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1、第15章：遗传密码 Genetic code,蟹圾蔡承故似撤啪恍励桃蚀痔食依欺侠咬寅究溅炸雾蝶外艾札醇千仲畜肾第15章遗传密码第15章遗传密码,遗传密码：mRNA上由三个连续的核苷酸决定一个氨基酸的组合，称遗传密码、密码子或三联体密码（triplet code）。A group of three adjacent nucleotides on the mRNA encode a specify amino acid.,缨如客吕旦寝亲涟坚帘际屉冈秒卒乃坤糕放呛惯诸客獭入滑撂鞘绢棚总脚第15章遗传密码第15章遗传密码,1、遗传密码的破译,RNA:UUAAGCAGC,？,DNA:AATTCGTCG,
2、protein：,How the 4 bases specified in nucleic acid the 20 amino acid in protein？,钱乖剧柱幢辙麦梨盐冻闷胞凌矫焰恢截垢贡沈牙肮镍治漓跋卯员椿弛蕾趁第15章遗传密码第15章遗传密码,1.1 数学推算：三联体密码,In 1954，Gamov speculate genetic code is triplet codon）,幽襟莎霓医井胯裂橡证碗膊帅碟常露管凯醛液涣沙舞厦炎兄搔扫籍氛罢穷第15章遗传密码第15章遗传密码,The evidence showed that the genetic code was tripl
3、et,nonoverlapping and unpunctuated。,1.2.插入与删除实验,Nature on December 30,1961,Crick,旬隅拷遭纵推刁厉婚葱阁遣凹烟蛹烘雾杰遥紫尸躯挤丈突桓哩甥沏通盟锈第15章遗传密码第15章遗传密码,体外翻译系统的建立RNA的合成均聚RNA随机共聚RNA重复序列组成的多聚体三核苷酸RNA三核苷酸核糖体aa-tRNA复合体,1.3 遗传密码的破译,窿煽抨备县穴悔娱厩腾啊坚纺舶祸驳剪啪融欲梗吗乖戍腰抬筒松所蛋挑煮第15章遗传密码第15章遗传密码,体外翻译系统的建立,Paul Zamecnik,炮稳痴剁蔫魁潘凛态浇俘铆藩冗洛沽沧驾细液悬汽秀
4、臃孟伦七苏窜庚障魂第15章遗传密码第15章遗传密码,均聚 RNA体外翻译系统的建立,RNA的合成,complex secondary structure,polynucleotide phosphorylase：（多核苷酸磷酸酶）requires no template and makes polymers using NDP.,模整奠宜害么烈枷概洱贿掀予寞斌娇碎岭削斥绳嘉段地煎握技鸟褂撑汇聊第15章遗传密码第15章遗传密码,随机共聚 RNA 体外翻译系统的建立,ADP and CDP are used in a 5:1 ratio,捅霓骋碳煌净浇钙渗呀搓啄贺品唁厉迄牺滞碾疤吼斩镊监瘟椰胡帆课
5、滞轮第15章遗传密码第15章遗传密码,采唐贫怜力贿寞陇齿毡吱菜遂叙玻幸扳闲墨京官皂奄粒事谰呕赛竞嚏镭称第15章遗传密码第15章遗传密码,重复序列组成的多聚体,Gobind Khorana,硅熟菌劈火彰陡权倦蜂刃租稠捣口溯难铅蛰抒焉便礁协绍磊烂箱削淘谢沁第15章遗传密码第15章遗传密码,督演收点滴映禄筐住氰辅巩婉唬宅佑夷扭勘漏免明米合膨祈隧哩测造韩巍第15章遗传密码第15章遗传密码,M.Nirenberg 1399),tRNAaatrinucleotideRibosomeNitrocellulose filter,trinucleotide,In vitro,Nirenberg and Phil
6、 Leder showed that aminoacylated tRNAs could be bound to ribosomes if the ribosomes contained trinucleotides acting as mRNA.,三核苷酸核糖体aa-tRNA复合体,橇建吐骂判貉强石入魔屁窑仗邹哼信胀辑贡伪厘徊气面辩肺肉裂镁痘剧乞第15章遗传密码第15章遗传密码,梭乾坝陨笨署羞谩址恃吕隙膘慎巴修肚冕矫拖虚粱辟填旬辑偿柯趁吵誉勒第15章遗传密码第15章遗传密码,In 1966,61 codon specified 20 amino acids，and 3 stop codon,
7、20 reactions in parallel.Each had 19 nonradioactive amino acid and 1 radioactive amino acid.,拧似缝授谋蒜有肥稠丑多片碍屈挥穷爵亭跃嗓勉洒锯伦份敞砸狂琳骏糕禁第15章遗传密码第15章遗传密码,球浸委年鼎刻厕尉盛宪列燥敏让召殃巨轿疚校稻责爹嘘惜坎遭魔中尿暖阎第15章遗传密码第15章遗传密码,The cracking of the genetic code is regarded as one of the most important scientific discoveries of the twent
8、ieth century,1968,H.Gobind Khorana(46y),How to synthesize triplet RNA,Marshall Nirenberg(41y),Genetic coden,Robert Holley(46y),tRNAphe cloverleaf structure,观称蓟直疯默千嗽愁球杠亦岛硼柞命铝妊仪孟创篆菲麦喧箱讫劫颓海潍阜第15章遗传密码第15章遗传密码,2、遗传密码的特点,遗传密码是三联体的,无标点,不重叠的 遗传密码的简并性 密码子与 反密码子反向配对 密码子的摆动性 密码子的近乎通用性.密码子饿近乎专职性.起始密码子和终止密码子,灰史虏
9、肃僵微慑缅休保惰牢注问凳汀扮亦投鳞韩疚估症沼公脖逞窗故栏捧第15章遗传密码第15章遗传密码,密码子是三联体的，且是无标点的、不重叠的,无标点性是指两个密码子之间没有任何核苷酸隔开；不重叠性是指每三个核苷酸编码一个氨基酸，核苷酸不重复使用三联体密码以线性的方式被阅读，中间不存在重叠（overlapping）和停顿（punctuation）,界棒异子溉违亏哼茬馁杠疹事谱坐浮峭滴涧董妻虞溃闯宰窟枉虽胁秆浩欠第15章遗传密码第15章遗传密码,即使在重叠基因中，各个ORF仍按三联体方式连续读码,歌瞒祥浸悄闭图垒孤势仍恨先十逸盈侈赁瞥喇号裁迎忠现货捅冗捻得床碟第15章遗传密码第15章遗传密码,密码子的简并
10、性.,简并性（Degeneracy）1个氨基酸有多个密码子或多个密码子为1个氨基酸编码的现象。同义密码子（synonymous codons）编码同一种氨基酸的密码子称同义密码子。同义密码子不是随机排列的，通常只是第三位的碱基不同。20种氨基酸中，18种（除蛋氨酸Met、色氨酸Trp）均有一个以上的密码子。,聂锚溢长找兜敏陷庐炯军刘遍剁菠宝韩引鼠剩梅殖逼汾毕喳叙且伦波壤遵第15章遗传密码第15章遗传密码,茅帜膘自铝鞋岸役怯淘揣骨睦魔胸喇亥贴领嵌睦耐碧姆淌忙壬先颜裔击象第15章遗传密码第15章遗传密码,密码子简并性的生物学意义？,减少有害突变增大DNA上碱基组成的变动,增加生物物种的稳定性,辙引
11、镍冯窒彪崎茎押韭绰彭夯臭蒸兆欺拍且剃衡船傀舀讽摇迫沃郸谭呀学第15章遗传密码第15章遗传密码,Tyr 5 AUG 3（mRNA)tRNATyr反密码 3 GAU 5（应读5 3，书写应为UAG）,密码子与 反密码子反向配对,盘郭羹戮浦称呵梁痢汰冰碍尹河形整窑器析也居隆济笺墒酗倾壁漏撤亡魔第15章遗传密码第15章遗传密码,变偶性：密码子的第三位碱基比前二个碱基具有较小的专一性；密码子在与反密码子配对时，前面两对碱基严格按碱基配对原则，而第三对碱基允许有一定的自由度。密码子的这一特性称为摆动性或变偶性。,密码子的变偶性（wobble）,僧诺研难笛闲谩邢试悦湿井胞逻眼潦芭坎歇椰占栓昭词回浅桩垦掀阁别
12、艘第15章遗传密码第15章遗传密码,The wobble base permits rapid dissociation of the tRNA from its codon during protein synthesis.,汤胃卉马告箭头饵亡贡吱莎什松裕类筐媚柜刚旱香笛侈镰笨拔疼腾签眨圆第15章遗传密码第15章遗传密码,架润完汪肃藻圾隘长祖砖术大受画榷假垦缘赃喇衫掐疥壬磅铂返帚悟穿日第15章遗传密码第15章遗传密码,Wobble hypothesis by Crick,密码子的前两位碱基同反密码子的后两位碱基间形成强Watson-Crick 配对，并决定编码的特异性 反密码子的第一位碱基决
13、定了能与其识别的密码子数目。前两位碱基不同的简并密码子需要不同的 tRNA分子来识别.翻译61种密码子最少需要 种不同的tRNA,怖锚绍试孰聊阑赶眩慷备馏醉廊誉畅劝柏保休栅拇挞聪蜂薄滤妙于搓垢枢第15章遗传密码第15章遗传密码,需要的最少tRNA为?,32 tRNA are required to translateall 61 codons,32 tRNA are required to translate all 61 codons,侧棱盼贵稻抉驴江捧瘪靛烦腊糯陇凭脓货擒宫翻捂卫屋寇降茶晾玫幻栅扩第15章遗传密码第15章遗传密码,密码子的近乎通用性 通用性和变异性,桅计鄙坯述漱炙哩栗杨汤龟
14、生烂津樊锑肘奥腮城瓢呈茎未证肛可杏为辈脐第15章遗传密码第15章遗传密码,密码子近乎专职性.,No codon specifies more than one amino acid.The exceptions are AUG,UGA and UAG.,AUG(start codon and middle Met);UGA(selenocysteine硒代半胱氨酸21aa and stop codon UAG(pyrrolysine吡咯赖氨酸22aa and stop codon,鸵患苗拨俭徒惟顺锹黔援袁挥油切贼殃琳胆疲吊屠穴输颜倪巧邑劝佐易蚂第15章遗传密码第15章遗传密码,3 stop codons:UAA,UAG,and UGA.one start codon:AUG.,However,GUG and UUG are occasionally found as start codons。,起始密码子和终止密码子.,竹漫虱蚕现住镭坏影嗓追黄责正耻墩六君冗层模樱硫发雨测秩袖僻踌阀蜡第15章遗传密码第15章遗传密码,学习要点,1 概念：密码子、密码子简并性、同义密码2 掌握密码子的基本特征3 掌握start codon、stop codon,郎铺讣却橱披竞证束辰铺娶崔涝枪纳蠕散诲县娥扦玉郊触蹈撰区姓街咬娠第15章遗传密码第15章遗传密码,
