核酶是一种蛋白质分子，能剪切RNA小分子。

第1题：

第2题：

第3题：

蛋白质的生物合成不直接需要（）。

• A、RNA
• B、RNA剪切因子
• C、分子伴侣
• D、帽子结合蛋白

正确答案:B

第4题：

脱氧核酶是利用体外分子进化技术合成的一种具有有高效的催化活性和结构识别能力的（）片段。

• A、双链DNA
• B、单链DNA
• C、RNA

正确答案:B

第5题：

RNA剪切酶是（）。

• A、催化其他RNA分子进行反应的酶
• B、催化其他RNA分子进行剪切反应的R酶
• C、催化本身RNA分子进行剪切反应的R酶
• D、催化本身RNA分子进行剪接反应的R酶

正确答案:B

第6题：

关于锤头状核酶说法正确的是（）

• A、是小分子RNA，分为类病毒和拟病毒，共价闭合环状单链RNA，都含有蛋白质外壳。
• B、由1个保守的核心和3个组装成“锤头”形状的颈区组成。
• C、具有锤头状结构的RNA分子可以在任意的位点上自动断裂。
• D、催化过程不需要二价金属离子参与。
• E、锤头核酶是一类具有自我切割活性的RNA，广泛存在于动物类病毒中。

正确答案:B

第7题：

遗传密码位于（）

• A、蛋白质分子上
• B、DNA分子上
• C、RNA分子上
• D、信使RNA分子上

正确答案:D

第8题：

第9题：

第10题：

第11题：

第12题：

第13题：

第14题：

请阐述RNA剪切中具有催化功能的RNA分子（核酶）的作用及应用的研究进展。

正确答案: 核酶的作用：核酶是一类具有催化功能的RNA分子，通过催化靶位点RNA链中磷酸二酯键的断裂，特异性的剪切底物RNA分子，从而阻断基因的表达。不同的核酶有不同的催化功能，可以分为剪切型核酶和剪接型核酶两大类。剪切型核酶只剪不接，能够催化自身RNA或者不同的RNA分子，切下特异性的核苷酸序列。剪接型核酶有序列的内切核酸酶，RNA连接酶等多种酶活性。它既能切割RNA分子，也能通过转酯反应形成新的磷酸二酯键，连接切割以后的RNA分子。 
   应用的研究进展：20世纪80年代初期，Cech等在研究核糖核酸（RNA）时，发现一类具有酶活性的RNA分子能催化磷酸二酯键水解和形成，将其命名为核酶。它的发现使人们重新从结构和功能上认识RNA，并由此展开了对其催化机制和催化反应类型的深入研究。2000年研究证明核糖体也是核酶，具有肽基转移酶的功能。核酶的催化种类和反应类型与蛋白酶相比是极其有限的，一般局限于核酸底物的水解和连接。核酸与反义药物不同，其具有催化活性，即一个核酶可以裂解多个靶RNA能够避免反义RNA在活性浓度时导致的诸多毒副作用。加之核酶不编码蛋白质而不产生免疫源性，在应用上有很大的潜力，广泛应用于基因治疗和研究的各个领域，近几年逐渐开始了动物水平的评价，已经有核酸在抗HIV和癌症方面获得批准进行临床试验。比如，在抗HIV病毒，肝炎病毒抑制，抗感冒病毒的研究中都取得了一定的成果。针对肿瘤基因的研究，核酶用于肿瘤治疗的机制主要是裂解癌基因。核酶和其他核酸类药物一样，在细胞内活性要低于细胞外活性，体外实验结果要优于体内试验结果。这是由于核酸分子特殊的结构和性质及靶RNA的接近性和核酶与靶分子是否结合等因素决定的，因此要实现核酶在体内的实际应用价值需要针对以上问题进行改进，优化核酶作为药物所涉及的各个环节。另外安全问题也是必须研究的，鉴于目前试验研究还基本的局限于细胞水平和少量的整体动物研究，对核酸的安全性没有足够的认识。但核酸的优势是催化性能和不产生免疫源性。在发展了合适的转运和高表达方法后，核酶将是基因治疗方法的最佳选择之一，尤其是普适性脱氧核酸酶的活动为核酸走向实际应用提供了一个更好的选择。

第15题：

请阐述核内RNA剪切与其他RNA分子成熟机制之间的关系？

正确答案: mRNA的转录后加工
真核生物DNA转录生成的原始转录产物mRNA前体是核不均一RNA（heterogeneous nuclear RNA，hnRNA），即mRNA初级产物中含有不编码任何氨基酸的插入序列，该序列由内含子（intron）编码，这种内含子将编码序列外显子（exon）隔开，所以前体mRNA分子一般比成熟mRNA大4～10倍，必须经过加工修饰才能作为蛋白质翻译的模板。其加工修饰主要包括5′端加“帽”（capping）和甲基化修饰、3′端加polyA “尾”（tailing）和剪去内含子拼接外显子等。
（一）5’端帽子的生成
mRNA的帽子结构（GpppmG—）是在5’-端形成的。转录产物第一个核苷酸往往是5’-三磷酸鸟苷pppG。mRNA成熟过程中，先由磷酸酶把5’-pppG—水解，生成5’-ppG或5’-pG—。然后， 5’-端与另一三磷酸鸟苷（pppG）反应，生成三磷酸双鸟苷。在甲基化酶的作用下，第一或第二个鸟嘌呤碱基发生甲基化，形成帽子结构。
帽子结构是前体mRNA在细胞核内的稳定因素，也是mRNA在细胞质内的稳定因素，没有帽子结构的转录产物很快被核酸酶水解。
帽子结构可以促进蛋白质生物合成起始复合物的生成，因此提高了翻译强度。  （二）3’末端多聚A尾的生成
真核生物的成熟的mRNA 3’-端通常都有100~200个腺苷酸残基，构成多聚腺苷酸（polyA）尾巴。加尾过程是在核内进行的。加工过程先由核酸外切酶切去3’-末端一些过剩的核苷酸，然后由多聚腺苷酸酶催化，以ATP为底物，在mRNA 3’-末端逐个加入腺苷酸，形成poly尾。3’-末端切除信号是3’-端一段保守序列AAUAAA
polyA尾巴的功能： mRNA由细胞核进入细胞质所必需的形式，大大提高了mRNA在细胞质中的稳定性。
（三）剪接修饰
1.剪接核内出现的转录初级产物，分子量往往比在胞浆内出现的成熟mRNA大几倍，甚至数十倍，核内的初级mRNA称为杂化核RNA既hnRNA （hetero-nuclear RNA， hnRNA）。真核生物的结构基因往往是断裂基因（splitegene）。即由若干个编码序列被若干个非编码序列分隔，连续镶嵌为一体，为一个由连续氨基酸组成的完整蛋白质编码。其中不编码的序列，称为内含子（intron），编码序列即外显子（exon）。例如：鸡的卵清蛋白基因全长7.7kb（kilobase pairs，千碱基对）有8个外显子，即先导序列L和外显子1至7，编码该蛋白的386个氨基酸，如图11—13所示。图中A至G为7个内含子，把外显子相隔开。
2.剪接体  mRNA剪接是在剪接体（spliceosome）上进行的
在转录时，外显子和内含子均转录到同一hnRNA中，转录后把hnRNA中的内含子除去，把外显子连接起来，这就是RNA的剪接作用（splicing）。
snRNA，核内的小型RNA。碱基数在100~300bp范围。snRNA和核内的蛋白质组成核糖核酸蛋白体，
称为并接体（splicesome），并接体结合在hnRNA的内含子区段，并把内含子弯曲使两端（ 5’ 和3’端相互靠近 ），利于剪接过程的进行。
并接体和hnRNA的结合，并接体上的U1-snRNA和U2-snRNA分别靠碱基互补关系去辨认及结合内含子的5’ 和3’端。
3.mRNA前体的剪接机制  （套索的形成及剪接）在剪接过程中，UlsnRNP能识别结合内含子5，末端剪接点，并与其互补而结合，U2snRNP识别并结合于A序列的分支点，形成U：—mRNA前体U：—复合物，U5snRNP能识别并互补结合于内含子3’末端剪接点，U：、U，、U。snRNP形成复合物与上一复合物结合形成剪接体（splicesome）。在这一剪接体催化下，mRNA前体的剪接过程分两步进行。第一步反应是由内含子分支点中的腺苷酸（A）的2，—羟基，攻击内含子5，末端与外显子1之间连接的磷酸二酯键，从而使内含子分支点与内含子5，末端二者彼此相连，并形成一个套索（1ariat）形式的中间产物。第二步反应是由被剪下的外显子1的3，端羟基，攻击内含子3’端与外显子2之间连接的磷酸二酯键，使该键断裂，内含子以套索形式被剪切下来，同时使外显子1与外显子2连接起来。
剪接反应中，既无水解作用的发生，又无磷酸二酯键数目的改变，因此，它们实质上是两次磷酸酯键的位置转移，称二次转酯反应。
（四）甲基化作用
真核生物mRNA链中含有甲基化的核苷酸，除了5’端帽子结构中含有1～3个甲基化核苷酸外，在mRNA分子内部还有甲基化的核苷酸，主要在嘌呤环6位上甲基化，即m6A，m6A的生成是在hnRNA的剪接作用之前发生的。
二、tRNA转录后加工
真核tRNA前体由RNApol Ⅲ催化生成，其加工包括5’末端及3’末端处切除多余的 核苷酸；去除内含子进行剪接作用；3’-端加CCA以及碱基的修饰。
1.剪接作用  tRNA的剪接是酶促反应的切除过程。在RNA酶P的作用下，于tRNA前体的5’端切除多余的核苷酸。tRNA前体中包含的内含子，可通过核酸内切酶催化切除内含子，再通过连接酶将外显子部分连接起来。
2.稀有碱基的生成  tRNA中含有多种稀有碱基，是在tRNA前体加工过程中通过化学修饰作用形成的，tRNA前体中约10％核苷酸经酶促修饰，其修饰的方式有：
（1）甲基化反应：在tRNA甲基转移酶催化下，使某些嘌呤生成甲基嘌呤，如A→mA，G→mG。 （2）还原反应：某些尿嘧啶还原为双氢尿嘧啶（DHU）。 （3）脱氢反应：某些腺苷酸脱氢成为次黄嘌呤核苷酸（1）
（4）碱基转位反应：尿嘧啶核苷酸转化为假尿嘧啶核苷酸（U一吵）。
3.CCA—OH 3’末端的形成  在核苷酸转移酶的作用下，由RNA酶D切除tRNA前体3’多余的U，加上CCA—OH末端，完成tRNA柄部结构。
三、rRNA的转录后加工
染色体DNA中rRNA基因是多拷贝的，例如细菌的基因中rRNA基因有5—10个拷贝。真核生物中rRNA基因的拷贝数极多，这些rRNA基因位于核仁中，在DNA分子中以前后纵向串联方式重复排列，属于高度重复序列。在这些重复单位之间，由非转录的间隔区（spacer）将它们被此隔开。每个重复单位（即rRNA基因）首先转录出的产物为原始rRNA前体。
大多数真核生物核内为一种45S的原始转录产物，它是18SrRNA，5.8SrRNA及28SrRNA三种rRNA的共同前体。45SrRNA经剪接后，先分出属于核蛋白体小亚基的18SrRNA，余下的部分再剪切产生成5.8S及28SrRNA。rRNA在成熟过程中还需进行甲基化修饰的过程，主要是在28S及18S中，甲基化作用多发生在核糖上，较少在碱基上。、
真核生物5SrRNA的基因也是丰富基因组。5SrRNA的转录产物，无需加工就转移到核仁，和28SrRNA、5.8SrRNA及多种蛋白质装配成大亚基，18SrRNA与蛋白质装配成小亚基，共同组成核蛋白体由核内转运到胞液中。是真核生物rRNA前体的加工过程。

第16题：

关于剪切型核酶不正确的是（）

• A、金属离子在反应中都是起催化作用
• B、HDV核酶是人体细胞内发现的唯一一种具有天然核酶活性的动物病毒
• C、锤头核酶是一类具有自我切割活性的RNA，广泛存在于植物类病毒和寄生虫中。
• D、发夹状核酶的剪切活性比锤头结构核酶高。
• E、剪切型核酶可催化自身或进行异体RNA的切割，其作用相当于核酸内切酶

正确答案:A

第17题：

（）RNA分子指导蛋白质合成，（）RNA分子用作蛋白质合成中活化氨基酸的载体。

正确答案:mRNA；tRNA

第18题：

脱氧核酶的主要作用不正确的是：（）

• A、剪切RNA分子
• B、剪切DNA分子
• C、连接RNA分子
• D、催化卟啉与金属离子结合
• E、催化核酸分子磷酸化

正确答案:C

第19题：

第20题：

第21题：

第22题：

第23题：