第3節(jié) 遺傳密碼的破譯.ppt

第3節(jié)遺傳密碼的破譯 學習目標 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 克里克的實驗推斷 尼倫伯格和馬太的蛋白質體外合成實驗學習重點 遺傳密碼的破譯過程 引導學生感受這種思維過程并產(chǎn)生與科學家的思維共鳴學習難點 尼倫伯格和馬太的蛋白質體外合成實驗 請根據(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 即密碼和相應的譯文 對遺傳密碼來說最簡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 他設想 若一種堿基與一種氨基酸對應的話 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應一種氨基酸若2個堿基與一種氨基酸對應的話4種堿基共有16種不同的排列組合 也不足以編碼20種氨基酸因此他認為3個堿基編碼一種氨基酸就可以解決問題 4個堿基與一種氨基酸對應的話就會產(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)學的排列組合的方法在理論上作出推測的 后來的實驗證實這一推測是完全正確的 在三聯(lián)體中的每個堿基只讀一次還是重復閱讀呢 以重疊閱讀和非重疊方式閱讀DNA序列會有什么不同 思考P74的問題 當圖中的DNA的第3個堿基T后插入一個堿基A的話 如果密碼子是非重疊的 這一改變將影響多少個氨基酸 將會影響后面所以的氨基酸 如果插入兩個堿基呢 也會影響后面所以的氨基酸 如果插入3個堿基呢 將會在原氨基酸的序列中多一個氨基酸 當圖中的DNA的的第3個堿基T后插入一個堿基A的話 如果密碼子是重疊的 這一改變將影響多少個氨基酸 如果插入1個堿基 影響3個氨基酸 多肽比原來正常多肽多1個氨基酸 如果插入2個堿基 影響4個氨基酸 多肽比原來正常多肽多2個氨基酸 如果插入3個堿基 影響5個氨基酸 多肽比原來正常多肽多3個氨基酸 如果插入2個 3個呢 二 遺傳密碼的驗證 克里克實驗 1957年 克里克設計了一個實驗 有力的證明三聯(lián)密碼的真實性 他用T4噬菌體染色體上的一個基因通過原黃素處理可以使DNA脫落和插入單個堿基 通過這樣的方法他們發(fā)現(xiàn)加入或減少一個或兩個堿基都會引起噬菌體突變 無法產(chǎn)生正常的蛋白質 而加入或減少三個堿基卻可以合成正常的蛋白質 為什么會這樣呢 結合書本74頁有關句子中插入英語字母對語句產(chǎn)生的變化來理解 當插入1 2個堿基時 會對后面所以的氨基酸產(chǎn)生影響 當插入3個堿基時 則可能對部分的氨基酸有影響 所以有可能合成正常功能的蛋白質 三 遺傳密碼對應規(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 體外合成蛋白質的技術 這種方法具體如何 1 去模板 除去DNA和mRNA 在細胞提取液中含有核糖體 ATP及各種氨基酸 是一個完整的翻譯系統(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 這一結果不僅證實了無細胞系統(tǒng)的成功 也說明UUU是苯丙氨酸的密碼子 為什么要除去細胞提取液中的DNA和mRNA 細胞中原有的mRNA會作為合成蛋白質的模板干擾實驗結果 細胞中原有的DNA可能作為mRNA合成的模板 而新合成的mRNA也會干擾實驗結果 如果你是尼