1、第10章遺傳編碼、1 .遺傳編碼三聯(lián)子、mRNA上的每3個(gè)核苷酸被翻譯為蛋白質(zhì)多肽鏈上的1個(gè)氨基酸，這3個(gè)核苷酸被稱為密碼子。 也稱為三連子密碼。 遺傳編碼： mRNA中核苷酸的序列順序。 開始： AUG結(jié)束： UAA UAG UGA方向： 5 3(mRNA )，Ser，Tyr，5，5，2 .遺傳編碼的解碼，遺傳編碼的解碼，即確定代表各氨基酸的具體編碼。 蛋白質(zhì)中的氨基酸序列取決于mRNA中的核苷酸序列。 mRNA只有4種核苷酸，而蛋白質(zhì)有20種氨基酸。 從數(shù)學(xué)上考慮，一個(gè)堿基一種的Aa 41=4 20二個(gè)堿基一種的Aa 42=1620三個(gè)堿基一種的aa43=6420，1 .三個(gè)堿基一種的aa

2、43=6420，1 .實(shí)驗(yàn)確認(rèn)三個(gè)堿基編碼，插入、刪除一個(gè)核苷酸，就可以得到該密碼子的2 .同時(shí)插入、刪除不同的核苷酸后，后續(xù)蛋白質(zhì)不變。 3 .同時(shí)刪除3個(gè)核苷酸后，翻譯減少1個(gè)氨基酸，序列不變。 煙草花葉病毒的外皮蛋白亞基由400個(gè)氨基酸構(gòu)成，對(duì)應(yīng)的RNA片段長(zhǎng)度約為1200個(gè)核苷酸，1 )遺傳學(xué)證據(jù)、a .均聚物、無規(guī)共聚物和特定序列的共聚物為模板，指導(dǎo)多肽的合成，大腸桿菌的無細(xì)胞含有mRNA、tRNA、核糖體的分解體系中的DNA，當(dāng)mRNA枯竭時(shí)，體系中的蛋白質(zhì)的合成停止)如果將外源mRNA和人工合成的各種均聚物和共聚物作為模板和ATP、GTP、氨基酸等成分補(bǔ)充，則可以合成新的肽鏈，新

3、生因此，通過分析比較添加的模板和合成的肽鏈，可以知道編碼某個(gè)氨基酸的代碼。 2 )實(shí)驗(yàn)解讀了三聯(lián)編碼，Marshall Nirenberg (1961 )，無細(xì)胞系中Mg2濃度高，人工合成的多核苷酸不需要星形密碼子就可以指導(dǎo)多肽的生物合成，導(dǎo)碼是隨機(jī)的。 但是，在生理Mg2條件下，不能使用沒有起始密碼子的多核苷酸作為多肽合成的模板。 以聚三核苷酸為模板，可以得到由3種氨基酸組成的多肽。 如果以多邊形類別(UUC )為模板，根據(jù)讀取代碼的開始，而生成的命令可以是UUC(Phe )或者ucu 1964年Nirenberg又進(jìn)行了三聯(lián)體結(jié)合實(shí)驗(yàn)(1)采用tRNA-與氨基酸及三聯(lián)體的結(jié)合是特異性的(2

4、)上述結(jié)合的復(fù)合體的大分子是不能通過硝酸纖維過濾器的細(xì)孔，tRNA-氨基酸的復(fù)合體可以通過。 以此方式解密了61個(gè)codons (僅限UAA、UAG、UGA？ Stop codon證實(shí)了以人工合成的三核苷酸，例如UUU、UCU、UGU等為模板，在包含核糖體、AA-tRNA的適當(dāng)離子強(qiáng)度的反應(yīng)液中保溫，然后使反應(yīng)液通過硝酸纖維素過濾器。 游離的aatrna由于分子質(zhì)量小，可以自由通過過濾膜，加入三核苷酸模板后，對(duì)應(yīng)的aatrna與核糖體結(jié)合，超過膜上的細(xì)孔滯留，可以分離與核糖體結(jié)合的aatrna和未結(jié)合的aatrna。 核糖體結(jié)合技術(shù)要點(diǎn)：以人工合成的三核苷酸為模板，分析核糖體AA-tRNA、硝

5、酸纖維過濾、過濾膜上殘留的核糖體-AAtRNA，分為與核糖體結(jié)合的AA、保溫、20組， 每組有一種標(biāo)記的AA-tRNA放射自顯影分析濾波器上殘留的核糖體-AA-tRNA，由于存在與核糖體結(jié)合的AA、保溫、61種密碼子，只存在20種氨基酸，因此許多氨基酸具有多個(gè)密碼子。實(shí)際上，色氨酸(UGG )和蛋氨酸(Met )除了只有一個(gè)密碼子，其他氨基酸有一個(gè)以上的密碼子，其中9種氨基酸有2個(gè)密碼子，1種氨基酸有3個(gè)密碼子，5種氨基酸有4個(gè)密碼子，3 簡(jiǎn)并：一個(gè)氨基酸具有多個(gè)密碼子的現(xiàn)象或多個(gè)密碼子是一個(gè)氨基酸代碼。 編碼相同氨基酸的密碼子被稱為同義密碼子簡(jiǎn)并編碼的生物學(xué)意義：減少變異對(duì)生物的影響，1 .

6、密碼子的簡(jiǎn)并性，3 .遺傳編碼的性質(zhì)，the genetic密碼子，同義密碼子一般不隨機(jī)分布。 其第一、第二核苷酸始終相同，第三核苷酸的變化不一定一定，一般來說，編碼某個(gè)氨基酸的密碼子越多，該氨基酸在蛋白質(zhì)中出現(xiàn)的頻率也越高。 肽鏈內(nèi)部Met的密碼子AUG :原核生物編碼蛋氨酸起始編碼真核生物編碼蛋氨酸其他三種是終止編碼(標(biāo)點(diǎn)密碼子，無意義密碼子)，根據(jù)無意義突變?nèi)N昵稱，三個(gè)終止密碼子： UAA是赭曲霉素(ochre )密碼子(ochre ) UAG被稱為琥珀(amber )密碼子(對(duì)應(yīng)琥珀變異)，UGA被稱為蛋白質(zhì)石(opal )密碼子(對(duì)應(yīng)蛋白質(zhì)石突變)。 2 .密碼子的變異性搖擺假說(

7、Wobble base )，變異性密碼子的第三位堿基具有比前三個(gè)堿基小的特異性。 也就是說，密碼子和反密碼子配對(duì)時(shí)，前面的兩對(duì)堿基嚴(yán)格遵循堿基配對(duì)的原則，但第三時(shí)堿基允許一定的自由度搖動(dòng)假說、變偶假說。 根據(jù)搖擺假說，在密碼子與反密碼子配對(duì)中，前兩對(duì)嚴(yán)格遵守堿基配對(duì)原則，第三對(duì)堿基具有一定的自由度，可以“搖擺”，因此有些tRNA可以識(shí)別一個(gè)以上的密碼子。 Wobble base的搖擺匹配原則，3 .遺傳密碼的通用性和變異性，由于遺傳密碼無論在體內(nèi)還是體外，都適用于病毒、細(xì)菌、動(dòng)物、植物，因此密碼子具有通用性。 在支原體中，已證實(shí)終止密碼子UGA用于色氨酸編碼的嗜熱四膜蟲中，另一個(gè)終止密碼子UA

8、A用于編碼谷氨酰胺。 密碼子有特殊性。 線粒體和核DNA密碼子使用情況的比較，4 .突變效應(yīng)和遺傳編碼防誤系統(tǒng)，轉(zhuǎn)化(Transition):由一個(gè)嘧啶突變?yōu)榱硪粋€(gè)嘧啶。 或者，從一個(gè)嘌呤到另一個(gè)嘌呤，交換(Transversion):從嘧啶到嘌呤，或者從嘌呤到嘧啶的變異，1 .密碼表的組織特征，氨基酸的極性通常由密碼子第二位堿決定，簡(jiǎn)并性由第三位決定中間堿為a或g時(shí)，其對(duì)應(yīng)的氨基酸始終位于球蛋白的外周，具有親水性；4 )第一位堿為a或c，第二位堿為a或g，第三位為任意堿時(shí)，其對(duì)應(yīng)的氨基酸具有可解離的親水側(cè)鏈，具有堿性，防止密碼錯(cuò)誤的系統(tǒng)1 ) 第二位的轉(zhuǎn)換是化學(xué)性質(zhì)類似氨基酸間的交換第二位的轉(zhuǎn)換是氨基酸類型第三位的轉(zhuǎn)換通常不改變其編碼的氨基酸第三位的轉(zhuǎn)換通常引起類似氨基酸間的交換，2 )密碼子具有變性，tRNA上的反密碼子和mRNA密碼子成對(duì)時(shí)可以在一定范圍內(nèi)變動(dòng)防止密碼錯(cuò)誤的系統(tǒng)：能夠?qū)⒒蛲蛔冊(cè)斐傻奈：档阶畹汀Ｎ?密碼子不重疊，也沒有標(biāo)點(diǎn)符號(hào)，而且在A B C D E F G H I J K H Aa1 Aa2 Aa3 Aa4、可讀框架(openrra4)上，也就是從ATG開始，停留在TGA、TAA或TAG上的連續(xù)的密碼子區(qū)域在不存在已知的蛋白質(zhì)生成物的情況下，將該區(qū)域稱為可讀取框，在知道該可讀取框編碼某個(gè)特定蛋白質(zhì)的情況下，稱為編碼區(qū)域。 可讀框是潛