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篇名
生物化學-轉錄與翻譯過程
重要考點
原核生物的轉錄和翻譯在時間和空間是同時進行的；真核生物則是分開進行的。
說明
RNA轉錄及轉錄後加工過程
不論原核生物或真核生物的rRNAs都是以初級轉錄本形式被合成，然後再進行加工處理，轉變為成熟的RNA分子。所不同的是：
- 原核生物沒有核模，所以，轉錄和翻譯在時間和空間是同時進行的：原核生物轉錄生成的mRNA為多順反子，並且在mRNA合成時，核蛋白體已經附著在mRNA上，並以其為範本，進行蛋白質的合成，所以無轉錄後加工過程。
- 真核生物有核膜，所以，轉錄和翻譯在時間和空間上是分開進行的：真核生物剛轉錄出來的mRNA (稱作hnRNA)分子很大，hnRNA進行剪切加尾過程後，僅剩10%的部分才是成熟的mRNA，mRNA為單順反子，即一個mRNA只為一種蛋白質分子編碼，並且有對5端和3端的修飾以及對中間部分進行剪切。
| 原核生物 | 真核生物 | ||
| 轉錄 | 啟動子 (promoter) | 依賴σ因子(sigma factor) | 多種蛋白質參與 |
| 酶 | RNA-pol全酶(以α2ββσ) | RNA-polⅠ、Ⅱ、Ⅲ合成不同RNA | |
| 終止 |
|
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| 轉錄後加工 | mRNA | 一般不需加工 |
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| tRNA(註3) |
|
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| rRNA(註4) | 30SRNA→16S、23S、5S→rRNA |
|
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- 做為mRNA翻譯起始的必要結構；
- 提供訊號，可讓核糖體識別mRNA；
- 增加mRNA的穩定性，以避免mRNA 遭受5外切核酸酶的攻擊。
(註3) 原核生物和真核生物剛轉錄生成的tRNA前體無生物活性，必須進行：
- 剪切
- 3-OH端進行連接-ACC結構
- 堿基的化學修飾(最多修飾過程在tRNA)
蛋白質生物合成
蛋白質合成所需物質整理
| 蛋白質合成(翻譯過程)(RNA→Protein) | |
| 原料 | 胺基酸 |
| 範本 | mRNA |
| 引物 | 不需要 |
| 堿基配對 | 密碼與反密碼：A-U，G-C，I-(A、C、U) |
| 能量 | ATP 、 GTP |
| 合成方向 | N→C端 |
原核生物與真核生物在蛋白質合成中所需物質的整理與比較
| 原核生物 | 真核生物 | |
| 核醣體 | 小亞基是16SrRNA+21種蛋白質 大亞基是5SrRNA、23SrRNA + 36種蛋白質 |
小亞基是18SrRNA+33種蛋白質 大亞基是5SrRNA、28SrRNA、5.8SrRNA + 49種蛋白質 |
| 起始因子 |
|
|
| 延長因子 | EFEu、EF-Ts、EFG | EF-1、EF-2 |
| 釋放因子 | RF1、RF-2、RF-3、RR | RF、RR |
| 範本 | mRNA | mRNA |
| 起始密碼識別的氨基醯 -tRNA | fMet-tRNAfMet | Met-tRNAiMet |
| 生物種類 | 類型 | 大亞基 | 小亞基 |
| 原核生物 | 70s | 50S（5S、23S） | 30S（16S） |
| 真核生物 | 80s | 60S（5S、5.8S和28S） | 40S（18S） |
原核生物與真核生物在翻譯過程的比
| 原核生物 | 真核生物 | |
| 起始 |
|
|
| 終止 | 有三種RF：RF-1、RF-2、RF-3 | 僅有一種RF |
| 多聚核醣體 | 與轉錄同時進行 | 與轉錄有時間與空間差異 |
| 翻譯後 | 修改去除N-甲醯基；個別氨基酸修飾；肽鏈折疊；肽鏈水解修飾；亞基聚合 | 輔基連接 |
相關考題
1.mRNA 的前驅物是必須經由下列何項來剪接掉其intron？ <96-2-29>
2.細胞中各種基因的表達常因不同組織而有差異。在一些基因的啟動子（promoter）上常有一些CpG島（CpG island）。同一基因的表達，常因CpG 島受到下列何種修飾（modification）而有不同？<97-2-34>
3.下面那一個真核細胞中蛋白質複合物，同時參與RNA 轉錄及DNA 修復功能？<98-1-29>
4.當一基因的3’ untranslated region（3’ UTR）的AATAAA 突變為AAGAAA 時，其導致的缺陷為影響核糖核酸（RNA）合成後的那一步驟？<98-1-32>
5.下列關於真核生物RNA的敘述，何者錯誤？<98-1-32>
6.下列那一序列會調控真核mRNA進行核內polyadenylation？<99-2-39>
7.下列何者是蛋白質轉譯之起始胺基酸？<100-1-42>
8.有關轉譯之敘述，下列何者錯誤？<100-2-34>
9.有關真核細胞之mRNA之轉錄後修飾，下列敘述何者錯誤？<100-2-35>
10.下列何種RNA，具最多的修飾核苷酸？<101-1-38>
11.下列有關細菌體內轉錄（transcription）之敘述，何者正確？<101-1-39>
12.真核生物RNA polymerase Ⅱ的carboxy-terminal domain（CTD）被磷酸化時，開始進行：<101-1-40>
- 是自己剪接不靠其它因子
- 由spliceosome 來執行
- 由RNA polymerase 來控制
- 由RNA helicase 來控制
解答：B
2.細胞中各種基因的表達常因不同組織而有差異。在一些基因的啟動子（promoter）上常有一些CpG島（CpG island）。同一基因的表達，常因CpG 島受到下列何種修飾（modification）而有不同？<97-2-34>
- 乙烯化（acetylation）
- 甲基化（methylation）
- 磷酸化（phosphorylation）
- 羧化（carboxylation）
解答：B
3.下面那一個真核細胞中蛋白質複合物，同時參與RNA 轉錄及DNA 修復功能？<98-1-29>
- TFIIA
- TFIID
- TFIIF
- TFIIH
解答：D
4.當一基因的3’ untranslated region（3’ UTR）的AATAAA 突變為AAGAAA 時，其導致的缺陷為影響核糖核酸（RNA）合成後的那一步驟？<98-1-32>
- 端帽步驟（capping）
- 多聚腺苷化作用（polyadenylation）
- 剪接作用（splicing）
- 運輸（transport）
解答：B
5.下列關於真核生物RNA的敘述，何者錯誤？<98-1-32>
- 5-cap可保護mRNA的端點，增加其穩定性
- rRNA及tRNA均無5-cap
- mRNA之3poly（A）序列是依循模板（template）DNA上poly（T）而來
- histone 的 mRNA 沒有 3 poly （ A ）序列
解答：C
6.下列那一序列會調控真核mRNA進行核內polyadenylation？<99-2-39>
- UUAUUU
- UUUUUAU
- UAUUUUU
- AAUAAA
解答：D
7.下列何者是蛋白質轉譯之起始胺基酸？<100-1-42>
- Leucine
- Cysteine
- Methionine
- Tyrosine
解答：C
8.有關轉譯之敘述，下列何者錯誤？<100-2-34>
- 每一種t-RNA 均只能辨認一種codon
- ATG是一種起始codon
- UAA是一種終止codon
- 不需透過特定之t-RNA終止轉譯
解答：A
9.有關真核細胞之mRNA之轉錄後修飾，下列敘述何者錯誤？<100-2-35>
- 5-capping of RNA 可以保護mRNA避免5端被分解
- 3poly A 的修飾可以影響 RNA 之穩定度
- Splicing 需要 snRNA 之參與
- 3poly A 之修飾完成後，mRNA方能進行splicing
解答：D
10.下列何種RNA，具最多的修飾核苷酸？<101-1-38>
- tRNA
- rRNA
- mRNA
- hnRNA
解答：A
11.下列有關細菌體內轉錄（transcription）之敘述，何者正確？<101-1-39>
- mRNA之“ cap ”由cyclic AMP 衍生而成
- RNA聚合酶之sigma factor 與 core enzyme共同結合成正確之起動子（promoter）
- primase須參與RNA聚合酶之initiation
- initiation須rho factor參與
解答：B
12.真核生物RNA polymerase Ⅱ的carboxy-terminal domain（CTD）被磷酸化時，開始進行：<101-1-40>
- initiation
- elongation
- termination
- carboxylation
解答：B
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關鍵詞
生物化學、轉錄翻譯、RNA轉錄、生物合成、原核生物、真核生物、轉錄後加工
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