生物与分子生物学复习 37,38章遗传密码-蛋白质的合成及转运15.pdf

第37章 遗传密码 Chapter 37 Genetic Code 遗传密码(genetic code): DNA（或RNA）中的 核苷酸序列与蛋白质中氨基酸序列之间的对应 关系称为遗传密码。 密码子(codon)：mRNA上每3个相邻的核苷酸编 码蛋白质多肽链中的一个氨基酸，这三个核苷 酸就称为一个密码子或三联体(triplet)密码。 第一节 遗传密码的破译 ?1954年Gamov确认核酸分子中三个碱基决定一个氨基酸。 ?1961年Crick等用遗传学方法,通过研究T4噬菌体?II位点的 两个基因变异，证实三联体密码子学说是正确的，并且三联 体密码是:非重叠、连续的、无标点的。 缺失或插入核苷酸引起三联体密码的改变 CAT CAT CAT CAT CAT CAT CAT CA?C ATC ATC ATC ATC CAT CA?C AXT CAT CAT CAT CAX TXC ATX CAT CAT CAT -1 -1,+1 +3 1.1961年美国的Nirenberg等人以均聚物为模板指导 多肽的合成,寻找到了破译遗传密码的途径。利用 多核苷酸磷酸化酶合成一条由相同核苷酸组成的多 核苷酸链，用它作模板，利用大肠杆菌体外蛋白质 合成系统。 以均聚物为模板指导多肽的合 Poly U 为模板，产生的多肽链为Poly Phe Poly C 为模板，产生的多肽链为Poly Pro Poly A 为模板，产生的多肽链为Poly Lys 证明三联体密码的三个著名实验 PolyG→? (Gly) 2.以特定的共聚物为模板指导多肽的合成 1964年， Nirenberg、Khorana以共聚物即含有重复序列的多聚 核苷酸指导多肽的合成，加快了破译遗传密码的步伐。 ?以多聚二核苷酸作模板可合成由2个氨基酸组成 的多肽 ,如以Poly UG 为模板→UGU GUG UGU… 合成产物为Poly Lys-Val… 。 Phe Phe Phe Ser Ser Ser Leu Leu Leu ?以多聚三核苷酸作为模板，可得三种氨基酸组成 的多肽 UCG UCG UCG … 。 3.核糖体结合技术 1964年Nirenberg等人首先合成一个已知序列的核 苷酸三聚体，然后与大肠杆菌核糖体和氨酰tRNA一 起温育。由此确定与已知核苷酸三聚体结合的tRNA 上连接的是那一种氨基酸。 该实验确定了50多种 三联体密码，对于几 种密码编码同一个氨 基酸提供了直接的、 最好的证据 到1966年，经过5年的努力 全部破译了20种aa的密码 Established the chemical structure of tRNA Devised methods to synthesize RNAs with defined sequences Established the in vitro system for revealing the genetic codes 遗传密码字典 U A C G U C A G U C A G 第二位 第一位 （5ˊ） 第三位 （3ˊ） U C A G U C A G U C A G 第二节 遗传密码的基本特性 1、密码是无标点符号的、且相邻密码子互不重叠。 2、密码的简并性：由一种以上密码子编码同一个氨基酸的现 象称为简并性（ degeneracy），对应于同一氨基酸的密码子 称为同义密码子(Synonymous codon)。密码的简并性可以减少 有害突变 3、密码的摆动性（变偶性）：密码的专一性主要是由第一、 第二个碱基所决定，tRNA上的反密码子与mRNA密码子配对时， 密码子的第一、二位碱基是严格的，第三位碱基可以有一定的 变动。Crick称这一为变偶性（wobble）. 4、密码的通用性和变异性 5、64组密码子中，AUG既是Met的密码，又是起始密码；有三 组密码不编码任何氨基酸，而是多肽链合成的终止密码子： UAG、UAA、UGA。 6、密码的防错系统 关于密码的防错系统 密码的简并性由第三个碱基决定 氨基酸的极性由第二个碱基决定 如： 中间U→非极性、疏水、和有支链的aa 中间C→非极性或不带电极性侧链aa 中间A or G→亲水的aa 第一个A或C、第二个A或G、第三个任意→可离解、 亲水侧链碱性aa 前两位AG、第三个任意→酸性亲水侧链aa 结果：一个碱基变化后→相同aa或性质相似aa，这是 进化的结果 反密码子与密码子之间的碱基配对 A U C