遗传密码的破译

1. 1954年科普作家伽莫夫用数学的方法推断3个 碱基编码一个氨基酸。 2. 1961年克里克第一个用T4噬菌体实验证明了 遗传密码中3个碱基编码一个氨基酸。 3. 1961年尼伦伯格和马太利用无细胞系统进行 体外合成破译了第一个遗传密码。 4. 1969年科学家们破译了全部的密码。
小结
我们注意整个破译过程中科学家思维的变化，伽 莫夫通过数学的排列组合的计算来推测密码子是由 三个碱基组成的，克里克则是巧妙地设计实验，使 DNA增加或减少碱基的方法从实验上证明了伽莫夫 的三联体密码子的推测，由理论走向实验，为密码 子的破译迈出重要的一步。而尼伦伯格的实验则更 富有创新性，他建立巧妙的无细胞系统进行体外蛋 白质合成，成功地破译了第一个密码子，随后的方 法不断创新最终破译了所有的密码子。他的贡献不 仅仅在于对遗传密码的破译，更重要的也在对生物 研究方法上开启了新的思维方式。
第 3节
遗传密码子的破译
问题探讨
我们知道了核酸中的碱基序列就是遗传信息，翻译实际上 就是将mRNA中的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列，那么 碱基序列与氨基酸序列是如何对应的呢？
研究的背景：
“中心法则”提出后更为明确地指出了 遗传信息传递的方向，总体上来说是从 DNA→RNA→蛋白质。那DNA和蛋白质之间 究竟是什么关系？或者说DNA是如何决定蛋 白质？这个有趣而深奥的问题在五十年代末就 开始引起了一批研究者的极大兴趣。
遗传密码的试拼与阅读方式 的探索
1954年科普作家伽莫夫G.Gamor对破译密码首
先提出了挑战。当年，他在《自然Nature》杂志首
次发表了遗传密码的理论研究的文章，指出三个碱
基编码一个氨基酸。
遗传密码的试拼与阅读方式 的探索
接下来，人们不禁又要问在三联体
中的每个碱基作为信息只读一次还是重
复阅读呢？以重叠和非重叠方式阅读
碱基对
C．在相关的基因的碱基序列中删除或增加三个 碱基对
D．在相关的基因的碱基序列中删除或增加四个
碱基对
练习
（2）最早提出3个碱基编码一个氨基 酸 的科学家和首次用实验的方法 加以证明的科学家分别是：（ D ）
A．克里克、伽莫夫 C．摩尔根、尼伦伯格 B．克里克、沃森式化 D．伽莫夫、克里克
（3）采用蛋白质体外合成的技术揭示遗传密码
克里克是第一个用实验证明遗传 密码中3个碱基编码1个氨基酸的科学 家。这个实验还同时表明:遗传密码从 一个固定的起点开始,以非重叠的方式 阅读,编码之间没有分隔符。
遗传密码对应规则的发现
1961-1962年，尼伦伯格（M.W.Nirenberg， 1927～）和马太（H.Matthaei） 的实验 ：
遗传密码子的验证（克里克的实验）
1961年,克里克对T4噬菌体DNA上的一个 基因进行处理，使DNA增加或减少碱基。 通过这样的方法他们发现加入或减少1个 和2个碱基都会引起噬菌体突变，无法产生正 常功能的蛋白质，而加入或减少3个碱基时却 可以合成正常功能的蛋白质。
为什么会这样呢？
这只能解释为：遗传密码中 3个碱基编码1个氨基酸。
3 个碱基对原有 请比较分析下图:插入___ 氨基酸序列影响最小.
GGTTCGCACGCTTTGAGC
插 二 个 碱 基
GGTATC GCACGC TTTGAG C GGTAAT CGCACG CTTTGA GC GGTAAATCG CACGCTTTG AGC
进一步分析上图:
3 个碱基对原有氨基酸序 减少___ 列影响最小。
DNA序列会有什么不同呢？
遗传密码的试拼与阅读方式的探索
思考:
当图中DNA的第三个碱基(T)发生改 变时,如果密码是非重叠的,这一改变 1 将影响______ 个氨基酸,如果是重叠 3 的又将影响________ 个氨基酸。
在图中DNA的第三个碱基(T)后插入一个碱 基A,如果密码是非重叠的,这一改变将影响 _____ 3 个氨基酸,如果密码是重叠的,又将影 响______ 3 个氨基酸。
归结起来，我们看到，敏锐、大 胆、睿智和创新是科学家的重要素养， 也正如尼伦伯格在1968年诺贝尔生理 学或医学奖获奖时说的：一个善于捕 捉细节的人才是能领略事物真谛的人。
（1）在下列基因的改变中，合成出具有正常功能 蛋白质的可能性最大的是：（
C
）
A．在相关的基因的碱基序列中删除或增加一个 碱基对 B．在相关的基因的碱基序列中删除或增加二个
遗传密码对应规则的发现
这一结果不仅证实了无细胞系统的成功，同时还 表明UUU是苯丙氨酸的密码子。 这是第一个遗传密码子被破译。尼伦伯格的实验 巧妙之处在于利用无细胞系统进行体外合成蛋白质， 他这富有创新的实验方法为他带来了重大的成功！
Baidu Nhomakorabea
遗传密码对应规则的发现
在接下来的六七年里，科学家沿着体外合 成蛋白质的思路，不断地改进实验方法，破译 出了全部的密码子，并编制出了密码子表。这 项工作成为生物学史上的一个伟大的里程碑！ 为人类探索和提示生命的本质的研究向前迈进 一大步，为后面分子遗传生物学的发展有着重 要的推动作用。
实验中，改变下列哪项操作，即可测出全部的遗传
密码与氨基酸的对应规则：(
B
)
A．无DNA和mRNA细胞的提取液
B．人工合成的多聚核苷酸 C．加入的氨基酸种类和数量 D．测定多肽链中氨基酸种类的方法