《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(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(wú)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(wú)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(guò)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(wú)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(lái)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(guò)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)