第十四部分遗传密码和遗传信息的翻译系统教学课件

rⅡ
回复突变 rⅡ rⅡ
野生型
FCO sup 表 型
＋
突变型 表型
＋＋
＋ sun
图14－2抑制基因所产生的回复突变型和野生型杂交后，经交换可 产生原有的突变型(仿Griffiths A.J.F.et al： 《An Introduction to
Genetic Analysis》
校正突变的特点如下：
Thr
ACA UGU
Thr
NC
S er
UCU
UCU
UCU
UGU
UCU AGA
AGA
Thr UGU
Thr S er
NC
Thr
图 14-3 三 联 体 结 合 实 验 。 (上 )输 入 翻 译 系 统 的 R N A 和 标 记 的 氨 基 酸 (以 灰 色 表 示 ) 不 符 。 (下 ) 输 入 翻 译 系 统 的 R N A 和 标 记 的 氨 基 酸 (以 灰 色 表 示 )相 符 。
Crick小组用这种方法获得一系列的T4“加字” 和“减字”突变，再进行杂交来获得加入或减 少一个，二个，三个的不同碱基数的系列突变。
插入 －ATCTAGTCT－ －TAGATCAGA－
－ATC TGTCT－ －TAGACAGA－
－A CTGTCT－ 缺失 －T GACAGA－
图14—1 “加字”和“减字”突变
五.三联体结合实验
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。
ACA ACA
UGU A G A Ser
ACA
AGA S er
RNA Pol +GTP +CTP +UTP +UTP +ATP +ATP
5'－GUAGUAGUAGUA－3'
5'―UACUACUACUAC ―3'
图14-4 重复共聚体RNA的合成途径。(仿Watson,J.D.et al《Molecular Biology of the Gene》4th Ed.1987,Fig.15.4)
六. 利用重复共聚物破译密码
Khorara 采用了有机合成一条短的单链DNA重复 顺序，
然后用DNA pol 1合成其互补链， 再用RNA pol及不同的底物合成两条重复的
RNA共聚物（图14－3），作为翻译的mRNA ， 加入到体外表达系统中，
5'－T A C T A C T A C T A C－3' 3' －AT GAT GAT GAT G－ 5’
第二节 遗传密码的证实和特点
一. 遗传密码的证实 1966年Sterisinger等用噬菌体T4证实了遗
传密码是完全正确的。 他们采用的方法跟Crick的原黄素诱发移
码突变的方法相同，使T4溶菌酶产生了 移码突变，根据突变后的蛋白质一级结 构和野生型溶菌酶氨基酸顺序进行了比 较，
N Thr－Lys－Ser－Pro－Ser－ Leu－Asn－Ala－ C 5' AC· AA· AGU CCA UCA CUU AAUGC· 3' 野生型
如UUU：UGG＝（555）:（511） ＝ 25 ： 1
同理UUU：UUG ＝5 ：1， 根据检测结果推测: 苯丙氨酸（UUU）：半胱氨酸（UGU）
＝ 5 ：1 苯丙氨酸（UUU）：缬氨酸（GUU）
＝ 5 ：5 苯丙氨酸（UUU）：甘氨酸（GUU）
＝ 24 ： 1
图14- 基因内抑制
鸟氨酸转氨甲酰酶(OTC)
CO2
氨甲酰磷酸
瓜氨酸
精氨酸 (在线粒体中)
+
b (su-)
NH4
天冬氨酸转氨甲酰酶
- ATP
氨甲酰磷酸
a (m )
Leabharlann Baidu
ATC
氨甲酰天冬氨酸
(1) 以是否合成嘧啶为表型的标准;
(2) OTC 突变仍有 2~3 %的活性.
嘧啶(在核中)
图 14- 代谢抵偿效应产生的基因外抑制
它们只能在B菌株上生长形成噬菌斑
开始用原黄素诱导的突变称FCO，
他们再用原黄素诱导产生回复突变，在 E.coli K（λ）菌株中出现了噬菌斑。
用遗传学的方法和野生型杂交发现它们并 不是真正的野生型。
校正突变（A suppressor mutation）抵消 或抑制了前一次突变的效应，
四.无细胞系统的建立
1961年Nirenberg建立了无细胞系统 这一新技术又是在多核苷酸磷酸化酶发现的
基础上建立起来的。 1955 S.Ocha在细菌中分离了多核苷酸磷酸化
酶（polynucleotide phosphorylase）,它催化核 糖核苷二磷酸的聚合， 它不需要任何DNA模板就可合成.
(1) 校正突变是在第一次突变不同位点将它抵 消的。因此原来的突变可以通过野生型和回复 突变型之间的杂交又恢复为突变型；
(2) 校正突变可能发生相同的基因中，抑制原 来的突变（如刚举的例子），称基因内抑制， 或发生在不同的基因中称基因外抑制。
(3) 不同的抑制可能作用的方式不同。如有的 抑制是在转录和翻译水平，有的可能是通过细 胞生理功能来实现。
第十四部分遗传密码和遗传信 息的翻译系统教学课件
三联密码的证实。
1961年Crick和Brenner.S等证实了三联密码的真 实性。
他们用T4染色体上的一个基因（rⅡ位点）通 过用原黄素（proflavin）处理，可以使DNA脱 落或插入单个碱基，插入叫“ 加字”突变，脱 落叫“ 减字”突变.无论加字和减字都可以引 起移码突变。
三.利用突变来解读密码
1960 A. Tsugita,H.Fraenkel-Connrat小组和H.G. Wittmann小组试图通过用亚硝酸来对TMV进行 诱变。
当时根据亚硝酸诱变的原理，mRNA中的A→G 或C→U的缘故。
当时已搞清了TMV肽链的一级结构由158个氨 基酸组成，
将突变型和野生型进行比较就能确定肽链上氨 基酸取代的位点和类型。
表14-1 用二个或三个、四个核苷酸构造重复共聚体来确 定密码子
重复顺序
(UC)n (UUC)n
(UUAC)n
可组成的三联密码
UCU-CUC (UUC); (UCU); (CUU)
(UUA-CUU-ACUUAC)
多肽的氨基酸组 成
Ser-Leu polyPhe, polySer, poly Leu Leu-Leu-Thr-Tye