tǒng)稱為順式作用元件。能直接、間接辨認和結(jié)合轉(zhuǎn)錄上游區(qū)段dna的蛋白質(zhì),現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)數(shù)百種,統(tǒng)稱為反式作用因子。反式作用因子中,直接或間接結(jié)合rna聚合酶的,則稱為轉(zhuǎn)錄因子。

③轉(zhuǎn)錄終止:真核生物的轉(zhuǎn)錄終止,是和轉(zhuǎn)錄后修飾密切相關的。

3.3.轉(zhuǎn)錄后加工過程

轉(zhuǎn)錄生成的rna是初級rna轉(zhuǎn)錄物,幾乎所有的初級rna轉(zhuǎn)錄物都要經(jīng)過加工才能成為具有功能的成熟rna。加工主要在細胞核中進行。

①首、尾修飾:形成mrna的5ˊ-末端有7-甲基鳥嘌呤的帽結(jié)構(gòu)。此過程由加帽酶和甲基轉(zhuǎn)移酶催化完成。真核生物mrna,除組蛋白的mrna之外,在3ˊ端都有poly a尾結(jié)構(gòu)。

②前體mrna的剪接:核內(nèi)轉(zhuǎn)錄初級產(chǎn)物的分子量常比胞漿內(nèi)成熟mrna大幾倍,甚至數(shù)十倍,稱為不均一核內(nèi)rna。真核生物基因中最終出現(xiàn)于mrna中的序列為外顯子,不出現(xiàn)于mrna中的序列為內(nèi)含子。去除初級轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物上的內(nèi)含子,把外顯子連接為成熟的rna,稱為剪接。

③mrna編輯:有些基因編碼的蛋白質(zhì)產(chǎn)物的氨基酸序列于基因初級轉(zhuǎn)錄物的序列并不完全對應,是由mrna上的一些序列經(jīng)編輯而形成。

④rrna前體加工:真核細胞的18srna基因、5.8srna基因、28srna基因串聯(lián)在一起構(gòu)成一個轉(zhuǎn)錄單位,稱rrna。每個rrna單位先轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生45s的rrna前體。隨后經(jīng)剪接生成18s、5.8s及28s的rrna。rrna成熟后,就在核仁上裝配,與核蛋白體蛋白質(zhì)一起形成核蛋白體,輸出胞漿。

⑤trna前體加工:包括把核苷酸的堿基修飾為稀有堿基,經(jīng)加工后的trna才成為有活性的trna。過程包括:切除前體中5ˊ端一部分序列;切除3ˊ端的兩個核苷酸,再由核苷酸轉(zhuǎn)移酶加上cca;特殊核苷酸的堿基經(jīng)化學修飾為稀有堿基;通過剪接切除內(nèi)含子。

例題:

真核生物的核糖體中rrna包括

a.5s、16s和23srrna

b.5s、5.8s、18s和28srrna

c.5.8s 、16s、18s和23srrna

d.5s、16s、18s和5.8srrna

e.5s、5.8s和28srrna

答案:b

知識點三: 蛋白質(zhì)的生物合成

蛋白質(zhì)的生物合成的概述

1.1.概念

蛋白質(zhì)的生物合成又稱翻譯:是以mrna為模板,按照mrna分子中由核苷酸組成的密碼信息合成蛋白質(zhì)分子中氨基酸序列的過程。

蛋白質(zhì)是遺傳信息表現(xiàn)的功能形式,是生命活動的物質(zhì)基礎。蛋白質(zhì)的生物合成體系包括20種原料氨基酸、模板mrna、氨基酸的運載工具trna、肽鏈的裝配機核蛋白體、某些重要的酶類和蛋白質(zhì)因子、能源物質(zhì)gtp和atp,以及無機離子等。生物合成具體包括3個反應過程:①氨基酸的活化②肽鏈的生物合成③肽鏈形成后的加工過程。

1.2.蛋白質(zhì)生物合成體系和遺傳密碼

蛋白質(zhì)的生物合成是一個由多種分子參與的復雜過程。

1)mrna:mrna是蛋白質(zhì)生物合成的直接模板。存在于mrna的開放閱讀框架區(qū)的三聯(lián)體形式的核苷酸序列稱為密碼子。由a、g、c、u這4種核苷酸可組合成64個三聯(lián)體密碼子。aug作為起始密碼子。3個密碼子uaa、uag、uga不編碼任何氨基酸,只作為肽鏈合成終止的信號,稱為終止密碼子。

遺傳密碼具有以下重要特點:①方向性(5′→3′);連續(xù)性(密碼子及密碼子的各堿基之間沒有間隔)②簡并性(一種氨基酸可具有兩個或兩個以上的密碼子)③通用性(遺傳密碼基本上適用于生物界的所有物種)④擺動性(第3位密碼子與第1位反密碼子之間的配對并不嚴格)。密碼子的特異性主要由頭兩位核苷酸決定。

2)核蛋白體:rrna和多種蛋白質(zhì)構(gòu)成核蛋白體。蛋白質(zhì)生物合成的場所。核蛋白體由大、小兩個亞基組成。核蛋白體上的p位 、a位分別結(jié)合肽酰-trna和氨基酰-trna。

3)trna:運載氨基酸的作用。還起適配器的作用,即mrna序列中密碼子的排列順序通過trna“改寫”成多肽鏈中氨基酸的排列順序。氨基酸與特定trna分子結(jié)合,形成氨基酰-trna。氨基酰-trna是氨基酸的活化形式。

4)蛋白質(zhì)生物合成需要的酶類、蛋白質(zhì)因子等:參與蛋白質(zhì)生物合成的重要酶有:氨基酰-trna合成酶,轉(zhuǎn)肽酶和轉(zhuǎn)位酶等。重要的蛋白質(zhì)因子包括起始因子、延長因子、釋放因子(又稱終止因子)等。

5)氨基酸的活化:氨基酸與特異的trna結(jié)合形成氨基酰-trna的過程稱為氨基酸的活化。氨基酸的活化由氨基酰-trna合成酶催化生成,每個氨基酸活化需消耗2個高能磷酸鍵。氨基酰-trna合成酶對底物氨基酸和trna都有高度特異性。

6)肽鏈的生物合成過程:包括起始、延長(進位;成肽;轉(zhuǎn)位)、終止三個階段。

7)蛋白質(zhì)翻譯后修飾:新合成的肽鏈不具備蛋白質(zhì)的生物學活性,必須經(jīng)過復雜的加工過程才能轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂刑烊粯?gòu)象的功能蛋白質(zhì),這一加工過程稱為翻譯后修飾。包括:折疊、n-端和c-端的化學修飾、氨基酸殘基的化學修飾(糖基化;羥基化;甲基化;磷酸化;二硫鍵形成;親脂性修飾)、水解加工、蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)修飾。

例題:

蛋白質(zhì)合成后經(jīng)化學修飾的氨基酸是:

a.半胱氨酸

b.羥脯氨酸

c.甲硫(蛋)氨酸

d.絲氨酸

e.酪氨酸

答案:b

1.3.蛋白質(zhì)合成與醫(yī)學的關系

蛋白質(zhì)生物合成是很多抗生素和某些毒素的作用靶點:

①干擾素:干擾素可抑制病毒的繁殖,保護宿主細胞。在某些病毒雙鏈rna存在時,干擾素能誘導特異的蛋白激酶活化,該活化的蛋白激酶使eif-2磷酸化而失活,從而抑制病毒蛋白質(zhì)合成。

此外干擾素能與雙鏈rna共同活化特殊的2′-5′寡聚腺苷酸合成酶,催化atp聚合,生成2′-5′寡聚腺苷酸,后者活化核酸內(nèi)切酶rnase l,以降解病毒mrna,從而阻斷病毒蛋白質(zhì)合成。

②抗生素:抗生素是一類由某些真菌、細菌等微生物產(chǎn)生的藥物,抗生素可通過影響翻譯的不同過程,達到抑菌的作用。(表2)。

③其他:白喉毒素是真核細胞蛋白質(zhì)合成的抑制劑。

表4-2常用抗生素抑制蛋白質(zhì)生物合成的原理與應用

抗生素

作用位點

作用原理

應用

伊短菌素

原核、真核核蛋白體小亞基

阻礙翻譯起始復合物的形成

抗腫瘤藥

四環(huán)素、土霉素

原核核蛋白體小亞基

抑制氨基酰-trna與小亞基結(jié)合

抗菌藥

鏈霉素、新霉素

原核核蛋白體小亞基

改變構(gòu)象引起讀碼錯誤、抑制起始

抗菌藥

氯霉素、林可霉素、紅霉素

原核核蛋白體大亞基

抑制轉(zhuǎn)肽酶、阻斷肽鏈延長

抗菌藥

嘌呤霉素

原核、真核核蛋白體

是肽酰基轉(zhuǎn)移到它的氨基上后脫落

抗腫瘤藥

放線菌酮

真核核蛋白體大亞基

抑制轉(zhuǎn)肽酶、阻斷肽鏈延長

醫(yī)學研究

夫西地酸、細球菌素

ef-g

抑制ef-g、阻止轉(zhuǎn)位

抗菌藥

大觀霉素

原核核蛋白體小亞基

阻止轉(zhuǎn)位

抗菌藥

例題:

能有效抑制哺乳動物蛋白質(zhì)生物合成的物質(zhì)是

a.四環(huán)素

b.鏈霉素

c.氯霉素

d.紅霉素

e.白喉毒素

答案:e

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