第四章第3节 遗传密码子的破译(选学)
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尼伦伯格和马太
1961-1962年，尼伦伯格（M.W.Nirenberg，1927～）和 马太（H.Matthaei）进行细胞体外蛋白质合成实验，成 功地破译第一个遗传密码：
遗传密码对应规则的发现
尼伦伯格和马太
实验过程：
1、每个试管中分别加入一种氨基酸； 2、每个试管中分别加入除去了DNA和mRNA的细胞提取液； 3、每个试管中分别加入人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸；
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 B．克里克、沃森式化 C．摩尔根、尼伦伯格Fra Baidu bibliotekD．伽莫夫、克里克
他们发现：加入或减少1个或2个碱基所引起噬 菌体突变，都无法翻译出正常功能的蛋白质，而加 入或减少3个碱基时，却翻译出多1个或少1个氨基 酸的蛋白质，这说明什么？ 从实验上证明了伽莫夫的三联体密码子的推测。 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
第4章
基因的表达
第3节 遗传密码的破译
Where are genes located
－·/－· － · /·
（在DNA上）。
研究的背景
薛定谔预测遗传密码的形式
1944年，物理学家薛定 谔发表《什么是生命》，预 言：染色体是由一些同分异 构的单体分子连续所组成。 他认为遗传物质是一种信息 分子，相当于莫尔斯电码的 两个符号：“·”、“—”，通 过排列组合来储存遗传信息。
同时人们也发现在镰刀形细胞中，血红蛋白中仅 有一个氨基酸发生改变。 正常 异常
…－脯氨酸－谷氨酸－谷氨酸—… …－脯氨酸－缬氨酸－谷氨酸 —…
遗传密码子的验证
克里克证明三联体密码子
1961年，克里克用原黄素处理T4噬菌体DNA上的 基因，使DNA脱落或插入单个碱基引起移码突变，获 得一系列的突变T4噬菌体。
遗传密码的试拼与阅读方式的探 索
遗传密码中，碱基作为信息是以重叠方式阅读 还是非重叠方式阅读呢？ 这两种阅读方式会有什 么不同吗？
遗传密码的试拼与阅读方式的探 索
1、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，这一改变将影响多少个氨基酸？如 果密码是重叠的，又将产生怎样的影响？ 密码是非重叠的： 1个氨基酸， 密码是重叠的： 3个氨基酸。
研究的背景
沃森和克里克双螺旋模型建立
1953年双螺旋模型建立，破译遗传密码势在必
行。 对于遗传密码来说，最简单的破译方法是将 DNA或mRNA顺序和多肽比较。但和一般破译密码不 同的是，遗传信息的译文——肽链上氨基酸的顺序 是已知的，未知的是遗传密码。
1954年，科普作家伽莫夫在《Nature》上首次 发表了遗传密码的理论研究文章，指出三个碱基编 码一个氨基酸。
如果插入1个碱基，3个氨基酸，多肽比原正常多肽多1个氨基酸 如果插入2个碱基：4个氨基酸，多肽比原正常多肽多2个氨基酸 如果插入3个碱基：5个氨基酸，多肽比原正常多肽多3个氨基酸
遗传密码的试拼与阅读方式的探 索
1957年布雷内（Brenner.S）通过蛋白质的氨基酸顺 序分析，发现：不存在氨基酸的邻位限制作用，否定 了遗传密码重叠阅读的可能性。
结果：加入了苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链；
结果说明：
多聚尿嘧啶核苷酸导致了多聚苯丙氨酸的合成，而多 聚尿嘧啶的碱基序列是由多个尿嘧啶组成的（UUUUUU···）， ··· 可见尿嘧啶的碱基序列编码由苯丙氨酸组成的肽链； 苯丙氨酸－－UUU.
小结
薛定谔富有远见卓识的大胆想象预测遗传密码的
形式
伽莫夫通过数学的排列组合推测密码子由三个碱 基组成 克里克巧妙地设计实验，利用原黄素处理噬菌体， 使基因中的碱基脱落或插入，从实验上证明了伽莫夫 的三联体密码子的推测。 尼伦伯格富有创新性的实验，建立巧妙的无细胞 系统进行体外蛋白质合成，成功破译了第一个密码子。
课堂反馈
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．在基因的碱基序列中删除或增加一个碱基 B．在基因的碱基序列中删除或增加二个碱基 C．在基因的碱基序列中删除或增加三个碱基对 D．在基因的碱基序列中删除或增加四个碱基对
遗传密码的试拼与阅读方式的探 索
2、当图中DNA的第三个碱基（T）后插入一个碱基A时， 如果密码是非重叠的，这一改变将影响多少个氨基酸？ 如果密码是重叠的，又将产生怎样的影响？如果插入 2个、3个碱基呢？ 密码是非重叠的,插入1或2个碱基：影响后面所 有的氨基酸（无法产生正常功能的蛋白质） ，插入3 个碱基将会在原氨基酸序列中多一个氨基酸。 密码是重叠的：
1961-1962年，尼伦伯格（M.W.Nirenberg，1927～）和 马太（H.Matthaei）进行细胞体外蛋白质合成实验，成 功地破译第一个遗传密码：
遗传密码对应规则的发现
尼伦伯格和马太
实验过程：
1、每个试管中分别加入一种氨基酸； 2、每个试管中分别加入除去了DNA和mRNA的细胞提取液； 3、每个试管中分别加入人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸；
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 B．克里克、沃森式化 C．摩尔根、尼伦伯格Fra Baidu bibliotekD．伽莫夫、克里克
他们发现：加入或减少1个或2个碱基所引起噬 菌体突变，都无法翻译出正常功能的蛋白质，而加 入或减少3个碱基时，却翻译出多1个或少1个氨基 酸的蛋白质，这说明什么？ 从实验上证明了伽莫夫的三联体密码子的推测。 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
第4章
基因的表达
第3节 遗传密码的破译
Where are genes located
－·/－· － · /·
（在DNA上）。
研究的背景
薛定谔预测遗传密码的形式
1944年，物理学家薛定 谔发表《什么是生命》，预 言：染色体是由一些同分异 构的单体分子连续所组成。 他认为遗传物质是一种信息 分子，相当于莫尔斯电码的 两个符号：“·”、“—”，通 过排列组合来储存遗传信息。
同时人们也发现在镰刀形细胞中，血红蛋白中仅 有一个氨基酸发生改变。 正常 异常
…－脯氨酸－谷氨酸－谷氨酸—… …－脯氨酸－缬氨酸－谷氨酸 —…
遗传密码子的验证
克里克证明三联体密码子
1961年，克里克用原黄素处理T4噬菌体DNA上的 基因，使DNA脱落或插入单个碱基引起移码突变，获 得一系列的突变T4噬菌体。
遗传密码的试拼与阅读方式的探 索
遗传密码中，碱基作为信息是以重叠方式阅读 还是非重叠方式阅读呢？ 这两种阅读方式会有什 么不同吗？
遗传密码的试拼与阅读方式的探 索
1、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，这一改变将影响多少个氨基酸？如 果密码是重叠的，又将产生怎样的影响？ 密码是非重叠的： 1个氨基酸， 密码是重叠的： 3个氨基酸。
研究的背景
沃森和克里克双螺旋模型建立
1953年双螺旋模型建立，破译遗传密码势在必
行。 对于遗传密码来说，最简单的破译方法是将 DNA或mRNA顺序和多肽比较。但和一般破译密码不 同的是，遗传信息的译文——肽链上氨基酸的顺序 是已知的，未知的是遗传密码。
1954年，科普作家伽莫夫在《Nature》上首次 发表了遗传密码的理论研究文章，指出三个碱基编 码一个氨基酸。
如果插入1个碱基，3个氨基酸，多肽比原正常多肽多1个氨基酸 如果插入2个碱基：4个氨基酸，多肽比原正常多肽多2个氨基酸 如果插入3个碱基：5个氨基酸，多肽比原正常多肽多3个氨基酸
遗传密码的试拼与阅读方式的探 索
1957年布雷内（Brenner.S）通过蛋白质的氨基酸顺 序分析，发现：不存在氨基酸的邻位限制作用，否定 了遗传密码重叠阅读的可能性。
结果：加入了苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链；
结果说明：
多聚尿嘧啶核苷酸导致了多聚苯丙氨酸的合成，而多 聚尿嘧啶的碱基序列是由多个尿嘧啶组成的（UUUUUU···）， ··· 可见尿嘧啶的碱基序列编码由苯丙氨酸组成的肽链； 苯丙氨酸－－UUU.
小结
薛定谔富有远见卓识的大胆想象预测遗传密码的
形式
伽莫夫通过数学的排列组合推测密码子由三个碱 基组成 克里克巧妙地设计实验，利用原黄素处理噬菌体， 使基因中的碱基脱落或插入，从实验上证明了伽莫夫 的三联体密码子的推测。 尼伦伯格富有创新性的实验，建立巧妙的无细胞 系统进行体外蛋白质合成，成功破译了第一个密码子。
课堂反馈
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．在基因的碱基序列中删除或增加一个碱基 B．在基因的碱基序列中删除或增加二个碱基 C．在基因的碱基序列中删除或增加三个碱基对 D．在基因的碱基序列中删除或增加四个碱基对
遗传密码的试拼与阅读方式的探 索
2、当图中DNA的第三个碱基（T）后插入一个碱基A时， 如果密码是非重叠的，这一改变将影响多少个氨基酸？ 如果密码是重叠的，又将产生怎样的影响？如果插入 2个、3个碱基呢？ 密码是非重叠的,插入1或2个碱基：影响后面所 有的氨基酸（无法产生正常功能的蛋白质） ，插入3 个碱基将会在原氨基酸序列中多一个氨基酸。 密码是重叠的：