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1、第三十七章遺傳密碼一、DNA是遺傳信息的攜帶者(一)細(xì)胞含有恒定量的DNADNA含量不受外界環(huán)境、營(yíng)養(yǎng)條件 和細(xì)胞本身代謝狀態(tài)的影響DNA含量(C值)與生物機(jī)體的復(fù)雜性有關(guān)C值矛盾(重復(fù)序列、染色體外基因、細(xì)胞器基因)(二)DNA是細(xì)菌的轉(zhuǎn)化因子二、遺傳密碼的破譯 4種堿基如何對(duì)應(yīng)20種基本氨基酸?1個(gè)堿基對(duì)應(yīng)一種AA 42個(gè)堿基對(duì)應(yīng)一種AA 163個(gè)堿基對(duì)應(yīng)一種AA 64密碼子為三聯(lián)體插入/缺失核苷酸的突變體實(shí)驗(yàn)證明:三聯(lián)體密碼的正確性非重疊性連續(xù)性(無標(biāo)點(diǎn)符號(hào))Nirenberg均聚核苷酸實(shí)驗(yàn)Poly U 指導(dǎo)Phe的合成Poly C 指導(dǎo)Pro的合成Poly A 指導(dǎo)Lys的合成Poly
2、 G 易形成多股螺旋高濃度的Mg2+使密碼子的閱讀起點(diǎn)為任意2/3種核苷酸的共聚物為模板Poly UG:UUU UUG UGU GUUGUG GGU UGG GGG八種不同的三聯(lián)體可根據(jù)底物的比例計(jì)算:三聯(lián)體出現(xiàn)的頻率(標(biāo)記AA摻入頻率)可確定AA密碼子組成,但排列順序未知核糖體結(jié)合技術(shù)直接測(cè)定三聯(lián)體對(duì)應(yīng)的AA人工合成三核苷酸取代 mRNA無GTP時(shí)不能合成Pr三聯(lián)體及對(duì)應(yīng)的氨酰tRNA結(jié)合于核糖體反應(yīng)混合物通過硝酸纖維素膜留在膜上鑒定氨基酸的種類利用化學(xué)合成和酶促合成法的結(jié)合UGUGUGUGUGUGUGUUGUGUGUGUGUGUGUUGUGUGUGUGUGUGUUGUGUGUGUGUGUG
3、UUGU:Cys GUG:Val聚二核苷酸UUCUUCUUCUUCUUCUUC Phe Phe Phe Phe Phe PheUUCUUCUUCUUCUUCUUC Ser Ser Ser Ser SerUUCUUCUUCUUCUUCUUC Leu Leu Leu Leu Leu聚三核苷酸UUAC UUAC UUAC UUAC Leu Leu Thr Tyr UUA和CUU:Leu ACU:Thr UAC: Tyr 聚四核苷酸三、遺傳密碼的基本特性(1)簡(jiǎn)并性(degeneracy) 同一種AA有2個(gè)或以上的密碼子的現(xiàn)象 同義密碼子 對(duì)應(yīng)于同一種AA的不同密碼子 Met 和Trp僅一個(gè)密碼子 簡(jiǎn)
4、并性的生物意義在于減少有害突變64個(gè)密碼子假如每個(gè)氨基酸只有一個(gè)密碼子,則20個(gè)有意義、44個(gè)無意義,那么突變使肽鏈合成提前終止的概率大大提高三個(gè)終止密碼子:UAA、UAG、UGA堿基的改變?nèi)杂锌赡芫幋a原來的AA密碼的簡(jiǎn)并性也可使DNA上堿基組成有較大變動(dòng)余地。簡(jiǎn)并性的意義(2)變偶性(wobble)酵母丙氨酸t(yī)RNAI:A、U、C“三配二”反密碼子第1位與密碼子第3位的任意4種堿基配對(duì)。(3)密碼通用性和變異性生物界有共用的一套遺傳密碼線粒體DNA具有獨(dú)特的編碼方式 tRNA識(shí)別兩個(gè)或四個(gè)密碼子 2個(gè):可識(shí)別密碼子第三位為A/G、C/U 4個(gè):反密碼子第一位為U,可識(shí)別密碼子第三位為任意四種
5、堿基。 線粒體中Met具有 個(gè)密碼子?特定生物細(xì)胞基因組密碼出現(xiàn)變異 UGA:Trp (支原體) UAA/UAG: Gln (纖毛類原生動(dòng)物)密碼子含義的變化 大腸桿菌中GUG(Val)和UUG(Leu) 可被作為起始密碼子翻譯過程摻入修飾AA 第21個(gè)氨基酸硒代半胱氨酸(大腸桿菌中)一類低豐度的絲氨酸t(yī)RNA識(shí)別ORF中的UGA絲氨酸t(yī)RNA攜帶Ser后經(jīng)酶催化生成硒代半胱氨酸識(shí)別特定的二級(jí)結(jié)構(gòu)(插入序列)將摻入蛋白質(zhì)(4)密碼的防錯(cuò)系統(tǒng)密碼子第2位決定AA的極性 U:非極性、疏水和支鏈的AA C:非極性或不帶電荷的極性側(cè)鏈 A/G:親水性 第一位A/C ,第二位A/G,第3位可以為任意堿基:具有可解離極性側(cè)鏈的堿性AA 前兩位為AG,第三位為任意:酸性親水側(cè)鏈AA)密碼子第3位決定簡(jiǎn)并性 密碼子中一個(gè)
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