内容正文:
翻译的准确性
人教2019版高中生物学必修二说, DNA规则的双螺旋结构、碱基对互补配对原则保证DNA复制的准确无误:
此外,边解旋边复制、半保留复制方式和DNA有复制差错的修复功能以及酶的特异性催化功能也保证了DNA复制的准确无误。
那么,蛋白质的生物合成过程中,如何保证翻译的准确性?
所谓“翻译”就是将mRNA上的遗传密码翻译为蛋白质的过程。翻译的场所在核糖体内进行,核糖体能认读mRNA的启动子,这是翻译的起始阶段的严谨性。保证翻译的准确性首要条件是模板mRNA序列的正确性,这和转录的准确性有关。
1.氨基酸的活化-氨基酸与tRNA的专一结合,保证了tRNA携带正确的氨基酸
在蛋白质合成之前,细胞内的各种氨基酸,首先在某些酶的催化作用下,与ATP结合在一起,形成带有许多能量的活化氨基酸。氨基酸的活化是在氨酰-tRNA合成酶的催化下,将氨基酸结合相应的tRNA形成各种氨酰-tRNA。然后,这些被激活的氨基酸与特定的tRNA结合起来后,被运送到核糖体上去。
tRNA是运载氨基酸的工具,每一种氨基酸有一种对应的tRNA。我们可以把tRNA比做翻译过程中的“译员”,它们必须“认识”两种“文字”——mRNA上的密码子“文字”和氨基酸“文字”。
tRNA是一种相对分子质量较低的RNA,一般由75个核苷酸组成。核苷酸链的一端总有CCA这样的碱基序列,氨基酸就附在有CCA的这一端上。
2.翻译的起始和肽链的延伸-mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子的相互识别
tRNA核苷酸链的另一端有一个由3个碱基组成的反密码区,这3个碱基与mRNA上相应的密码子可以互补配对,称为反密码子。反密码子均与mRNA上的密码子配对,就保证了tRNA所携带的氨基酸在合成蛋白质时被放到正确的位置上,可见tRNA分子的特殊的结构保证了每一种tRNA只能够运载一种特定的氨基酸。
3.校正作用-氨酰-tRNA合成酶和tRNA的校正作用
对占据核糖体A位的氨酰-tRNA的校对;变异校对即基因内校对与基因间校对等多种校正作用可以保证翻译的正确。
当编码蛋白质的结构基因发生变异时,通常会合成错误的蛋白质。大量研究结果表明,一种蛋白质的结构基因发生变异后所产生的错误结果,往往可以被第二次变异所校正,由此所产生的基因叫矫正基因。
校正变异如果发生在结构基因内,称为基因内校正。而校正变异发生在另外一个基因上,称之为基因间校正。基因内校正正是通过第二次变异来修正基因本身产生的错误。而基因间校正,这是通过校正tRNA来实现对目标基因的校正。
另外,氨酰tRNA合成酶也有校正功能。氨酰tRNA合成酶不仅可以活化氨基酸,还可以水解错误链接的氨酰tRNA,从而防止错误的氨基酸进入多肽链,起到校正功能。
例、校正基因是保证精确翻译的一种基因。一种蛋白质的结构基因发生变异时所产生的错误,往往可以被第二次变异所校正。因此所产生的基因就是校正基因。校正变异若发生在变异基因内部,称为“基因内校正”。若发生在另一个基因上,称为“基因间矫正”,如图,为基因间校正,下列说法错误的是( )
A.校正RNA发挥作用的场所是核糖体
B.转录可以形成三种RNA,这三种RNA,应该在翻译时都发挥作用
C.翻译过程中tRNA读取mRNA上的密码子
D.校正tRNA会与变异mRNA进行碱基互补配对,从而实现校正
解析:
翻译的场所是核糖体,由图可知,校正tRNA发挥作用的场所是核糖体,A正确;转录可以形成三种RNA,这三种RNA中,mRNA作翻译的模板,tRNA携带氨基酸,rRNA是组成糖体的成分,因此应该在翻译时都发挥作用,B正确;翻译过程中核糖体读取mRNA上的密码子,C错误;变异mRNA翻译的实质就是校正tRNA携带着相应的氨基酸,并以自身的反密码子与变异mRNA进行碱基互补配对,从而保证合成正常的蛋白质,D正确。故答案为C。
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