第四章生物信息的传递(下)教案1.doc

新乡医学院教案首页 课程名称 现代分子生物学 授课题目 第四章 生物信息的传递－从mRNA到蛋白质 4.1 遗传密码 4.2 tRNA 4.3 核糖体的结构和功能 授课对象 2006级生物技术本科 时间分配 引入和遗传密码的讲解1个学时； tRNA的结构、分类和功能1.5个学时； 核糖体的结构和功能0.5个学时。 课时目标 1、了解遗传密码的概念； 2、熟悉核糖体的结构和功能； 3、掌握tRNA的结构、分类和功能。 授课重点 tRNA的结构、分类和功能 授课难点 tRNA的结构和功能 授课形式 多媒体教学、提出问题、启发式、课件 授课方法 理论讲授 参考文献 朱玉贤，李毅.现代分子生物学.高等教育出版社.2005 王镜岩，朱圣庚.生物化学（第三版 下）. 高等教育出版社.2003 思考题 1．遗传密码有什么特点? 2．蛋白质合成中如何保证其翻译的正确性? 3．真核细胞与原核细胞核糖体组成有什么不同?如何证明核糖体是蛋白质的合成场所? 教研室主任及课程负责人签字 教研室主任（签字 ） 课程负责人（签字） 年 月 日 年 月 日 新乡医学院理论课教案 课程名称： 现代分子生物学 任课教师： 杨慈清 助教 基本内容 教学手段和教学组织 第四章 生物信息的传递（下）－从mRNA到蛋白质 4．1 遗传密码——三联子mRNA上每3个核苷酸翻译成蛋白质多肽链上的一个氨基酸，这3个核苷酸就称为一个密码，也叫三联子密码。翻译时从起始密码子AUG开始，沿mRNA5’→3’的方向连续阅读直到终止密码子，生成一条具有特定序列的多肽链。mRNA中只有4种核苷酸，而蛋白质中有20种氨基酸，若以一种核苷酸代表一种氨基酸，只能代表4种(41=4)。若以两种核苷酸作为一个密码（二联子），能代表42=16种氨基酸。而假定以3个核苷酸代表一个氨基酸，则可以有43=64种密码，满足了编码20种氨基酸的需要。 首先从数学的角度来考虑：mRNA中有4种核苷酸，蛋白质中有20种氨基酸；以一种核苷酸代表一种氨基酸则蛋白质中只能有4种氨基酸，不行。 以两种核苷酸作为一个氨基酸的密码(二联子)，它们能代表的氨基酸只有42＝16种，不足20种，也不行。 以3个核苷酸代表一个氨基酸，则可以有43＝64种密码，可以满足编码20种氨基酸的需要。 经过研究，Crick等人首先从遗传学的角度证实三联子密码的构想是正确的。 在模板mRNA中插入或删除一个碱基，会改变该密码子以后全部氨基酸序列。 若同时对模板进行插入和删除试验，插入和删除的碱基数一样，后续密码子序列就不会变化，翻译得到的蛋白质序列就保持不变(除了发生突变的那个密码子所代表的氨基酸之外)。 如果同时删去3个核苷酸，翻译产生少一个氨基酸的蛋白质，序列不发生变化。 至1966年，20种氨基酸对应的61个密码子和三个终止密码子全部被查清。 50-60年代破译遗传密码方面的三项重要成果：（1）Paul?Zamecnik等人证实细胞中蛋白质合成的场所。他们把放射性标记的氨基酸注射到大鼠体内，经过一段时间后收获其肝脏，进行蔗糖梯度沉淀并分析各种细胞成份中的放射性蛋白质。 如果注射后经数小时（或数天）收获肝脏，所有细胞成份中都带有放射性标记的蛋白质; 如果注射后几分钟内即收获肝脏，那么，放射性标记只存在于含有核糖体颗粒的细胞质成份中。（2）Francis?Crick等人第一次证实只有用三联子密码的形式才能把包含在由AUGC四个字母组成遗传信息（核酸）准确无误地翻译成由20种不同氨基酸组成的蛋白质序列，实现遗传信息的表达。实验1:用吖啶类试剂（诱导核苷酸插入或丢失）处理T4噬菌体rII位点上的两个基因，使之发生移码突变（frame-shift），就生成完全不同的、没有功能的蛋白质。 实验2:研究烟草坏死卫星病毒发现，其外壳蛋白亚基由400个氨基酸组成，相应的RNA片段长1200个核苷酸，与密码三联子体系正好相吻合。实验3:以均聚物为模板指导多肽的合成。?在含有tRNA、核糖体、AA-tRNA合成酶及其它蛋白质因子的细胞抽提物中加入mRNA或人工合成的均聚物作为模板以及ATP、GTP、氨基酸等成分时又能合成新的肽链，新生肽链的氨基酸顺序由外加的模板来决定。1961年，Nirenberg等以poly（U）作模板时发现合成了多聚苯丙氨酸，从而推出UUU代表苯丙氨酸（Phe）。以poly（C）及poly（A）做模板分别得到多聚脯氨酸和多聚赖氨酸。 实验4:以特定序列的共聚物为模板指导多肽的合成。以多聚二核苷酸作模板可合成由2个氨基酸组成的多肽，5…UGU?GUG?UGU?GUG?UGU?GUG…3,不管读码从U开始还是从G开始，都只能有UGU