1.遺傳信息的轉錄
(1)概念:在細胞核中,以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過程。
(2)過程
2.遺傳信息的翻譯
(1)概念:游離在細胞質中的各種胺基酸,以mRNA為模板合成具有一定胺基酸順序的蛋白質的過程。
(2)過程
①mRNA進入細胞質與核糖體結合後,攜帶甲硫氨酸的tRNA通過與鹼基AUG互補配對,進入位點1。
②攜帶另一個胺基酸的tRNA以同樣的方式進入位點2。
③甲硫氨酸通過與位點2上的胺基酸形成肽鍵而轉移到佔據位點2的tRNA上。
④核糖體讀取下一個密碼子,原佔據位點1的tRNA離開核糖體,核糖體移動,使佔據位點2的tRNA進入位點1,一個新的攜帶胺基酸的tRNA進入位點2,繼續肽鏈的合成。
⑤重複步驟2、3、4,直至核糖體讀取到mRNA的終止密碼子,翻譯才終止。
3.DNA的複製、轉錄和翻譯的比較
典型例題:
長鏈非編碼RNA(lncRNA)是長度大於200個鹼基,具有多種調控功能的一類RNA分子。下圖表示細胞中lncRNA的產生及發揮調控功能的幾種方式,請回答下列問題:
(1)細胞核內各種RNA的合成都以▲ 為原料,催化該反應的酶是 ▲ 。
(2)轉錄產生的RNA中,提供信息指導胺基酸分子合成多肽鏈的是▲ ,此過程中還需要的RNA有 ▲ 。
(3)lncRNA前體加工成熟後,有的與核內▲ (圖示①)中的DNA結合,有的能穿過 ▲ (圖示②)與細胞質中的蛋白質或RNA分子結合,發揮相應的調控作用。
(4)研究發現,人體感染細菌時,造血幹細胞核內產生的一種lncRNA,通過與相應DNA片段結合,調控造血幹細胞的▲ ,增加血液中單核細胞、中性粒細胞等吞噬細胞的數量。該調控過程的主要生理意義是 ▲ 。
【思路分析】據圖分析,圖中①表示染色質,主要由DNA和蛋白質組成;②表示核孔,是大分子進出細胞核的通道,具有選擇性。DNA通過轉錄形成RNA,mRNA為模板通過翻譯形成蛋白質,圖中lncRNA是DNA通過轉錄形成的,其可以與染色質上的DNA分子結合,也可以通過核孔與細胞質中的蛋白質和RNA結合。
【解析】(1)細胞核中的RNA都是以DNA為模板轉錄形成的,該過程需要RNA聚合酶的催化,原料是四種核糖核苷酸。
(2)轉錄可以形成mRNA、tRNA和rRNA,其中mRNA是翻譯的模板,可以提供信息指導胺基酸分子合成多肽鏈;tRNA在翻譯中作為運輸胺基酸的工具;rRNA是核糖體的組成成分。
(3)根據以上分析可知,lncRNA前體加工成熟後,可以與染色質上的DNA分子結合,也可以通過核孔與細胞質中的蛋白質和RNA結合。
(4)根據題意分析,人體感染細菌時,造血幹細胞核內產生的一種lncRNA,通過與相應DNA片段結合後,血液中產生了單核細胞、中性粒細胞等多種吞噬細胞,說明其調控了造血幹細胞的分化;吞噬細胞屬於免疫細胞,因此該調控過程的主要生理意義是增強人體的免疫抵禦能力。
【答案】(8分)
(1)四種核糖核苷酸 RNA聚合酶
(2)mRNA(信使RNA) tRNA和rRNA(轉運RNA和核糖體RNA)
(3)染色質 核孔
(4)分化 增強人體的免疫抵禦能力
【總結】解答本題的關鍵是掌握轉錄和翻譯的概念和過程,根據圖形判斷圖中兩個數字代表的物質或結構名稱以及lncRNA形成後發揮作用的機理。