Question

【題目】當某些基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA分子難與模板鏈分離時，會形成RNA-DNA 雜交體，這時非模板鏈、RNA-DNA 雜交體共同構(gòu)成 R 環(huán)結(jié)構(gòu)。研究表明 R 環(huán)結(jié)構(gòu)會影響 DNA 復制、轉(zhuǎn)錄和基因的穩(wěn)定性等。下圖是原核細胞 DNA 復制及轉(zhuǎn)錄相關(guān)過程的示意圖。分析回 答：

（1）酶C是_____。

（2）R 環(huán)結(jié)構(gòu)通常出現(xiàn)在DNA非轉(zhuǎn)錄模板鏈上含較多堿基 G 的片段，R環(huán)中含有堿基G 的核苷酸有_____種，富含G的片段容易形成R環(huán)的原因是_____。對這些基因而言，R環(huán)的是否出現(xiàn)可作為該基因是否轉(zhuǎn)錄的判斷依據(jù)。

（3）研究發(fā)現(xiàn)原核細胞DNA復制速率和轉(zhuǎn)錄速率相差很大。當DNA復制和基因轉(zhuǎn)錄同時進行時，如果轉(zhuǎn)錄形成R環(huán)，則DNA復制會被迫停止，這是由于_____。R環(huán)的形成會降低DNA的穩(wěn)定性，如非模板鏈上胞嘧啶轉(zhuǎn)化為尿嘧啶，經(jīng)_____次DNA復制后開始產(chǎn)生堿基對C-G替換為_____的突變基因。

Answer 1

【答案】 RNA聚合酶 2 模板鏈與mRNA之間形成的氫鍵比例高，mRNA不易與模板鏈分離 R環(huán)阻礙解旋酶(酶B)的移動 2 T-A

【解析】據(jù)圖分析，左側(cè)形成兩個子代DNA分子，完成DNA復制，酶A表示DNA聚合酶，酶B表示解旋酶；中間形成mRNA，表示轉(zhuǎn)錄，酶C表示RNA聚合酶。R 環(huán)結(jié)構(gòu)包括非模板鏈和RNA-DNA 雜交體。

(1)據(jù)圖分析,中間形成mRNA，表示轉(zhuǎn)錄，則酶C是RNA聚合酶。

(2)R環(huán)中含有DNA鏈和mRNA鏈，所以位于DNA鏈和位于RNA鏈中堿基G對應(yīng)的核苷酸有鳥嘌呤脫氧核苷酸、鳥嘌呤核糖核苷酸兩種，富含G的片段容易形成R環(huán)的原因是模板鏈與mRNA之間形成的氫鍵比例高，mRNA不易脫離模板鏈。

(3)當DNA復制和基因轉(zhuǎn)錄同向而行時，如果轉(zhuǎn)錄形成R環(huán)，則DNA復制會被迫停止，因為R環(huán)阻礙解旋酶(酶B)的移動。R環(huán)的形成會降低DNA的穩(wěn)定性，如非模板鏈上胞嘧啶(C)轉(zhuǎn)化為尿嘧啶(U)，第一次復制形成U-A，再次復制形成A-T，即經(jīng)2次DNA復制后開始產(chǎn)生堿基對C-G替換為T-A的突變基因。