第3節(jié) 遺傳密碼的破譯.ppt

第3節(jié)遺傳密碼的破譯 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 說出遺傳密碼的閱讀方式2 說出遺傳密碼的破譯過程 包括伽莫夫的三聯(lián)體推斷 克里克的實(shí)驗(yàn)推斷 尼倫伯格和馬太的蛋白質(zhì)體外合成實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)重點(diǎn) 遺傳密碼的破譯過程 引導(dǎo)學(xué)生感受這種思維過程并產(chǎn)生與科學(xué)家的思維共鳴學(xué)習(xí)難點(diǎn) 尼倫伯格和馬太的蛋白質(zhì)體外合成實(shí)驗(yàn) 請(qǐng)根據(jù)莫爾思電碼表 將書本中問題探討中的那段電文譯成英文 什么是莫爾思電碼呢 wherearegeneslocated 要破譯一個(gè)未知的密碼 一般的思路就是比較編碼的信息 即密碼和相應(yīng)的譯文 對(duì)遺傳密碼來說最簡(jiǎn)單的破譯方法就是將DNA順序或mRNA順序和多肽相比較 但和一般的破譯密碼不同的是 遺傳信息的譯文 蛋白質(zhì)的順序是已知的 未知的都是密碼 一 遺傳密碼的閱讀方式的探索 1954年科普作家伽莫夫在理論上嘗試了遺傳密碼的解讀 他設(shè)想 若一種堿基與一種氨基酸對(duì)應(yīng)的話 那么只可能產(chǎn)生4種氨基酸 而已知的天然氨基酸有20種 因此不可由一種堿基對(duì)應(yīng)一種氨基酸若2個(gè)堿基與一種氨基酸對(duì)應(yīng)的話4種堿基共有16種不同的排列組合 也不足以編碼20種氨基酸因此他認(rèn)為3個(gè)堿基編碼一種氨基酸就可以解決問題 4個(gè)堿基與一種氨基酸對(duì)應(yīng)的話就會(huì)產(chǎn)生256種排列組合 相比較而言 只有三聯(lián)體較為符合20種氨基酸 伽莫夫是用數(shù)學(xué)的排列組合的方法在理論上作出推測(cè)的 后來的實(shí)驗(yàn)證實(shí)這一推測(cè)是完全正確的 在三聯(lián)體中的每個(gè)堿基只讀一次還是重復(fù)閱讀呢 以重疊閱讀和非重疊方式閱讀DNA序列會(huì)有什么不同 思考P74的問題 當(dāng)圖中的DNA的第3個(gè)堿基T后插入一個(gè)堿基A的話 如果密碼子是非重疊的 這一改變將影響多少個(gè)氨基酸 將會(huì)影響后面所以的氨基酸 如果插入兩個(gè)堿基呢 也會(huì)影響后面所以的氨基酸 如果插入3個(gè)堿基呢 將會(huì)在原氨基酸的序列中多一個(gè)氨基酸 當(dāng)圖中的DNA的的第3個(gè)堿基T后插入一個(gè)堿基A的話 如果密碼子是重疊的 這一改變將影響多少個(gè)氨基酸 如果插入1個(gè)堿基 影響3個(gè)氨基酸 多肽比原來正常多肽多1個(gè)氨基酸 如果插入2個(gè)堿基 影響4個(gè)氨基酸 多肽比原來正常多肽多2個(gè)氨基酸 如果插入3個(gè)堿基 影響5個(gè)氨基酸 多肽比原來正常多肽多3個(gè)氨基酸 如果插入2個(gè) 3個(gè)呢 二 遺傳密碼的驗(yàn)證 克里克實(shí)驗(yàn) 1957年 克里克設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn) 有力的證明三聯(lián)密碼的真實(shí)性 他用T4噬菌體染色體上的一個(gè)基因通過原黃素處理可以使DNA脫落和插入單個(gè)堿基 通過這樣的方法他們發(fā)現(xiàn)加入或減少一個(gè)或兩個(gè)堿基都會(huì)引起噬菌體突變 無法產(chǎn)生正常的蛋白質(zhì) 而加入或減少三個(gè)堿基卻可以合成正常的蛋白質(zhì) 為什么會(huì)這樣呢 結(jié)合書本74頁有關(guān)句子中插入英語字母對(duì)語句產(chǎn)生的變化來理解 當(dāng)插入1 2個(gè)堿基時(shí) 會(huì)對(duì)后面所以的氨基酸產(chǎn)生影響 當(dāng)插入3個(gè)堿基時(shí) 則可能對(duì)部分的氨基酸有影響 所以有可能合成正常功能的蛋白質(zhì) 三 遺傳密碼對(duì)應(yīng)規(guī)則的發(fā)現(xiàn) 馬太和尼倫伯格和克里克的方法和思路完全不同 他們采用什么方法 體外合成蛋白質(zhì)的技術(shù) 這種方法具體如何 1 去模板 除去DNA和mRNA 在細(xì)胞提取液中含有核糖體 ATP及各種氨基酸 是一個(gè)完整的翻譯系統(tǒng) 2 加入多聚尿嘧啶核苷酸代替天然的mRNA 發(fā)現(xiàn)合成了單一的多肽 既多聚苯丙氨酸 這一結(jié)果不僅證實(shí)了無細(xì)胞系統(tǒng)的成功 也說明UUU是苯丙氨酸的密碼子 為什么要除去細(xì)胞提取液中的DNA和mRNA 細(xì)胞中原有的mRNA會(huì)作為合成蛋白質(zhì)的模板干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果 細(xì)胞中原有的DNA可能作為mRNA合成的模板 而新合成的mRNA也會(huì)干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果 如果你是尼