《遗传密码》课件

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1、第10章遗传密码一.遗传密码—三联子mRNA上每3个核苷酸翻译成蛋白质多肽链上的一个氨基酸，这3个核苷酸就称为密码子。也叫三联子密码。遗传密码：mRNA中核苷酸的排列顺序。起始：AUG终止：UAAUAGUGA方向：5’－3’（mRNA）SerTyr5’5’二.遗传密码的破译遗传密码的破译，即确定代表每种氨基酸的具体密码。蛋白质中的氨基酸序列是由mRNA中的核苷酸序列决定的。mRNA中只有4种核苷酸，而蛋白质中有20种氨基酸。数学考虑：一种碱基→一种Aa41=4＜20二种碱基→一种Aa42=16＜20三种碱基

2、→一种Aa43=64＞201.实验证实三联子密码1、mRNA模板中插入、删除一个核苷酸后，该密码子后面的氨基酸序列全部改变。2、同时插入、删除一个不同核苷酸后，后续蛋白质不变。3、同时删除三个核苷酸后，翻译减少一个氨基酸，序列没有变化。烟草花叶病毒外壳蛋白亚基由400个氨基酸组成，而相应的RNA片段长约1200个核苷酸1）遗传学证据A.以均聚物、随机共聚物和特定序列的共聚物为模板指导多肽的合成制备大肠杆菌的无细胞合成体系：（在含DNA、mRNA、tRNA、核糖体、AA-tRNA合成酶及其他酶类的抽提物中加入

3、DNase，降解体系中的DNA，耗尽mRNA时，体系中的蛋白质合成即停止）当补充外源mRNA或人工合成的各种均聚物或共聚物作为模板以及ATP、GTP、氨基酸等成分时又能合成新的肽链，新生肽链的氨基酸顺序由外加的模板所决定。因此，分析比较加入的模板和合成的肽链即可推知编码某些氨基酸的密码。2）实验破译三联子密码MarshallNirenberg(1961)InvitroPoly(U)poly(Phe)peptidePoly(C)poly(Pro)peptidePoly(A)poly(Lys)peptidePo

4、ly(G)poly(Gly)peptideButpoly(UCUCUC…)poly(Ser-Leu-Ser-Leu…)UCU/CUCSer/Leu?无细胞体系中Mg2+浓度很高，人工合成的多聚核苷酸不需要起始密码子就能指导多肽的生物合成，读码起始是随机的。然而，在生理Mg2+条件下，没有起始密码子的多核苷酸不能被用作多肽合成的模板。以多聚三核苷酸作为模板可得到有3种氨基酸组成的多肽。如以多聚（UUC）为模板，可能有3种起读方式：5’……UUCUUCUUCUUCUUC……3’或5’……UCUUCUUCUUCU

5、UCU……3’或5’……CUUCUUCUUCUUCUU……3’根据读码起点不同，产生的密码子可能是UUC（Phe）、UCU（Ser）或CUU（Leu），所以得到的多肽可能是多聚苯丙氨酸、多聚丝氨酸或多聚亮氨酸，由此可知UUC、UCU、CUU分别是苯丙氨、丝氨酸及亮氨酸的密码子。B核糖体结合技术1964年Nirenberg又采用三联体结合实验(1)tRNA和氨基酸及三联体的结合是特异的；(2)上述结合的复合体大分子是不能通过硝酸纤维滤膜的微孔，而tRNA-氨基酸的复合体是可以通过的。通过该方法，61个codo

6、ns被破译(仅剩UAA,UAG,UGA？)Stopcodon的证实这个方法是以人工合成的三核苷酸如UUU、UCU、UGU等为模板，在含核糖体、AA-tRNA的适当离子强度的反应液中保温，然后使反应液通过硝酸纤维素滤膜。发现，游离的AA-tRNA因相对分子质量小能自由通过滤膜，加入三核苷酸模板可以促使其对应的AA-tRNA结合到核糖体上，体积超过膜上的微孔而被滞留，这样就能把已结合到核糖体上的AA-tRNA与未结合的AA-tRNA分开。核糖体结合技术技术要点：以人工合成的三核苷酸为模板+核糖体+AA-tRNA

7、硝酸纤维滤膜过滤分析留在滤膜上的核糖体-AAtRNA确定与核糖体结合的AA保温分20组，每组1种带标记AA-tRNA+三核苷酸模板+核糖体硝酸纤维滤膜过滤放射自显影分析留在滤膜上的核糖体-AA-tRNA确定与核糖体结合的AA保温存在61种密码子而只有20种氨基酸，所以许多氨基酸有多个密码子。实际上除色氨酸（UGG）和甲硫氨酸（Met）只有一个密码子外，其他氨基酸都有一个以上的密码子，其中9种氨基酸有2个密码子，1种氨基酸有3个密码子，5种氨基酸有4个密码子，3种氨基酸有6个密码子。简并：1个氨基酸有多个密码

8、子的现象或多个密码子为1个氨基酸编码。编码同一种氨基酸的密码子称同义密码子简并密码的生物学意义：减少变异对生物的影响1.密码子的简并性三.遗传密码的性质TheGeneticCode同义密码子一般都不是随机分布的，因为其第一、第二位核苷酸往往是相同的，而第三位核苷酸的改变并不一定影响所编码的氨基酸，这种安排减少了变异对生物的影响。一般说来，编码某一氨基酸的密码子越多，该氨基酸在蛋白质中出现的频率也越高。肽链内部Me