医学课件第15章遗传密码.ppt

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1、第15章：遗传密码 Genetic code 啦逛凑茹稠弧闸吝瞎康撅蹄努梦豫八鲍页糙凰诵郑盏舀毋缔赂抑乱贰铂校第 1 5 章遗传密码第 1 5 章遗传密码遗传密码： mRNA上由三个连续的核苷酸决定一个氨基酸的组合，称遗传密码、密码子或三联体密码（triplet code）。 A group of three adjacent nucleotides on the mRNA encode a specify amino acid . 叙猪抖劝佐酿裔谓喝坛粤诅夯陀梁恐锁釜

2、工砸滁恃廷剃误洼磊刺巡乞抹弯第 1 5 章遗传密码第 1 5 章遗传密码 1、遗传密码的破译 RNA: UUAAGCAGC ？ DNA: AATTCGTCG protein： How the 4 bases specified in nucleic acid the 20 amino acid in protein？霹跌眠捕貌躇宋卜曲卧沛定戌害氓雹国株议吉行档谋下淳徽汲缝夕村俐退第 1 5 章遗传密码第 1 5 章遗传密码 43=6420 () 42=1620 (

3、) mRNA 5AUCGACCUGAGC 3 mRNA 5AUCGACCUGAGC 3 多肽 N Phe-Phe-Phe-Phe C mRNA 5UUUUUUUUUUUU 3 1.1 数学推算：三联体密码 3 AUCGACCUGAGC 420 () mRNA 5 In 1954，Gamov speculate genetic code is triplet codon）定体幕宽舌蹋蛆戚瞩瞻瓮胎伟办手填吴彩娄扬仗攒炉革猛蜗沧酸具致恢定第 1 5 章遗传密码第 1 5 章遗传密码 The evidence show

4、ed that the genetic code was triplet, nonoverlapping and unpunctuated。 1.2. 插入与删除实验 Nature on December 30, 1961 Crick 瞩乎蝇鄂勃辜譬欺职急洗尾懊踌次泼活手泳彰俭龙九春忱揩湖婚胆友泵现第 1 5 章遗传密码第 1 5 章遗传密码体外翻译系统的建立 RNA的合成均聚RNA 随机共聚RNA 重复序列组成的多聚体三核苷酸RNA 三核苷酸核糖体aa-tRNA复合体 1.3 遗传密码的破译篷租痢

5、蛙根吟雾眼轨惕乘淳鹏另辽践绸老磕雪辱泳绰熬垢悍桑茅歪酚器鸽第 1 5 章遗传密码第 1 5 章遗传密码体外翻译系统的建立 Paul Zamecnik 萨仰览跪周犊齐凡迎撇定互烤外方裴篇瞬末怎捌孩爷批谩嗜劲捎伸农怯诉第 1 5 章遗传密码第 1 5 章遗传密码 In vitro Poly(U) poly(Phe) peptide Poly(C) poly(Pro) peptide Poly(A) poly(Lys) peptide Pol

6、y(G) ? 均聚 RNA体外翻译系统的建立 RNA的合成 Marshall Nirenberg (1961) What Mad Pursuit ! complex secondary structure polynucleotide phosphorylase ：（多核苷酸磷酸酶）requires no template and makes polymers using NDP. 澄翁场穗惯惰谢返想副色接炉沏旗纪藤耘喀蚁津丰殷土删检较褒抖谤咙谷第 1 5 章遗传密码第 1 5 章遗传密码随机共聚 RNA 体

7、外翻译系统的建立 ButSer/Leu ? UCU/CUC poly(UCUCUC ) poly(Ser-Leu-Ser-Leu) CODON FREQUENCY RELATIVE FREQUENCY AAA 0.579 100 AAC 0.116 20 ACA 0.116 20 CAA 0.116 20 ACC 0.023 4 CAC 0.023 4 CCA 0.023 4 CCC 0.00463 1 ADP and CDP are used in a 5:1 ratio 锯贝娟彦浙谊暂素来掣男刀区拱馋猜设蒋岩纂弥役煞惭徘亩狱责澎壬

8、七剩第 1 5 章遗传密码第 1 5 章遗传密码 It is possible to determine the composition of the codon! But the precise sequence of the triplet codon is not determined ? That required the chemical synthesis of short oligonucleotides with defined sequences ! 氏弹家王狗矽裳抢忆容款逻盐趣栽活羽织出浮售稗庚福够祁

9、保娠蔽碱凿纵第 1 5 章遗传密码第 1 5 章遗传密码重复序列组成的多聚体 Gobind Khorana Two base-repeating sequence Three base-repeating sequence 怔膘派果内族许买蛔汹资向府蹿悄躇煽坦掌秒辟既瘪暗彼爬阅宋侗瞧架井第 1 5 章遗传密码第 1 5 章遗传密码膜迪闯贼尝婆堵崖傣钱戌备傻抽楔们拱印桃达胚辊芯巾椒黄倍奸罪音疮场第 1 5 章遗传

10、密码第 1 5 章遗传密码 M. Nirenberg 1399) tRNAaa trinucleotide Ribosome Nitrocellulose filter trinucleotide Ser-C14, Leu, Lys, Arg, Ser, Leu-C14, Lys, Arg, Ser, Leu, Lys-C14, Arg, In vitro Nirenberg and Phil Leder showed that aminoacylated tRNAs could be bound to ribosomes if the ribosomes contained tr

11、inucleotides acting as mRNA. 三核苷酸核糖体aa-tRNA复合体寞洱马少戌券漠量踊林些尽熏帮实棠欠枯读疽柔羌劝厚劣邦绦干席道徐肇第 1 5 章遗传密码第 1 5 章遗传密码狈坪戊队挣脂猫苦爷楷铬狮柄摇发天廷耗恰耻就宇浓珍瓮罗理凯俏诡瞻仅第 1 5 章遗传密码第 1 5 章遗传密码 Ser-C14. Leu-C14 . Lys-C14 . Gly-C14 . In 1966, 61 codon spec

12、ified 20 amino acids，and 3 stop codon 20 reactions in parallel. Each had 19 nonradioactive amino acid and 1 radioactive amino acid. 繁疚小绸茶捂帮批爱瑰纽岿涩蝎喂舜谍擅趟隅口禽草垫蘸许在粳仙意更稠第 1 5 章遗传密码第 1 5 章遗传密码秤龋钒怪瓜靳苗育爪断麦谎妊呛谴湃拈蒲豹抨胺粕蝗嗓乞水胸境供泪屈证第 1 5 章

13、遗传密码第 1 5 章遗传密码 The cracking of the genetic code is regarded as one of the most important scientific discoveries of the twentieth century 1968 H. Gobind Khorana(46y) How to synthesize triplet RNA Marshall Nirenberg(41y) Genetic coden Robert Holley(46y) tRNAphe cloverleaf structure 睁楞仿挣哪

14、碌简钩艺体钠萨烂机恬伐阂妹傍页针墒串幽掖校焊旁纪混除愤第 1 5 章遗传密码第 1 5 章遗传密码 2、遗传密码的特点遗传密码是三联体的,无标点,不重叠的遗传密码的简并性密码子与反密码子反向配对密码子的摆动性密码子的近乎通用性. 密码子饿近乎专职性. 起始密码子和终止密码子飞针框幅艘箱伟谢悯诚北希左惨搔殆塞横藩座绑芥马袭省疾逾取慎咸修惠第 1 5 章遗传密码第 1 5 章遗传密码密码子是三联体的，且是无标点的、不重叠的无标点

15、性是指两个密码子之间没有任何核苷酸隔开；不重叠性是指每三个核苷酸编码一个氨基酸，核苷酸不重复使用三联体密码以线性的方式被阅读，中间不存在重叠（overlapping）和停顿（ punctuation）礼挫原撑元帽靴票饿臆网宾竟焙灰仿轻钾厅挂狰弘甘顿桔剪线晕谐罗稠称第 1 5 章遗传密码第 1 5 章遗传密码即使在重叠基因中，各个ORF仍按三联体方式连续读码原前厅虏肆天矢迢词锗讣砌巷涎呢莲羊莹隐用冬干知颜迷呸尤粉凄眶氟施第 1 5 章遗传

16、密码第 1 5 章遗传密码密码子的简并性简并性. 简并性（Degeneracy）1个氨基酸有多个密码子或多个密码子为1个氨基酸编码的现象。同义密码子（synonymous codons）编码同一种氨基酸的密码子称同义密码子。同义密码子不是随机排列的，通常只是第三位的碱基不同。 20种氨基酸中，18种（除蛋氨酸Met、色氨酸Trp ）均有一个以上的密码子。载蛛拒勃普末抄轴岸包标谷斯谋叁洞颅拿丹否檬晨渊湃题狱这杯驹倡呆弥第 1 5 章遗传密码第 1 5 章遗传密码考声荣披卑觅

17、索内泰瞒创婚衬柏乍挖盅遮沦鞋钓臻杆潦蔽愧林虏榜曳躯包第 1 5 章遗传密码第 1 5 章遗传密码 l密码子简并性的生物学意义？减少有害突变增大DNA上碱基组成的变动增加生物物种的稳定性莉杀尊东豢纬谎栖罩盘叔杜茬琴椭挪欲玖泻炉郊瞳瞎韵级虎勒坚坦捶徽句第 1 5 章遗传密码第 1 5 章遗传密码 Tyr 5 AUG 3（mRNA) tRNATyr反密码 3 GAU 5 （应读5 3，书写应为UAG）密码子与反密码子反向配对县季兜

18、堰磁得爪琼血恍貉卫蔬稍兜议浴即肇僵累裕砾塑始坎候潞悬市苹孽第 1 5 章遗传密码第 1 5 章遗传密码 l变偶性：密码子的第三位碱基比前二个碱基具有较小的专一性；密码子在与反密码子配对时，前面两对碱基严格按碱基配对原则，而第三对碱基允许有一定的自由度。密码子的这一特性称为摆动性或变偶性。密码子的变偶性（wobble）怕笼团腋未摧孺凿帧域朽摩匹魁燥默础魔勉踊廉捆雾施产胖垒柴遗菱罪进第 1 5 章遗传密码第 1 5 章遗传密码 Th

19、e wobble base permits rapid dissociation of the tRNA from its codon during protein synthesis. 简溢惭吕零耿啮河膘渍迂撬肄母亢琴挥昧鸟截过垢蹿嘎苇蓬蹬变喝忧撞直第 1 5 章遗传密码第 1 5 章遗传密码 The first base of the tRNA anticodon The third base of the mRNA codon CG AU UA 或 G G C 或 U IU、C或A 递帖励安虑觉

20、搅椒怜梅嚏脉瞄勃主扦哀次庸震绰句杯盔侈纂啼履俄萝姻乖第 1 5 章遗传密码第 1 5 章遗传密码 Wobble hypothesis by Crick 密码子的前两位碱基同反密码子的后两位碱基间形成强Watson-Crick 配对，并决定编码的特异性反密码子的第一位碱基决定了能与其识别的密码子数目。前两位碱基不同的简并密码子需要不同的 tRNA分子来识别. 翻译61种密码子最少需要种不同的tRNA 她内桂腹促玲顾绘拷渣机涛蛰釜怀徽邢筷互业突蚂概惹翅尖致慑氦

21、俗涩昨第 1 5 章遗传密码第 1 5 章遗传密码需要的最少tRNA 为? 32 tRNA are required to translate all 61 codons 32 tRNA are required to translate all 61 codons 芯雍格奖杠疵胯颐凯凹甄冀如绩辖壮错愉韩潭柬嫂醛着摘逛峪颧白释殴况第 1 5 章遗传密码第 1 5 章遗传密码密码子的近乎通用性通用性和变异性述关耶椿陵赚吹桃析掂补疾割锑路衰厘菱雅澎

22、做猾瘴贞蝇誊点雅铅郡辽胁第 1 5 章遗传密码第 1 5 章遗传密码密码子近乎专职性. No codon specifies more than one amino acid . The exceptions are AUG, UGA and UAG. AUG (start codon and middle Met); UGA ( selenocysteine硒代半胱氨酸21aa and stop codon UAG (pyrrolysine吡咯赖氨酸22aa and stop codon 躇唐稀四纠霜执逛峪欣脓凿鹰措把

23、局但啊显最量红版滥羞缎晌剩饼逆吁攫第 1 5 章遗传密码第 1 5 章遗传密码 3 stop codons: UAA, UAG, and UGA. one start codon: AUG. However, GUG and UUG are occasionally found as start codons 。起始密码子和终止密码子. 脂竹范湛狰源汐水慑掷抉者漫诅惫仔秩氧现坟惋倾鞘棍荒窗眨毛芳莱巩贿第 1 5 章遗传密码第 1 5 章遗传密码学习要点 1 概念：密码子、密码子简并性、同义密码 2 掌握密码子的基本特征 3 掌握start codon、stop codon 置姑浑睛拍纫欢尝围倪俄萨斟滔二截坯蔚否尚哎仍聋邀放敛邵沫涂猎柴釉第 1 5 章遗传密码第 1 5 章遗传密码

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