关于生物信息的传递下翻译课件
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特定序列的共聚物作模板合成多肽，破译遗 传密码； （4）1964年Nirenberg 用核糖体结合技术研究遗 传密码，直接测出三联体对应的氨基酸； （5）到1966年，遗传密码全部破译。
核糖体结合技术
特定三核苷酸为模板 + 核糖体 + 20 种AA-tRNA 保温
硝酸纤维滤膜过滤
分析留在滤膜上的核糖体-AA-tRNA
3′
4
20 (×)
mRNA 5′ AUCGACCUGAGC
3′
42=16
20 (×)
mRNA 5′ AUCGACCUGAGC
3′
43=64
20 (√)
遗传密码破译简史
（1）1954年Gamow首先对遗传密码进行了探讨； （2）1961年Crick 证明三联体密码子是正确的； （3）1961年，Nirenberg以均聚物、随机共聚物、
一、遗传密码——三联子 （一）三联子密码定义
mRNA链上每三个核甘酸翻译成蛋白质 多肽链上的一个氨基酸，这三个核甘酸就 称为密码子或三联子密码(triplet coden) 。
mRNA 5’ AUG AGU ACA AAA CCU、、、 3’
（二）三联子密码破译
核甘酸序列
氨基酸序列
mRNA 5′ AUCGACCUGAGC
三叶草二级结构具有四个臂 L型三维结构两个双螺旋区相互垂直
3’
5’ 氨基酸茎
D环
TψC环
可变环
TψC环 D环
氨基酸茎 3’
5’
可变环
反密码子环
反密码子环
图14-15 tRNA由三叶草型折叠成L型三维结构
（百度文库） tRNA的功能
1、解读mRNA的遗传信息 2、运输的工具，运载氨基酸
同义密码子一般不是随 机分布的，因为其第一、 第二位核苷酸往往是相 同的，而第三位核苷酸 的改变并不一定影响所 编码的氨基酸，这种安 排减少了变异对生物的 影响。
编码某一氨基酸的密码子越多，该氨基酸在蛋白质 中出现的频率就越高。Arg例外，CG双联子出现的 频率较低。
（三）遗传密码的性质
3、通用性与特殊性
A 反密码子的5’端碱基允许互补碱基有摆动 B 反密码子的3’端碱基允许互补碱基有摆动 C 密码子的3’端碱基允许互补碱基有摆动 D 密码子的5’端碱基允许互补碱基有摆动
2、反密码子中哪个碱基对参与了密码子的简并性（摇摆）？ （）
A. 第一个 B. 第二个 C. 第三个 D. 第一个与第三个
3、反密码子IGC可以识别的密码子是( ) A . GCG B. GCA C. ACG D. ICG
关于生物信息的传 递下翻译
翻译：指将mRNA链上的核甘酸从一个特定的起始位 点开始，按每三个核甘酸代表一个氨基酸的原则， 依次合成一条多肽链的过程。
蛋白质合成的场所是 核糖体 蛋白质合成的模板是 mRNA 模板与氨基酸之间的接合体是 tRNA 蛋白质合成的原料是 20种氨基酸
Contents
● 遗传密码——三联子 ● tRNA的结构、功能与种类 ● 核糖体的结构与功能 ● 蛋白质合成的过程 ● 蛋白质的运转机制
所有 酵母 果蝇
密码 子 UGA CUA AGA
线粒体DNA编 核DNA编码的
码的氨基酸
氨基酸
色氨酸
终止子
苏氨酸
亮氨酸
丝氨酸
精氨酸
哺乳类 AGA/G 终止子
精氨酸
哺乳类 AUA 甲硫氨酸 异亮氨酸
（三）遗传密码的性质
4、摆动性
转运氨基酸的tRNA上的反密码子需要通过碱基 互补与mRNA上的遗传密码子反向配对结合，在密码 子与反密码子的配对中，前两对严格遵守碱基配对原 则，第三对碱基有一定的自由度，可以“摆动”，这 种现象称为密码子的摆动性。
• 蛋白质生物合成的整套密码，无论是在体内 还是体外，也无论是对病毒、细菌、动物还 是植物而言都是通用的。遗传密码子的通用 性有助于我们研究生物的进化，在遗传工程 中也得到充分运用。
• 已发现少数例外，如支原体、动物细胞的线 粒体、植物细胞的叶绿体。P114
线粒体与核DNA密码子使用情况的比较
生物
从mRNA 5端起始密码子AUG到3端终止 密码子之间的核苷酸序列，各个三联体密码 连续排列编码一个蛋白质多肽链，称为开放 阅读框架(open reading frame, ORF)。
（三）遗传密码的性质
2、 简并性
20AA——61种密码子？ 由一种以上密码子编码同一个氨基酸的现象称为 简并（degeneracy），对应于同一氨基酸的密码子 称为同义密码子（synonymous codon）。
摆动配对
U
mRNA5' AUU AUC AUA 3'
UAI UAI UAI
tRNA
5'
5'
5'
3'
Ile
3'
3'
Ile Ile
I: 次黄嘌呤
密码子、反密码子配对的摆动现象
tRNA反密码子 第1位碱基
I
U G AC
mRNA密码子 第3位碱基
U, C, A A, G U, C U G
1、由Francis Crick提出的密码子与反密码子配对的摆动假说 是指（）
Contents
● 遗传密码——三联子 ● tRNA的结构、功能与种类 ● 核糖体的结构与功能 ● 蛋白质合成的过程 ● 蛋白质的运转机制
二、tRNA的结构、功能与种类
（一） tRNA的结构 1、二级结构：三叶草形P116
二、tRNA的结构、功能与种类
（一） tRNA的结构
2、三级结构： “L”形 P117 氢键
确定与核糖体结合的AA
遗传密码字典
（三）遗传密码的性质
1、 连续性
翻译由mRNA的5’端的起始密码子开 始，一个密码子接下个密码子连续地阅读直 到3’终止密码，密码间既无间断也无重叠， 即起始密码子决定了所有后续密码子的位置， 说明三联子密码是连续的。
•基因损伤引起mRNA阅读框架内的碱基发生插入或缺 失，可能导致框移突变(frameshift mutation)。
4、与tRNA中的反义密码子为GCU反向配对的 mRNA中的密码子是（ ）
A. UGA B. CGA C. AGU D. AGI B. 5、( )的密码子可以作为起始密码子. C. 酪氨酸 B. 甲硫氨酸 C. 色氨酸 D. 苏氨酸 D. 6、只有一个密码子的氨基酸是（ ） E. 亮氨酸和丝氨酸 B. 色氨酸和苏氨酸 C. 甲硫氨酸和色氨酸 D. 甘氨酸和色氨酸 D. 7、终止密码子包括（）（）（）
核糖体结合技术
特定三核苷酸为模板 + 核糖体 + 20 种AA-tRNA 保温
硝酸纤维滤膜过滤
分析留在滤膜上的核糖体-AA-tRNA
3′
4
20 (×)
mRNA 5′ AUCGACCUGAGC
3′
42=16
20 (×)
mRNA 5′ AUCGACCUGAGC
3′
43=64
20 (√)
遗传密码破译简史
（1）1954年Gamow首先对遗传密码进行了探讨； （2）1961年Crick 证明三联体密码子是正确的； （3）1961年，Nirenberg以均聚物、随机共聚物、
一、遗传密码——三联子 （一）三联子密码定义
mRNA链上每三个核甘酸翻译成蛋白质 多肽链上的一个氨基酸，这三个核甘酸就 称为密码子或三联子密码(triplet coden) 。
mRNA 5’ AUG AGU ACA AAA CCU、、、 3’
（二）三联子密码破译
核甘酸序列
氨基酸序列
mRNA 5′ AUCGACCUGAGC
三叶草二级结构具有四个臂 L型三维结构两个双螺旋区相互垂直
3’
5’ 氨基酸茎
D环
TψC环
可变环
TψC环 D环
氨基酸茎 3’
5’
可变环
反密码子环
反密码子环
图14-15 tRNA由三叶草型折叠成L型三维结构
（百度文库） tRNA的功能
1、解读mRNA的遗传信息 2、运输的工具，运载氨基酸
同义密码子一般不是随 机分布的，因为其第一、 第二位核苷酸往往是相 同的，而第三位核苷酸 的改变并不一定影响所 编码的氨基酸，这种安 排减少了变异对生物的 影响。
编码某一氨基酸的密码子越多，该氨基酸在蛋白质 中出现的频率就越高。Arg例外，CG双联子出现的 频率较低。
（三）遗传密码的性质
3、通用性与特殊性
A 反密码子的5’端碱基允许互补碱基有摆动 B 反密码子的3’端碱基允许互补碱基有摆动 C 密码子的3’端碱基允许互补碱基有摆动 D 密码子的5’端碱基允许互补碱基有摆动
2、反密码子中哪个碱基对参与了密码子的简并性（摇摆）？ （）
A. 第一个 B. 第二个 C. 第三个 D. 第一个与第三个
3、反密码子IGC可以识别的密码子是( ) A . GCG B. GCA C. ACG D. ICG
关于生物信息的传 递下翻译
翻译：指将mRNA链上的核甘酸从一个特定的起始位 点开始，按每三个核甘酸代表一个氨基酸的原则， 依次合成一条多肽链的过程。
蛋白质合成的场所是 核糖体 蛋白质合成的模板是 mRNA 模板与氨基酸之间的接合体是 tRNA 蛋白质合成的原料是 20种氨基酸
Contents
● 遗传密码——三联子 ● tRNA的结构、功能与种类 ● 核糖体的结构与功能 ● 蛋白质合成的过程 ● 蛋白质的运转机制
所有 酵母 果蝇
密码 子 UGA CUA AGA
线粒体DNA编 核DNA编码的
码的氨基酸
氨基酸
色氨酸
终止子
苏氨酸
亮氨酸
丝氨酸
精氨酸
哺乳类 AGA/G 终止子
精氨酸
哺乳类 AUA 甲硫氨酸 异亮氨酸
（三）遗传密码的性质
4、摆动性
转运氨基酸的tRNA上的反密码子需要通过碱基 互补与mRNA上的遗传密码子反向配对结合，在密码 子与反密码子的配对中，前两对严格遵守碱基配对原 则，第三对碱基有一定的自由度，可以“摆动”，这 种现象称为密码子的摆动性。
• 蛋白质生物合成的整套密码，无论是在体内 还是体外，也无论是对病毒、细菌、动物还 是植物而言都是通用的。遗传密码子的通用 性有助于我们研究生物的进化，在遗传工程 中也得到充分运用。
• 已发现少数例外，如支原体、动物细胞的线 粒体、植物细胞的叶绿体。P114
线粒体与核DNA密码子使用情况的比较
生物
从mRNA 5端起始密码子AUG到3端终止 密码子之间的核苷酸序列，各个三联体密码 连续排列编码一个蛋白质多肽链，称为开放 阅读框架(open reading frame, ORF)。
（三）遗传密码的性质
2、 简并性
20AA——61种密码子？ 由一种以上密码子编码同一个氨基酸的现象称为 简并（degeneracy），对应于同一氨基酸的密码子 称为同义密码子（synonymous codon）。
摆动配对
U
mRNA5' AUU AUC AUA 3'
UAI UAI UAI
tRNA
5'
5'
5'
3'
Ile
3'
3'
Ile Ile
I: 次黄嘌呤
密码子、反密码子配对的摆动现象
tRNA反密码子 第1位碱基
I
U G AC
mRNA密码子 第3位碱基
U, C, A A, G U, C U G
1、由Francis Crick提出的密码子与反密码子配对的摆动假说 是指（）
Contents
● 遗传密码——三联子 ● tRNA的结构、功能与种类 ● 核糖体的结构与功能 ● 蛋白质合成的过程 ● 蛋白质的运转机制
二、tRNA的结构、功能与种类
（一） tRNA的结构 1、二级结构：三叶草形P116
二、tRNA的结构、功能与种类
（一） tRNA的结构
2、三级结构： “L”形 P117 氢键
确定与核糖体结合的AA
遗传密码字典
（三）遗传密码的性质
1、 连续性
翻译由mRNA的5’端的起始密码子开 始，一个密码子接下个密码子连续地阅读直 到3’终止密码，密码间既无间断也无重叠， 即起始密码子决定了所有后续密码子的位置， 说明三联子密码是连续的。
•基因损伤引起mRNA阅读框架内的碱基发生插入或缺 失，可能导致框移突变(frameshift mutation)。
4、与tRNA中的反义密码子为GCU反向配对的 mRNA中的密码子是（ ）
A. UGA B. CGA C. AGU D. AGI B. 5、( )的密码子可以作为起始密码子. C. 酪氨酸 B. 甲硫氨酸 C. 色氨酸 D. 苏氨酸 D. 6、只有一个密码子的氨基酸是（ ） E. 亮氨酸和丝氨酸 B. 色氨酸和苏氨酸 C. 甲硫氨酸和色氨酸 D. 甘氨酸和色氨酸 D. 7、终止密码子包括（）（）（）