4第三章第六节遗传密码教程文件.ppt

第六节 遗传密码与蛋白质的翻译一、遗传密码遗传密码(genetic code) ：是生物蛋白质合成的密码，是遗传信息的单位，由A、U、C、G组成 遗传密码又是如何翻译呢? 首先是以DNA的一条链为模板合成与它互补的mRNA ，根据碱基互补配对的规律，在这条mRNA链上，A变为U，T变为A，C变为G，G变为C 因此，这条mRNA上的遗传密码与非模板DNA链是一样的，所不同的只是U代替了T然后再由mRNA上的遗传密码翻译成多肽链中的氨基酸序列一）密码子与氨基酸DNA 分子碱基只有4 种，而蛋白质氨基酸有20 种；碱基与氨基酸之间不可能一一对应关系14 1 =4 种：缺16 种氨基酸；24 2 =16 种：比现存的20 种氨基酸还缺4 种；34 3 =64 种：由三个碱基一起组成的密码子能够形成64 种组合，20 种氨基酸多出44 种简并(degeneracy）：一个氨基酸由一个或一个以上的三联体密码所决定的现象 三联体或密码子：代表一个氨基酸的三个一组的核苷酸二）遗传密码字典每一个三联联体密码码所翻译译的氨基酸是什么呢?？ 从1961 年开始，在大量试验的基础上，分别利用64 个已知三联体密码，找到了相对应的氨基酸。

19661967 年，已全部完成了整套遗传密码的字典，如UGG 为色氨基酸三）遗传密码的基本特征1遗传密码为三联体：三个碱基决定一种氨基酸；61 个为有意密码，起始密码为GUG 、AUG(甲硫氨酸)；3 个为无意密码，UAA 、UAG 、UGA 为蛋白质合成终止信号2. 遗传密码间不能重复利用: 在一个mRNA 上每个碱基只属于一个密码子； 均以3 个一组的形成氨基酸密码3. 遗传密码间无逗号： AUG GUA CUG UCA . 甲硫氨 酸缬氨 酸亮氨酸 丝氨酸密码子与密码子之间无逗号，按三个三个的顺序一直阅读下去，不漏不重复如果中间某个碱基增加或缺失后，阅读就会按新的顺序进行下去，最终形成的多肽链就与原先的完全不一样(称为移码突变) AUG UAC UGU CA甲硫氨酸 酪氨酸 半胱氨酸.简并现象：色氨酸(UGG)和甲硫氨酸(AUG)例外，仅一个三联体密码；其余氨基酸都有一种以上的密码子4简并性：.61 个为有意密码，起始密码为GUG 、AUG(甲硫氨酸)3 个为无意密码，UAA 、UAG 、UGA 为蛋白质合成终止信号 .简并现象的意义：（生物遗传的稳定性） 同义的密码子越多，生物遗传的稳定性也越大。

如：UCU UCC 或UCA 或UCG，均为丝氨酸5遗传密码的有序性： 决定同一个氨基酸或性质相近的不同氨基酸的多个密码子中，第1 个和第2 个碱基的重要性大于第3 个碱基，往往只是最后一个碱基发生变化 例如：脯氨酸（pro）：CCU 、CCA 、CCC 、CCG 在整个生物界中，从病毒到人类，遗传密码通用构成4 个基本碱基符号所有氨基酸所有蛋白质生物种类、生物体性状1980 年以来发现：具有自我复制能力的线粒体tRNA(转移核糖核酸)在阅读个别密码子时有不同的翻译方式如：酵母、链孢霉与哺乳动物的线粒体6通用性：二、蛋白质的合成 遗传信息贮存于DNA里，由DNA所含的碱基序列决定氨基酸序列的过程即蛋白质的合成过程，也就是基因的表达过程，实际上包括遗传信息的转录和翻译两个步骤 蛋白质的合成，也就是遗传信息的翻译过程 翻译就是mRNA携带着转录的遗传密码附着在核糖体(ribosome)上，把由tRNA运来的各种氨基酸，按照mRNA的密码顺序，相互联结起来成为多肽链，并进一步折叠成为立体的蛋白质分子的过程 (一)核糖体 核糖体是合成蛋白质的中心，是rRNA与核糖体蛋白结合起来的小颗粒核糖体包含大小不同的两个亚基，由镁离子Mg+结合起来的三维结构，一般呈不倒翁形(图329)。

原核生物与真核生物核糖体的区别：区别别原核生物真核生物大亚亚基50S60S小亚亚基30S40SrRNA大亚亚基：5S、23S小亚亚基：16S大亚亚基： 5S 、5.8S 、28S小亚亚基：18S多肽肽大亚亚基：31小亚亚基：21大亚亚基：49小亚亚基：33(二)在核糖体上合成蛋白质 蛋白质的合成，分链的起始、延伸和终止三个阶段介绍1、多肽链的起始可溶性蛋白起始因子首先甲酰化甲硫氨酰tRNA与起始因子IF2结合形成第一个复合体同时，核糖体小亚基与IF3和mRNA结合形成第二个复合体二个复合体在起始因子IF1和一分子GDP的作用下，形成一个完整的30S起始复合体fMet- tRNA识别起始密码子AUG，进入核糖体的P位，释放出IF3最后与50S大亚基结合，形成完整的70S核糖体，同时释放出IF1和IF2，完成肽链的起始 多肽链的延伸在转肽酶的催化下，在A位的氨基酰tRNA上的氨基酸残基与在P位上的氨基酸的碳末端间形成多肽键 核糖体向前移一个三联体密码，原来在A位的多肽tRNA转入P位，而原在P位的tRNA离开核糖体 fMet- tRNA结合在P位多肽链的终止：当多肽链的延伸遇到UAA、UAG和UGA等终止密码子进入核糖体的A位时，多肽链的延伸就不再进行。

多聚核糖体提高蛋白质的合成效率：多聚核糖体：指一条mRNA分子同时结合多个核糖体，形成一串核糖体的现象这样，多个核糖体可以同时翻译一个mRNA分子，这就大大提高了蛋白质合成的效率翻译：就是mRNA携带着转录的遗传密码，附着在核糖体上，把tRNA运来的各种氨基酸，按照mRNA的密码顺序，相互连接起来成为多肽链，并进一步折叠起来成为立体蛋白质分子 三、中心法则及其发展1中心法则：遗传信息从DNA mRNA 蛋白质的转录和翻译，以及遗传信息从DNA DNA 的复制过程从噬菌体到真核生物的整个生物界共同遵循的规律2中心法则的发展：. RNA 的反转录RNA 肿瘤病毒：反转录酶，以RNA 为模板来合成DNA 如：HIV 病毒RNA 经反转录成DNA，然后整合到人类染色体中对于遗传工程上基因的酶促合成、致癌机理研究有重要作用增加中心法则中遗传信息的原有流向，丰富了中心法则内容大部分RNA 病毒还可以把RNA 直接复制成RNA RNA 的自我复制. DNA 指导的蛋白质合成60 年代中期，McCarthy 和Holland：试验体系中加入抗生素等，变性的单链DNA 在离体条件下可以直接与核糖体结合，指导蛋白质的合成。

本章小结1DNA 是主要的遗传物质：间接证据(4 个)直接证据(3 个)2核酸的化学结构：DNA 的分子结构，双螺旋结构，自我复制3.染色体的分子结构：原核生物染色体结构模型；其染色体就是一条DNA 分子；真核生物染色体的折叠模型:每条染色体含有2 条染色质线4DNA 的复制：DNA 的半保留复制；真核生物与原核生物DNA 合成的区别区别别原核生物真核生物DNA 合成的时时期整个细细胞生长过长过 程细细胞周期的S 期复制起点数单单个多个RNA 引物长长度1060 核苷酸10 核苷酸风风崎片段长长度10002000 核苷酸100150 核苷酸前导链导链 与后随链链的合成聚合酶III 同时时控制聚合酶控制前导链导链聚合酶控制后随链链5RNA 的转录及加工：三种RNA 分子；区别别 RNA 的合成 DNA 的合成 所用的原料 核苷三磷酸 脱氧核苷三磷酸 模板数目 一条DNA 链链 二条DNA 链链 引物 不需要 引物的引导导 RNA 聚合酶 一种酶 三种酶 RNA、DNA 合成的区别；真核生物RNA 转录后的加工5端戴帽；3端加尾； 内含子剪切真核生物中mRNA 前体的成熟过程:切除内含子，衔接外显子。

6.遗传密码与蛋白质的翻译：遗传密码：指三联体，它是遗传信息的记录；遗传信息：核苷酸一定的排列顺序；三联体：由三个碱基决定一个氨基酸的密码子；简并：一个以上三联体密码决定一个氨基酸的现象；中心法则及其发展习题1.指出下面这这段DNA转录转录 成mRNA是什么？反密码码子是什么？翻译译出来的肽链肽链 是什么？3/ TACAATGGCCCTTTTATC 5/5/ ATGTTACCGGGAAAATAG 3/mRNA 5/ AUGUUACCGGGAAAAUAG 3/反密码子： UAC,AAU,GGC,CCU,UUU,AUC1细菌的转化：格里费斯(1928)：肺炎双球菌定向转化试验 阿委瑞(Avery O.T.,1944)试验：用生物化学方法证明结论：遗传物质DNA 是转化因子2噬菌体的侵染与繁殖赫尔歇(Hershey)等用同位素32 P 和35 S 验证DNA 是遗传物质3烟草花叶病毒的感染和繁殖结论：提供RNA 的亲本决定了其后代的RNA 和蛋白质 DNA 是主要的遗传物质的直接证据：。