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氨基酸家族的新成员
氨基酸是蛋白质的基本单位,在遗传信息的传递过程中,由AUCG四种碱基构成的“核酸语言”,通过三个碱基形成的密码子转变成20种常见的天然氨基酸组成的“蛋白质语言”。人们很早就破 译得到包括64个密码子的传统密码子表(下表中为部分密码子)。
第一个字母 第二个字母 第三个字母
U C A G
U 苯丙氨酸 丝氨酸 酪氨酸 半胱氨酸 U
苯丙氨酸 丝氨酸 酪氨酸 半胱氨酸 C
亮氨酸 丝氨酸 终止 终止 A
亮氨酸 丝氨酸 终止 色氨酸 G
…… …… ……
1986 年,科学家在研究谷胱甘肽过氧化物酶的作用时,发现了硒代半胱氨酸(sec)。通过比较含硒(s)多肽链的基因序列和氨基酸序列,证实了终止密码子UGA是编码Sec的密码子。因为这种新发现的氨基酸在结构上可视为半胱氨酸(如图)侧链上的S元素被Se取代的产物,所以它被称为Sec.又因为它是在20种常见的天然蛋白质氨基酸之后发现的,所以又称为第21种蛋白质氨基酸。
研究发现,密码子UGA通常作为蛋白质合成的终止密码子,但当mRNA链UGA密码子后面出现一 段特殊序列时,UGA才成为Sec的密码子,使Sec掺入到多肽链中去。后来科学家发现某些古细菌以 及包括哺乳动物在内的动物体中的Sec也都是由UGA编码。
Sec是蛋白质中硒的主要存在形式,也是唯一的含有准金属元素的氨基酸。迄今为止,Sec已经被发现是25种含硒酶的活性中心,是含硒酶的灵魂,如果没有这第21种氨基酸,含硒酶就无法工作,人就会出各种各样的病症。如谷胱甘肽过氧化物酶是人体内广泛存在的一种重要的过氧化物分解 酶,它能催化有毒的过氧化物还原成无毒的羟基化合物,从而保护细胞膜的结构及功能不受过氧化 物的干扰及损害。
人体的“第21种氨基酸--硒代半胱氨酸”的发现说明科学是一个发展的过程,科学知识也 随着研究的深入而不断改变着。
(1)请根据上述文章内容对传统密码子表提出一处修正意见:
密码子表中 UGA 位置可以是终止或硒代半胱氨酸
密码子表中 UGA 位置可以是终止或硒代半胱氨酸
。Sec的密码子为UGA,DNA分子上与该密码子对应的碱基对序列是
ACT
TGA
ACT
TGA

(2)请画出Sec的侧链基团(R 基):
-CH2-SeH
-CH2-SeH

(3)当核糖体进行翻译时,终止密码子没有相应的RNA结合,而是与终止因子(一种蛋白质)结合,翻
译终止。mRNA上的密码子UGA是对应翻译终止还是编码Sec呢?有人曾经提出过“终止因子与携带Sec的tRNA竞争结合密码子UGA”的假设,请结合文中内容判断研究结果是否支持该假设,并在下表中相应位置写出理由。
支持 不支持
不支持,只有 UGA 后面有特殊序列时,才成为 Sec 的密码子,该位置是终止还是编码氨基酸是确定的,二者不是竞争关系
不支持,只有 UGA 后面有特殊序列时,才成为 Sec 的密码子,该位置是终止还是编码氨基酸是确定的,二者不是竞争关系
(4)文中提到某些古细菌以及包括哺乳动物在内的动物体中的Sec也都是由密码子UGA编码”,这也为“现存的丰富多样的物种是由
共同祖先
共同祖先
长期进化形成的提供了证据。
(5)硒是人体生命活动不可缺少的微量元素,被国内外医药界和营养学界称为“长寿元素”,请根据 文中提供的资料进行解释
硒元素可以构成含有 Sec 的蛋白质,补充硒元素能够保证含硒酶的正常合成并发挥作用,减少由于过氧化物造成的细胞损伤和衰老,达到长寿的结果
硒元素可以构成含有 Sec 的蛋白质,补充硒元素能够保证含硒酶的正常合成并发挥作用,减少由于过氧化物造成的细胞损伤和衰老,达到长寿的结果

【答案】密码子表中 UGA 位置可以是终止或硒代半胱氨酸;
ACT
TGA
;-CH2-SeH;无;不支持,只有 UGA 后面有特殊序列时,才成为 Sec 的密码子,该位置是终止还是编码氨基酸是确定的,二者不是竞争关系;共同祖先;硒元素可以构成含有 Sec 的蛋白质,补充硒元素能够保证含硒酶的正常合成并发挥作用,减少由于过氧化物造成的细胞损伤和衰老,达到长寿的结果
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:23引用:2难度:0.5
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    发布:2025/1/14 8:0:1组卷:1引用:1难度:0.8
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    (1)在DNA的复制过程中,DNA在
     
    的作用下,双螺旋链解开成为两条单链,并以
     
    为模板合成子代DNA分子。子DNA分子中总有一条链来自上一代的母链,由此可证明DNA的复制特点之一为
     

    (2)某基因中非模板链上的一段序列碱基为…TAT GAG CTC GAG TAT GAG CTC ……,根据下表提供的遗传密码推测该碱基序列对应的DNA片段所编码的氨基酸序列为:
     

    密码子 CAC UAU AUA CUC GUG UCC GAG
    氨基酸 组氨酸 酪氨酸 异亮氨酸 亮氨酸 缬氨酸 丝氨酸 谷氨酸
    (3)基因控制蛋白质的合成先后包含
     
     
    两个过程,前一过程原材料到达指定位置需遵循
     
    原则,后一过程原材料达到指定位置需要
     
    的转运。

    发布:2025/1/21 8:0:1组卷:2引用:2难度:0.6
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    发布:2025/1/3 8:0:1组卷:2引用:1难度:0.8
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