生物化學-轉錄與翻譯過程 - 高點醫護網
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不論原核生物或真核生物的rRNAs都是以初級轉錄本形式被合成,然後再進行加工處理,轉變為成熟的RNA分子。
所不同的是:. 原核生物沒有核模,所以,轉錄和翻譯在時間和 ...
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篇名
生物化學-轉錄與翻譯過程
重要考點
原核生物的轉錄和翻譯在時間和空間是同時進行的;真核生物則是分開進行的。
說明
RNA轉錄及轉錄後加工過程
不論原核生物或真核生物的rRNAs都是以初級轉錄本形式被合成,然後再進行加工處理,轉變為成熟的RNA分子。
所不同的是:
原核生物沒有核模,所以,轉錄和翻譯在時間和空間是同時進行的:原核生物轉錄生成的mRNA為多順反子,並且在mRNA合成時,核蛋白體已經附著在mRNA上,並以其為範本,進行蛋白質的合成,所以無轉錄後加工過程。
真核生物有核膜,所以,轉錄和翻譯在時間和空間上是分開進行的:真核生物剛轉錄出來的mRNA(稱作hnRNA)分子很大,hnRNA進行剪切加尾過程後,僅剩10%的部分才是成熟的mRNA,mRNA為單順反子,即一個mRNA只為一種蛋白質分子編碼,並且有對5端和3端的修飾以及對中間部分進行剪切。
原核生物與真核生物在RNA轉錄及轉錄後加工過程比較
原核生物
真核生物
轉錄
啟動子(promoter)
依賴σ因子(sigmafactor)
多種蛋白質參與
酶
RNA-pol全酶(以α2ββσ)
RNA-polⅠ、Ⅱ、Ⅲ合成不同RNA
終止
依賴ρ因子(rhofactor)
轉錄出莖環結構可以阻止轉錄
A-U配對弱
DNA雙鏈結構的回歸
內切hnRNA
切下來(splicing)後,進行poly-Atail過程
轉錄後加工
mRNA
一般不需加工
5加帽(5-capping),3加尾(3-polyA)(註1,2)
G甲基化
spliceosome剪除intron,連接exon。
Splicing需要snRNA之參與
tRNA(註3)
剪切:5前導序列及3拖尾序列
添加修復:3CCA
某些堿基的化學修飾
剪切:5前導序列及intron
添加修復:3CCA
某些堿基的化學修飾:如甲基化:A→mA;脫氨反應:某些腺苷酸→I(稀有堿基)
rRNA(註4)
30SRNA→16S、23S、5S→rRNA
剪切:前體的自我剪切
化學修飾:甲基化反應
5SRNA無須加工,可參與核醣體組成
(註1)真核生物5端帽子(5-capping)只在mRNA上(rRNA及tRNA均無5-cap),其功能:
做為mRNA翻譯起始的必要結構;
提供訊號,可讓核糖體識別mRNA;
增加mRNA的穩定性,以避免mRNA遭受5外切核酸酶的攻擊。
(註2)Poly-A(polyadenylation)不是由DNA編碼,而是轉錄後在核內受polyA聚合酶催化,在mRNA的3-OH端加上約200個A殘基所形成的,如AAUAAA序列會調控mRNA進行核內polyadenylation。
3polyA的修飾可以影響RNA之穩定度。
(註3)原核生物和真核生物剛轉錄生成的tRNA前體無生物活性,必須進行:
剪切
3-OH端進行連接-ACC結構
堿基的化學修飾(最多修飾過程在tRNA)
(註4)原核生物的rRNA前體比真核生物小,低等真核生物的rRNA前體為30s,哺乳動物的初級轉錄產物為45s。
另外,真核生物5sRNA前體獨立於其他三種rRNA的基因轉錄。
蛋白質生物合成
蛋白質合成所需物質整理
蛋白質合成(翻譯過程)(RNA→Protein)
原料
胺基酸
範本
mRNA
引物
不需要
堿基配對
密碼與反密碼:A-U,G-C,I-(A、C、U)
能量
ATP、GTP
合成方向
N→C端
原核生物與真核生物在蛋白質合成中所需物質的整理與比較
原核生物
真核生物
核醣體
小亞基是16SrRNA+21種蛋白質大亞基是5SrRNA、23SrRNA+36種蛋白質
小亞基是18SrRNA+33種蛋白質大亞基是5SrRNA、28SrRNA、5.8SrRNA+49種蛋白質
起始因子
亞基分離:IF-3、IF-1
mRNA就位:核酸與核酸,核酸與蛋白質之間的辨識結合
起始tRNA就位:IF-2、IF-1
大亞基結合:各種IF脫落、GTP水解
亞基分離:eIF-3
mRNA就位:eIF-3、eIF-1、eIF-7、eIF-4A、eIF-4B、CBP-1、CBP-2
起始tRNA就位:eIF-2、co-eIF-2-GTP、eIF-3、eIF-4C
大亞基結合:eIF-5、eIF-4D
延長因子
EFEu、EF-Ts、EFG
EF-1、EF-2
釋放因子
RF1、RF-2、RF-3、RR
RF、RR
範本
mRNA
mRNA
起始密碼識別的氨基醯-tRNA
fMet-tRNAfMet
Met-tRNAiMet
(註)原核生物與真核生物的核糖體:「S」為沉降速率
生物種類
類型
大亞基
小亞基
原核生物
70s
50S(5S、23S)
30S(16S)
真核生物
80s
60S(5S、5.8S和28S)
40S(18S)
原核生物與真核生物在翻譯過程的比
原核生物
真核生物
起始
16SrRNA部分序列結合mRNA的SD序列,小亞基蛋白結合後續序列
fMet-tRNA結合mRNA上的AUG3,後者在起始因子作用下,結合大亞基,形成形成起始複合
Met-tRNAiMet先與小亞基結合
在帽子結合蛋白質作用下,mRNA的AUG辨認tRNA的反密碼子,與小亞基結合
與大亞基結合,形成起始複合物
終止
有三種RF:RF-1、RF-2、RF-3
僅有一種RF
多聚核醣體
與轉錄同時進行
與轉錄有時間與空間差異
翻譯後
修改去除N-甲醯基;個別氨基酸修飾;肽鏈折疊;肽鏈水解修飾;亞基聚合
輔基連接
相關考題
1.mRNA的前驅物是必須經由下列何項來剪接掉其intron?<96-2-29>
是自己剪接不靠其它因子
由spliceosome來執行
由RNApolymerase來控制
由RNAhelicase來控制
解答:B
2.細胞中各種基因的表達常因不同組織而有差異。
在一些基因的啟動子(promoter)上常有一些CpG島(CpGisland)。
同一基因的表達,常因CpG島受到下列何種修飾(modification)而有不同?<97-2-34>
乙烯化(acetylation)
甲基化(methylation)
磷酸化(phosphorylation)
羧化(carboxylation)
解答:B
3.下面那一個真核細胞中蛋白質複合物,同時參與RNA轉錄及DNA修復功能?<98-1-29>
TFIIA
TFIID
TFIIF
TFIIH
解答:D
4.當一基因的3’untranslatedregion(3’UTR)的AATAAA突變為AAGAAA時,其導致的缺陷為影響核糖核酸(RNA)合成後的那一步驟?<98-1-32>
端帽步驟(capping)
多聚腺苷化作用(polyadenylation)
剪接作用(splicing)
運輸(transport)
解答:B
5.下列關於真核生物RNA的敘述,何者錯誤?<98-1-32>
5-cap可保護mRNA的端點,增加其穩定性
rRNA及tRNA均無5-cap
mRNA之3poly(A)序列是依循模板(template)DNA上poly(T)而來
histone的mRNA沒有3poly(A)序列
解答:C
6.下列那一序列會調控真核mRNA進行核內polyadenylation?<99-2-39>
UUAUUU
UUUUUAU
UAUUUUU
AAUAAA
解答:D
7.下列何者是蛋白質轉譯之起始胺基酸?<100-1-42>
Leucine
Cysteine
Methionine
Tyrosine
解答:C
8.有關轉譯之敘述,下列何者錯誤?<100-2-34>
每一種t-RNA均只能辨認一種codon
ATG是一種起始codon
UAA是一種終止codon
不需透過特定之t-RNA終止轉譯
解答:A
9.有關真核細胞之mRNA之轉錄後修飾,下列敘述何者錯誤?<100-2-35>
5-cappingofRNA可以保護mRNA避免5端被分解
3polyA的修飾可以影響RNA之穩定度
Splicing需要snRNA之參與
3polyA之修飾完成後,mRNA方能進行splicing
解答:D
10.下列何種RNA,具最多的修飾核苷酸?<101-1-38>
tRNA
rRNA
mRNA
hnRNA
解答:A
11.下列有關細菌體內轉錄(transcription)之敘述,何者正確?<101-1-39>
mRNA之“cap”由cyclicAMP衍生而成
RNA聚合酶之sigmafactor與coreenzyme共同結合成正確之起動子(promoter)
primase須參與RNA聚合酶之initiation
initiation須rhofactor參與
解答:B
12.真核生物RNApolymeraseⅡ的carboxy-terminaldomain(CTD)被磷酸化時,開始進行:<101-1-40>
initiation
elongation
termination
carboxylation
解答:B
關鍵詞
生物化學、轉錄翻譯、RNA轉錄、生物合成、原核生物、真核生物、轉錄後加工
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