《生物化學(xué)》本科課件第32章+遺傳密碼

1、第三十七章遺傳密碼一、DNA是遺傳信息的攜帶者（一）細胞含有恒定量的DNADNA含量不受外界環(huán)境、營養(yǎng)條件 和細胞本身代謝狀態(tài)的影響DNA含量（C值）與生物機體的復(fù)雜性有關(guān)C值矛盾（重復(fù)序列、染色體外基因、細胞器基因）（二）DNA是細菌的轉(zhuǎn)化因子二、遺傳密碼的破譯 4種堿基如何對應(yīng)20種基本氨基酸？1個堿基對應(yīng)一種AA 42個堿基對應(yīng)一種AA 163個堿基對應(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驗證明：三聯(lián)體密碼的正確性非重疊性連續(xù)性（無標點符號）Nirenberg均聚核苷酸實驗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)底物的比例計算：三聯(lián)體出現(xiàn)的頻率（標記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)直接測定三聯(lián)體對應(yīng)的AA人工合成三核苷酸取代 mRNA無GTP時不能合成Pr三聯(lián)體及對應(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）簡并性（degeneracy） 同一種AA有2個或以上的密碼子的現(xiàn)象 同義密碼子 對應(yīng)于同一種AA的不同密碼子 Met 和Trp僅一個密碼子 簡

4、并性的生物意義在于減少有害突變64個密碼子假如每個氨基酸只有一個密碼子，則20個有意義、44個無意義，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密碼的簡并性也可使DNA上堿基組成有較大變動余地。簡并性的意義（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。（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具有獨特的編碼方式 tRNA識別兩個或四個密碼子 2個：可識別密碼子第三位為A/G、C/U 4個：反密碼子第一位為U，可識別密碼子第三位為任意四種

5、堿基。 線粒體中Met具有 個密碼子？特定生物細胞基因組密碼出現(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別特定的二級結(jié)構(gòu)（插入序列）將摻入蛋白質(zhì)（4）密碼的防錯系統(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位決定簡并性 密碼子中一個