问答题在许多组织中铁蛋白是用来储存金属铁离子的。在有金属铁离子存在的情况下，铁蛋白的合成量增加两倍。你想探明这种诱导铁蛋白合成的分子机制，你是否特别想知道是在转录时还是在转录后进行调控。
有一系列实验，在实验中老鼠被注射了铁离子(铁盐溶液)，同时加入或不加入放线菌素D(一种RNA合成的强烈抑制剂)，三个小时后，小鼠死亡，把它们的肝匀浆并制备多核糖体和上清液。从每种成分中抽取RNA，然后在有放射性氨基酸存在的条件下在体外无细胞系统中进行翻译，通过掺入到蛋白中的标记量来测量蛋白合成总量，通过铁蛋白特异性抗体检测铁蛋白合成的量(如表13-3-56所示)。

表13-3-56
Iniection	ActinomycinD	Fraction	TotalProtein Synthesis	Ferritin Synthesis

Saline	absent	polysomes Supernatant	750000 225000	700 1400

Iron	abSent	polysomes supernatant	500000 400000	900 500

Saline	Dresent	polysomes supernatant	800000 600000	800 3000

Iron	Dresent	polysomes supernatant	780000 550000	1380 700

(数字表示参入总蛋白或铁蛋白中的放射活性cpm)

【正确答案】每个样品中用于铁蛋白合成的蛋白占总合成蛋白的比例等于合成的铁蛋白除以合成的全部蛋白。就第一个样品而言，值是700/750000=0.093。其余的比值见13-3-56答案表。

13-3-56答案表
Injection	Actinomycin D	Fraction	Total Synthesis	Ferritin Synthesis	Percent Ferritin	Adiusted Ferritin	Distribution Of Ferritin
Injection	Actinomycin D	Fraction	Total Synthesis	Ferritin Synthesis	Percent Ferritin	Adiusted Ferritin	Distribution Of Ferritin
Saline	absent	polysomes	750000	700	0.093	0.079	49/%
		Supernatant	255000	1400	0.549	0.082	51/%
						0.161
Iron	absent	polysomes	500000	900	0.180	0.153	89/%
		Supernatant	400000	500	0.125	0.019	11/%
						0.172
Saline	Present	polysomes	800000	800	0.100	0.085	53/%
Saline	Present	polysomes	800000	800	0.100	0.085	53/%
		Supernatant	600000	3000	0.500	0.075	47/%
		Supernatant	600000	3000	0.500	0.075	47/%
						0.160
Iron	Dresent	polysomes	780000	1380	0.177	0.150	89/%
		Supernatant	550000	700	0.127	0.019	11/%
						0.169

为了了解铁蛋白的mRNA在多聚核糖体和上清液中的分布情况，必须调节每个样品中的铁蛋白合成以检测多聚核糖体和上清液中大量mRNA的分布。为了做到这一点，必须把多聚核糖体中铁蛋白合成的比例乘以0.85，把上清液中铁蛋白合成比例乘以0.15。这些值列于13-3-56答案表中标有“调整过的铁蛋白”下面的一栏。经特定处理过的多聚核糖体部分中总铁蛋白mRNA所占比例等于调整过的铁蛋白除以总的调整过的铁蛋白。就第一个样品而言，比值是0.079/0.161=49/%，其余的比例见13-3-56答案表。

【答案解析】

【正确答案】数据的两个特征明显表明铁不是通过调节转录速率来控制铁蛋白合成的。首先，注入铁离子不会增加铁蛋白mRNA的量。如调整过的铁蛋白栏中所示，盐注射或离子注射后铁蛋白mRNA的总量几乎一样。其次，RNA合成抑制剂放线菌素D对总的铁蛋白mRNA量没影响。如果铁诱导的铁蛋白合成增强是由于铁蛋白mRNA的量增加，铁蛋白-mRNA的增多应能检测到，并应已被放线菌素D阻断了。

【答案解析】

【正确答案】铁的主要作用是改变铁蛋白mRNA在多聚核糖体和上清液中的分布。没有铁时，约有一半的铁蛋白mRNA不与多聚核糖体结合。有铁时约90/%的铁蛋白mRNA在多聚核糖体部分。因此，多聚核糖体中铁蛋白mRNA被铁离子存在下的两种因子中的一个所增加。因为只有多聚核糖体的mRNA翻译成蛋白质，有铁时，从游离mRNA转为多聚核糖体上mRNA使铁蛋白合成增加了两倍。
铁蛋白mRNA结合到核糖体上，再进入多聚核糖体部分的分子机制还不清楚。从鼠、人、鸡和蛙中提取的铁蛋白基因有一高度保守的28核苷酸序列(铁应答序列)位于它们不翻译区的5'-末端，该序列对于铁的调节是必需的。似乎铁敏感的调控蛋白结合到铁蛋白mRNAs的这些区域上，阻止核糖体结合。有铁时铁蛋白mRNA被释放，核糖体再结合，使铁蛋白合成持续增加。这个蛋白不再结合到铁蛋白mRNA上，因而可以翻译。

【答案解析】