Question

当细胞中缺乏氨基酸时，负载tRNA（携带氨基酸的tRNA）会转化为空载tRNA（没有携带氨基酸的tRNA）参与基因表达的调控。如图是缺乏氨基酸时，tRNA调控基因表达的相关过程。请回答下列问题：

 

（1）完成过程①需要的原料是______，催化该过程的酶是_____，与过程①相比，过程②特有的碱基配对方式是_____。

（2）过程②中核糖体沿mRNA移动的方向是________（在从左向右、从右向左中选择），一条mRNA上同时结合了多个核糖体，其生物学意义是______________________________________。

（3）当细胞缺乏氨基酸时，空载tRNA通过控制图中_________（填序号）过程影响基因的表达，这种调控机制的意义是______________________________________。

Answer

（四种游离的）核糖核苷酸 RNA聚合酶 U—A 从右向左 少量的mRNA分子就可以迅速合成出大量的蛋白质 ①② 在氨基酸减少时，减少mRNA的合成，合理调配，高效利用物质（避免细胞内物质和能量的浪费）

【解析】

分析题图：图中①为转录过程，②为翻译过程，③表示负载tRNA转化为空载tRNA，④表示空载tRNA调控基因表达的相关过程。

（1）①过程是转录过程，以DNA为模板合成mRNA，此过程需要RNA聚合酶，合成RNA，所以原料是核糖核苷酸。过程①转录碱基配对方式为“A-U、T-A、G-C、C-G”，过程②翻译碱基配对方式为“A-U、U-A、G-C、C-G”，故与过程①相比，过程②翻译特有的碱基配对方式是U-A。

（2）由②翻译过程中肽链的长短可知，核糖体移动的方向是从右到左，一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体，其意义是利用少量的mRNA就可以迅速合成大量的蛋白质，提高翻译的效率。

（3）当细胞缺乏氨基酸时，空载tRNA通过激活蛋白激酶抑制基因表达，也可以抑制基因的转录，即抑制图中的①②过程，从而快速停止蛋白质的合成，这种调控机制的意义是在氨基酸减少时，减少mRNA的合成，合理调配，高效利用物质（避免细胞内物质和能量的浪费）。