第3节 遗传密码的破译(选学)

UCAGACUGC
UCAGCCUGC
UCA GCC UGC
丝氨酸 丙氨酸 半胱氨酸
UCA CAG AGC
GCC CCU CUG
UGC
丝氨酸 谷氨酰酸 丝氨酸 丝氨酸 脯氨酸 亮氨酸 半胱氨酸
三.简并性
不大
同多
的数
密氨
码基
子。
酸 具
有
两
个
以
上
四.通用性
• 不同的生物密码子基本相同， 即共用一套密码子。
二 克里克实验证据
实验现象： 插入（或减少）3个碱基对原有氨基酸序列影响最小 实验结论： 1.遗传密码从一个固定的起点开始
2.遗传密码以非重叠的方式阅读 3.遗传密码编码之间没有分隔符
回顾旧知
合成蛋白质（肽链）需要哪些条件？
具备了这些条件是否能在 合成蛋白质呢？
• 模板：mRNA（碱基顺序代表遗传信息、 密码子决定氨基酸）
• 原料：20种游离的氨基酸 • 工具：各种tRNA • 条件：酶 、ATP
三 遗传密码对应规则的发现
蛋wk.baidu.com质体外合成实验
• 模板（mRNA）原料（20种游离的氨基酸） • 工具（各种tRNA）条件（酶 、ATP）
人工合成 mRNA 模板
除去DN A和mR NA的大 肠杆菌细 胞提取液
• 大肠杆菌破碎细胞溶液里面有什么？
GGT TCG CAC GCT TTG AGC TGC
插入一个碱基： GGTATCGCACGCTTTGAGC 插入两个碱基： GGTATCAGCACGCTTTGAGC 插入三个碱基： GGTATCAGCACGACTTTGAGC
密码是非重叠的，在插入或删除1~2个碱基后，后面氨 基酸都会受到影响 （即无法合成正常功能的蛋白质） 在插入或删除3个碱基后，将会在原来的氨基酸序列中 多一个氨基酸，影响相对较小。
五.起始码与终止码
• 起始密码子有两种，一种是 AUG，一种是GUG，肽链 的合成从AUG或GUG开始
• 终止密码子有3个，分别是 UAA、UAG、UGA，直到 UAA、UAG、UGA结束
总结
• 一.不间断性：mRNA的密码子是连续排列的，相邻密 码之间无核苷酸间隔
• 二.不重叠性：对于特定的密码子而言其中每个核苷酸 都具有不重叠性
?
Where are genes located
氨基酸1 氨基酸2 氨基酸3
mRNA的碱基与氨基酸之间是如何对应的？
mRNA的碱基4种 A 、U、C、G
氨基酸20 种
一个碱基决定一种氨基酸时能决定 41=4 __种 两个碱基决定一种氨基酸时能决定 42=16__种 1954 伽莫夫 《自然 Nature》三个碱基决定一种氨基酸时能决定 43=64__种
4.3遗传密码的破译
莫尔斯密码表
Morse code（又译为摩斯密码，莫尔斯密码） 其代码主要由 点（.）、划（—）、点和划之间的停顿 （/）组成，发明于1837年，是一种时断时续的信号代 码，通过点、划不同的排列顺序来表达不同的英文字母、 数字和标点符号。
DNA双螺旋
m
密码子1 密码子2 密码子3
谢谢！
• THEFATCARTARTETHEBIGRAT THE FAT CAR TAR TET HEB IGR AT
• THEFATCARTARTOETHEBIGRAT THE FAT CAR TAR TOE THE BIG RA
二 克里克实验证据（T4噬菌体）
GGTTCGCACGCTTTGAGCTGC
一
m
遗 传
非重叠的阅读方式
密
码
的
阅
重叠的阅读方式
读
方
式
遗传密码的阅读方式是重叠还是非重叠？
遗传密码真的是以三个碱基为一组吗？
THEFATCATATETHEBIGRAT THE FAT CAT ATE THE BIG RAT
• THEFATCARTATETHEBIGRAT THE FAT CAR TAT ETH EBI GRA T
• 三.简并性：大多数氨基酸具有两个以上不同的密码子。
• 四.通用性：不同的生物密码子基本相同，即共用一套 密码子。
• 五.起始码与终止码：起始密码子有两种，终止密码子 有三个
小结
一、遗传密码的阅读方式 非重叠的形式
二、克里克的实验证据 1.遗传密码从一个固定的起点开始 2.遗传密码以非重叠的方式阅读 3.遗传密码编码之间没有分隔符 三、遗传密码对应规则的发现 尼伦伯格和马太的蛋白质体外合成实验 UUU——苯丙氨酸 四、遗传密码的特性 不间断性、不重叠性、简并性、通用性、 有起始和终止密码
合成蛋白质所需要的条件，比如线粒体、酶等
尼伦伯格和马太的蛋白质体外合成实验
多核苷酸磷酸化酶
人工合成mRNA（模板）多聚尿嘧啶UUUUUUUUU...
每只试管中分别加入大 肠杆菌提取液（酶、AT P）和20种氨基酸中的一 种（原料）
UUU——苯丙氨酸
UCUCUCUCUCUCUCUC
UUU—苯丙氨酸
AUG UAC AUG CUG AGC UGA AUG UAC A GC UGA GCU GA AUG UAC AUG CUG AGC UGA
甲硫氨酸 酪氨酸 甲硫氨酸 亮氨酸 丝氨酸 终止
AUG UAC AGC UGA GCU GA
甲硫氨酸 酪氨酸 苏氨酸 终止
二. 不重叠性
对于特定的密码子而言其中每个核 苷酸都具有不重叠性
Ser-Leu-Ser-Leu-Ser-Leu
UCU—丝氨酸 CUC—亮氨酸
AUC—异亮氨酸
AAA—赖氨酸
UCA—丝氨酸
CCC—脯氨酸
CAU—组氨酸
遗传密码的特性
生物在外界环境不断变化的情况下， 总有保持自身稳定的倾向。
一. 不间断性
。 mRNA的密码子是连续排列的，
相邻密码之间无核苷酸间隔
A UCGU GCAUGC AUC GAUGCAG CA