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在真核细胞中,是在线粒体内膜上进行。
2、柠檬酸循环中第1次和第2次氧化脱羧基反应是哪两步?
第1次:
第(4)、(5)步草酰琥珀酸氧化脱羧生成α-酮戊二酸
第2次:
第(6)布α-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰-CoA
3、丙二酸抑制细胞呼吸的机理
丙二酸抑制细胞呼吸主要表现在柠檬酸循环中琥珀酸在琥珀酸脱氢酶的作用下生成延胡索酸的反应中。
因为丙二酸与琥珀酸结构类似,可以作为琥珀酸脱氢酶的强抑制剂。
当它与该酶结合时,使琥珀酸无法与该酶结合反应脱羧,使柠檬酸循环无法正常进行,抑制细胞呼吸。
4、柠檬酸循环回补反应的主要途径简答
(1)、丙酮酸的羧化:
丙酮酸在丙酮酸羧化酶的催化下,羧化生成草酰乙酸。
此反应需生物素作为辅酶。
动物、植物和微生物中,还存在由苹果酸酶和苹果酸脱氢酶联合催化,以NAD+为辅酶,由丙酮酸生成草酰乙酸的反应。
(2)、磷酸烯醇式丙酮酸的羧化:
磷酸烯醇式丙酮酸在磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶作用下,羧化生成草酰乙酸,同时脱去一分子磷酸。
草酰乙酸经加氢转变成苹果酸,穿梭进入线粒体内脱氢,还原成草酰乙酸。
(3)、天冬氨酸和谷氨酸等的转氨基作用:
天冬氨酸和谷氨酸等经脱氨基作用形成草酰乙酸和α-酮戊二酸。
异亮氨酸、缬氨酸、苏氨酸和甲硫氨酸等可转变成琥珀酰辅酶A。
第24章生物氧化
1、生物氧化的特点简答
(1)生物氧化在细胞内进行。
(2)生物氧化在体温、近中性pH(7.0)及有水环境中进行,即反应条件温和。
(3)生物氧化需酶、辅酶、中间传递体等的催化。
(4)生物氧化逐步进行,能量逐步释放。
(5)生物氧化中释放的能量常先贮存在高能化合物,主要是ATP中,再经转化,供给机体的需能反应。
2、两条典型呼吸链递体的排列顺序填空必考
NADH呼吸链:
NAD﹢→FMN→CoQ→Cytb→Cytc1→Cytc→Cytaa3→O₂
FADH2呼吸链:
FAD→CoQ→Cytb→Cytc1→Cytc→Cytaa3→O₂
3、化学渗透假说的主要内容名词解释
电子传递链是个H+泵,可将H+从线粒体基质中泵出内膜外,在内膜内、外形成H+梯度,积累起电化学势能。
被泵出的H+被H+浓度梯度趋使,通过ATP合酶的H+离子通道又流回线粒体基质,此释放自由能的反应与ATP合成反应相偶联。
4、1mol葡萄糖有氧氧化的产能计算
①耗能
②底物水平磷酸化产能
③电子水平磷酸化产能
净得
糖酵解
1
-1
3
6
1.5*2/2.5*2
3/5
7
1*2
2
10
丙酮酸
氧化脱羧
2.5*2
5
柠檬酸循环
4
2.5*2
8
1.5*2
总计
30/32
1.5*2/2.5*2:
1.5*2:
3-磷酸-甘油穿越途径2.5*2:
苹果酸-天冬氨酸穿越途径
第25章磷酸戊糖途径和糖的其他代谢途径
1、磷酸戊糖途径的特点
(1)葡萄糖直接脱氢和脱羧,不需经糖酵解途径和三羧酸循环。
(2)脱氢酶的辅酶为NADP+而不是NAD+。
2、什么是糖异生?
糖异生的生理意义
糖异生:
许多非糖物质,如:
甘油、丙酮酸、乳酸及某些氨基酸等,能在动物肝脏等处转变为葡萄糖。
这种由非糖物质转变成糖的酶促过程称糖异生作用
生理意义:
(1)在饥饿状态下,维持血糖浓度的相对恒定。
(2)回收乳酸能量,更新肌糖原,防止乳酸中毒。
(3)协助氨基酸代谢。
第28章脂肪酸的分解代谢
1、以软脂酸为例计算β-氧化的产能
第1次循环:
一分子乙酰辅酶A经TCA循环=20/2=10摩尔
一分子FADH2经呼吸链产ATP=1.5摩尔
一分子NADH+H+经呼吸链产ATP=2.5摩尔
反应
(1)消耗1摩尔ATP中2个高能键
————————————————————
净得=14—2=12摩尔
在第2—6次循环中:
无需再次活化,所以无需再次耗能
净得14×
5=70
第7次循环中:
可得2分子乙酰CoA、1分子FADH2和1分子NADH+H+。
净得20+1.5+2.5=24
所以,软脂酸β-氧化产ATP总数为:
12+70+24=106molATP
2、含奇数个C和偶数个C的脂肪酸如何经β-氧化彻底分解
奇数个C:
奇数个碳原子的脂肪酸,经β-氧化会产生若干分子乙酰-CoA及1分子丙酰-CoA。
丙酰辅酶A在动物体内代谢如下:
丙酰-CoA先经羧化生成D-型甲基丙二酰-CoA,再经2次异构化而生成琥珀酰-CoA。
此物为柠檬酸循环反应(6)的产物,最终进入TCA循环被分解。
而乙酰-CoA则直接进入柠檬酸循环分解产能。
偶数个C:
偶数个碳原子的脂肪酸,经β-氧化会产生大量乙酰-CoA,而乙酰-CoA则直接进入柠檬酸循环分解产能。
3、什么是酮体?
其生成的生理意义?
酮体:
在肝、肾细胞中则有几种活性很强的酶,能将乙酰-CoA缩合为乙酰乙酸、β-羟丁酸和丙酮,临床上把这三者合称为酮体。
其中,乙酰乙酸占30%,β-羟丁酸占70%,丙酮的量极少。
(1)、肝外组织对酮体的利用:
酮体为肝外组织提供了可利用的能源。
(2)、酮体是脂肪酸加工的“半成品”:
酮体分子量小、水溶性较强、便于运输,有利于肝外组织对酮体的利用。
第29章脂类的生物合成
1、脂肪酸合成中,乙酰-CoA为何需要被转运?
是如何转运?
为何需要被转运:
乙酰-CoA是在线粒体内生成的,而脂肪酸是在线粒体外合成的,生成的乙酰-CoA又不能直接透过线粒体膜到细胞质中去,故乙酰-CoA需要被转运出线粒体才能供给合成脂肪酸。
如何转运:
动物机体中,可在ATP供能的情况下,以柠檬酸穿梭方式将乙酰-CoA转运到线粒体内。
动物体内的乙酰-CoA,也可借酰基载体:
肉碱的作用,将其上的乙酰基转运出线粒体外。
植物体内,线粒体内产生的乙酰-CoA先脱去辅酶A基团,以乙酸的形式被运出线粒体;
在线粒体外,再由脂酰-CoA合成酶催化,乙酸重新生成乙酰-CoA。
2、脂肪酸的从头合成与β-氧化的不同点
脂肪酸合成
脂肪酸β-氧化
反应场所
大多细胞质中,少数线粒体和微粒体内
只能在线粒体中
反应单位
对CO2的需要
丙二酰-CoA
需CO₂
乙酰-CoA
不需CO₂
催化酶
复合酶体系
单体酶
酰基载体
ACP
HSCoA
氢受(供)体
NADPH+H+
FAD和NAD+
3、线粒体与内质网中脂肪酸碳链延长系统作用的异同点
(1)、线粒体中的碳链延长系统是以乙酰-CoA作为原料;
而内质网中的碳链延长系统是以丙二酰-CoA作为原料。
(2)、线粒体中的碳链延长系统与脂肪酸β-氧化的逆过程类似;
内质网中的碳链延长系统与脂肪酸从头合成相同。
(3)、线粒体中的碳链延长系统不能用于合成新链;
而内质网中的碳链延长系统可用于合成新链。
(4)、线粒体中的碳链延长系统最多延长至18个碳;
而内质网中的碳链延长系统最多延长至22—24个碳。
(1)、两者都以NADPH+H+供氢。
(2)、两者都可用于延长饱和及不饱和脂肪酸的碳链。
(3)、两者的酰基载体都是HSCoA。
(4)、两者均以2碳为单位延长。
第30章蛋白质降解和氨基酸分解代谢
1、脱氨基作用的主要分类
联合脱氨基作用:
一般认为,氨基酸在体内不是直接氧化脱氨基,而是先与α-酮戊二酸经转氨基作用转变为相应的α-酮酸和谷氨酸,谷氨酸再通过2种方式氧化脱氨基。
(1)、转氨酶-谷氨酸脱氢酶的联合脱氨基作用:
α-氨基酸先与α-酮戊二酸在转氨酶的催化下,经转氨基作用,生成相应的α-酮酸和谷氨酸;
谷氨酸再经谷氨酸脱氢酶的作用,进行氧化脱氨基,重新生成α-酮戊二酸,并释放出氨。
(2)、转氨酶-嘌呤核苷酸循环联合脱氨基作用:
α-酮戊二酸先接受来自其他氨基酸的氨基,生成谷氨酸;
谷氨酸再与草酰乙酸经转氨基生成天冬氨酸。
之后便与嘌呤核苷酸联合作用:
次黄嘌呤核苷酸与天冬氨酸作用,生成中间产物:
腺苷酸代琥珀酸。
此物在裂合酶催化下,分裂成腺苷酸和延胡索酸。
腺苷酸水解后产生游离氨和次黄嘌呤核苷酸。
转氨基:
转氨基作用是α-氨基酸和α-酮酸间的氨基转移反应。
除赖氨酸、苏氨酸和甘氨酸外,其余α-氨基酸均可参加转氨基作用,且各有其特异的转氨酶。
转氨酶中,以谷丙转氨酶GPT和谷草转氨酶GOT最为重要。
2、氨基酸如何经脱羧基作用分解代谢
氨基酸在脱羧酶作用下,脱羧生成CO₂氨基酸在脱羧酶作用下,脱羧生成CO₂及胺。
氨基酸脱羧后生成的CO2,大部分直接排出细胞外,小部分被固定成为细胞内的组成成分。
氨基酸脱羧的另一产物:
胺,一部分具有药物作用,但绝大多数胺类对动物有毒。
动物体内具有胺氧化酶,可继续氧化胺为醛及氨;
醛被进一步氧化为脂肪酸,再沿脂类代谢途径分解。
3、为何缺乏尿素循环酶类的病人无法食用蛋白质?
该如何治疗?
为何其中枢神经系统和肝脏易受毒害?
为何缺乏尿素循环酶类的病人无法食用蛋白质:
蛋白质分解成氨基酸,而氨基酸的脱氨基产物为氨,若缺乏尿素循环酶类,氨无法经过尿素循环生成尿素排出体外,故无法食用蛋白质。
如何治疗:
将病人膳食中的蛋白质换成必需氨基酸相应的α-酮酸,便可得到治疗。
为何其中枢神经系统和肝脏易受毒害:
中枢神经系统:
氨浓度较高时,线粒体中发生:
NH3+α-酮戊二酸+NADH+H+
←→谷氨酸+NAD++H2O
α-酮戊二酸同时又是柠檬酸循环中反应(6)的底物。
所以游离氨与柠檬酸循环争夺α-酮戊二酸并占优势,使柠檬酸循环因缺乏中间产物:
α-酮戊二酸而被迫减慢速度甚至停顿下来,使与柠檬酸循环紧密联系的呼吸链也受影响,从而使对O2浓度最敏感的中枢神经系统表现出缺氧。
肝脏:
在病人肝脏中,因柠檬酸循环的停顿而使脂类代谢中产生的乙酰-CoA无法彻底氧化分解,只能转变为酮体。
酮体中多为酸性物质,若在血液中过量积累,会使血液pH值下降,出现酸中毒现象。
4、生糖氨基酸、生酮氨基酸、生糖兼生酮氨基酸的定义
生糖氨基酸:
能通过代谢转变成葡萄糖的氨基酸。
生酮氨基酸:
经过代谢能产生酮体的氨基酸。
生糖兼生酮氨基酸:
在体内既能转变成糖又能转变酮体的一类氨基酸。
第31章氨基酸及其重要衍生物的生物合成
1、必需氨基酸和非必需氨基酸的定义
必需氨基酸:
人体自身不能合成或合成速度不能满足人体需要,必须从食物中摄取的氨基酸。
非必需氨基酸:
人或动物机体能自身合成,不需通过食物补充的氨基酸。
2、按合成起始物,氨基酸如何分类?
分为6类:
谷氨酸族氨基酸:
由柠檬酸循环中间产物α-酮戊二酸衍生而来的氨基酸。
天冬氨酸族氨基酸:
由草酰乙酸衍生而来的氨基酸。
丙酮酸族氨基酸:
由糖酵解产物:
丙酮酸衍生而来的氨基酸。
属于这族的氨基酸有丙氨酸、缬氨酸。
丝氨酸族氨基酸:
由糖酵解中间产物:
3-磷酸-甘油酸衍生而来的氨基酸。
芳香族氨基酸:
由磷酸戊糖途径中间产物:
4-磷酸-赤藓糖和糖酵解中间产物:
磷酸烯醇式丙酮酸衍生而来的氨基酸。
组氨酸:
合成起始物是5-磷酸-核糖。
3、生成谷氨酸的主要途径
有两种成途径:
1.由α-酮戊二酸形成谷氨酸:
α-酮戊二酸与游离氨在L-谷氨酸脱氢酶催化下发生氨基化作用。
动物体内,L-谷氨酸脱氢酶可利用NAD+/NADH和NADP+/NADPH两类辅酶。
2.由α-酮戊二酸形成谷氨酰胺:
先由α-酮戊二酸氨基化生成L-谷氨酸,再由L-谷氨酸生成谷氨酰胺。
4、芳香族氨基酸合成的共同途径
共同途径:
合成的起始物是磷酸戊糖途经的中间产物:
4-磷酸-赤藓糖和糖酵解过程的一个中间产物——磷酸烯醇式丙酮酸。
两者缩合形成一个七碳酮糖开链磷酸化合物,称为3-脱氧-7-磷酸-α-阿拉伯庚酮糖酸,再经脱鳞酸环化,形成苯环后有脱水、加氢形成莽草酸。
5、酰胺类氨基酸如何合成
谷氨酰胺:
天冬酰胺:
天冬氨酸β-羧基上转移上一个来自谷氨酰胺的酰胺基,生成天冬酰胺。
两者谁更能合成:
在谷氨酰胺合成反应中,ATP只被打断1个高能磷酸键而生成ADP;
而天冬酰胺合成反应中,ATP则被打断2个高能键生成AMP和PPi。
因此从能量角度看,天冬酰胺的合成反应比谷氨酰胺合成更易进行。
6、氨基酸互相转化的例子
脯氨酸的合成:
先由α-酮戊二酸氨基化形成谷氨酸。
再由ATP供磷酸,谷氨酸生成γ-谷氨酰磷酸中间体。
此中间产物在还原酶催化下,由NAD(P)H+H+供氢,γ-位上羧基被还原成醛基,生成谷氨酸半醛。
然后自发脱水环化,生成二氢吡咯-5-羧酸。
最后在二氢吡咯-5-羧酸还原酶作用下,由NAD(P)H+H+供氢,将不饱和C=N双键还原成饱和键,生成脯氨酸。
酪氨酸的合成:
莽草酸经一系列反应生成分支酸,分支酸在分支酸变位酶作用下,转变为预苯酸。
预苯酸经氧化脱羧作用形成对羟苯丙酮酸,再由谷氨酸进行转氨基即形成酪氨酸。
第33章核酸的降解和核苷酸代谢
1、核酸降解的过程
核酸分解过
核酸酶核苷酸酶核苷酶
核酸←→核苷酸←→磷酸+核苷←→碱基+戊糖
2、核酸内切酶和核酸外切酶的比较以及限制性核算内切酶的定义
比较:
核酸外切酶:
作用于核酸链的一端,逐个水解下核苷酸的核酸酶为核酸外切酶。
为非特异性核酸酶,对于RNA、DNA及低分子量寡核苷酸等底物都能分解。
核酸内切酶:
能水解核酸分子内部磷酸二酯键的磷酸二酯酶称核酸内切酶。
特异性强。
限制性核算内切酶的定义:
细菌体内存在着一类能识别并水解外源双链DNA的核酸内切酶
3、核苷酸的合成主要途径
(1)从氨基酸、Pi、核糖、CO₂和NH₃等简单化合物合成核苷酸,此途径经过从碱基到核苷的中间阶段,称“从头合成或从无到有途径”;
(2)由核酸分解的中间产物:
碱基和核苷再转变为核苷酸,称“补救途径”。
4、嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸从头合成原子来源及其它核苷酸如何经IMP、UMP转化而来
嘌呤核苷酸:
必考
N1来自天冬氨酸的氨基氮,甲酸盐是C2和C8的来源,N3和N9来自于谷氨酰胺的酰胺氮,甘氨酸是C4、C5和N7的来源,CO2或碳酸氢盐是C6的来源。
嘧啶核苷酸:
必考
嘧啶核苷酸从头合成途径中,嘧啶环上原子来源于:
C2、N3来自于CO2、NH3(或氨甲酰磷酸);
N1、C4、C5、C6来自于天冬氨酸。
其它核苷酸如何经IMP、UMP转化而来
腺嘌呤核苷酸的合成:
(1)SAMP合成酶
IMP+天冬氨酸+GTP←→SAMP+GDP+Pi
Mg2+
(2)SAMP裂解酶
SAMP←→AMP+延胡索酸
反应本质:
在C6上加上一个氨基。
所以,腺苷酸是由次黄苷酸IMP氨基化而来。
鸟嘌呤核苷酸的合成:
1)IMP脱氢酶、K+
IMP+NAD++H2O→XMP+NADH+H+
(2)GMP合成酶
XMP+NH3+ATP→GMP+AMP+ppi
所以,鸟苷酸由IMP氧化、氨基化而来。
胞嘧啶核苷酸的合成:
(1)UMP磷酸激酶、Mg2+
UMP+ATP←→UDP+ADP
(2)UDP激酶、Mg2+
UDP+ATP←→UTP+ADP
(3)CTP合成酶、Mg2+
UTP+NH3+ATP+H2O←→CTP+ADP+Pi
胸腺嘧啶核苷酸的合成:
合成过程:
先由UMP还原,生成dUMP;
再在嘧啶环C5上甲基化而成。
5、为什么氨基蝶呤、氨甲基喋呤能抑制核苷酸的合成?
氨基蝶呤、氨甲基喋呤等,是叶酸的结构类似物,可对二氢叶酸还原酶起到竞争性抑制剂作用,N10-甲酰-四氢叶酸无法供氨基给dUMP生成dTMP,从而减慢甚至终止核苷酸的合成。
6、两条核苷酸合成补救途径
嘌呤核苷酸合成的补救途径有2条:
(1)、第一条补救途径
此途径在生物体内不重要。
(2)、第二条补救途径:
游离嘌呤碱基可在磷酸核糖转移酶催化下,直接和PRPP反应,生成5’-核苷酸。
该途径重要。
嘧啶核苷酸合成的补救途径,也有2条:
(1)、第一条补救途径:
这条补救途径在嘧啶核苷酸合成补救途径中起重要作用。
该途径不重要
7、核糖核苷酸还原酶系的组成和还原过程
催化还原酶系包括:
由R1(调节亚基)、R2二亚基组成的核糖核苷酸还原酶、硫氧还蛋白还原酶和硫氧还蛋白。
还原过程:
核苷二磷酸再在核糖核苷酸还原酶作用下,被还原型硫氧还蛋白所还原,脱下核糖C2-OH上的氧,生成脱氧核苷二磷酸。
还原型硫氧还蛋白转变为氧化型,并可在硫氧还蛋白还原酶催化下,由NADPH+H+供氢,再被还原为还原型,循环参加反应。
第34章DNA的复制和修复
1、复制、转录、翻译的定义
复制:
指以亲代DNA分子双链为模板,按照碱基配对原则,合成与亲代DNA分子相同的两个双链DNA分子的过程。
转录:
是以DNA分子中一条链为模板,按照碱基配对原则,合成一条与模板DNA互补的RNA分子的过程。
翻译:
又称“转译”,是指在mRNA指令下,按照三联体密码原则,把mRNA上遗传信息转换成蛋白质中特定氨基酸顺序的过程。
2、什么是Klenow片段?
有何功能?
Klenow片段:
用枯草杆菌蛋白酶处理DNA聚合酶Ⅰ,可得到相对分子量分别为68000和35000的两个片段。
较大的片段称Klenow片段
功能:
5’→3’聚合酶的功能和3’→5’外切酶的功能
3、什么是DNA的半不连续复制?
发生的原因
DNA的半不连续复制:
前导链连续复制、滞后链不连续复制的现象,称“DNA的半不连续复制”。
原因:
DNA聚合酶催化合成的方向为5’→3’,而DNA分子的两条链是反向平行的,一条链的走向是3’→5’,另一条的走向是5’→3’;
所以它们复制的互补链的走向为5’→3’和3’→5’。
3’→5’复制的互补链5’→3’合成能正常合成,而5’→3’复制的互补链3’→5’的合成则是有许多5’→3’方向合成的DNA片段连接起来的。
4、大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的异同点
(1)、都需模板指导,以四种脱氧核苷三磷酸为底物,且需具有3’-羟基的引物存在,聚合反应沿5’→3’方向进行。
(2)、都兼有3’→5’核酸外切酶活力,在聚合中起校对作用。
(1)、酶Ⅰ具有5’→3’核酸外切酶活力,酶Ⅱ和Ⅲ没有这种活力。
(2)、酶Ⅱ和Ⅲ最适合作用于有小段缺口的双链DNA;
酶Ⅰ最适合作用于具有大段单链区的双链DNA。
(3)、酶Ⅰ为单体酶,而酶Ⅱ和Ⅲ则为寡聚酶。
(4)、酶Ⅲ催化聚合速度最快,酶Ⅱ其次,酶Ⅰ最慢。
5、DNA复制的特点
半保留复制:
在每个子代分子中,都有一条链来自亲代DNA,另一条链则是新合成的。
这种复制方式称“半保留复制”。
半不连续复制:
6、DNA损伤修复种类及其定义
细胞内已知主要的修复系统:
错配修复、直接修复、切除修复、重组修复和易错修复。
(一)错配修复:
DNA复制中可能发生错配,若能及时校正,则新链上基因编码的信息可得到恢复,即进行错配修复。
(二)直接修复:
包含光修复和暗修复。
(三)切除修复:
在酶的作用下,将DNA分子中受损部分切除,再以完整的那条链为模板,合成被切掉的部分,使DNA恢复正常结构。
包括切开、切除受损部分、修补及封口4步。
(四)重组修复:
DNA复制后修复。
必须通过DNA复制过程中两条DNA链的重组交换而完成DNA的修复。
(五)易错修复:
在DNA损伤时,缺乏校对功能的DNA聚合酶常在受损部位进行DNA复制以避免细胞死亡,但同时又导致较高的差错率的修复方式。
第36章RNA的生物合成和加工
1、为什么RNA转录为不对称转录
染色体上各基因的负链并不一定在同一条DNA单链上,转录时仅以DNA一条链的某一区段作为模板,因此称“不对称转录”。
2、大肠杆菌RNA聚合酶各亚基组成及各亚基功能
组成:
原核生物大肠杆菌的RNA聚合酶全酶由5个亚基(α2ββ’σ)构成。
α亚基上有β亚基结合位点,功能是进行全酶装配及与DNA模板上的启动子区结合。
β亚基上有底物NTP结合部位,功能是结合NTP底物、引发RNA新链合成及催化延长。
β’亚基可与DNA模板结合,且与转录的终止有关。
σ亚基上有DNA启动子识别位点,可进行启动子识别,促进转录起始,又称“起始亚基”。
3、大肠杆菌RNA转录终止子的类型
其DNA上有2类终止子。
一类是不依赖于ρ因子的终止子,又称简单终止子。
简单终止子除能形成发夹结构外,在终点前还有寡聚U系列,可能提供信号使RNA聚合酶脱离模板DNA。
此外,其回文对称区常有一段富含G-C的序列。
另一类为依赖于ρ因子的终止子。
ρ因子先结合到RNA新链上,位置在RNA聚合酶后。
然后借助水解NTP释放的能量推动自身在RNA链上移动。
当RNA聚合酶遇到终止子而转录暂停时,ρ因子追上RNA聚合酶并将RNA新链从模板DNA上释放。
4、大肠杆菌tRNA及真核生物mRNA前提加工主
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- 生化 期末 复习题 814