遗传的分子基础.ppt

二、遗传密码及其特性 （一） 遗传密码的来历； （二）遗传密码字典； （三）遗传密码的特点； * * 第六十二页，共124页。 （一）遗传密码 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。 1．41=4种：缺16种氨基酸； 2．42=16种：比现存的20种氨基酸还缺4种； 3．43=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：一个氨基酸由二个或二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。 * * 第六十三页，共124页。 （二）遗传密码字典 每一个三联体密码所翻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。 　　1966~1967年，完成了全部遗传密码表，如UGG为 色氨酸。 * * 第六十四页，共124页。 * * 第六十五页，共124页。 （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: 　　　在一个mRNA上每个碱基只属于一个密码子；均以3个一组形成氨基酸密码。 * * 第六十六页，共124页。 3.遗传密码间无逗号： 　AUG GUA CUG UCA LL 甲硫氨酸缬氨酸亮氨酸丝氨酸 ① 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，不漏读不重复。 ② 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 * * 第六十七页，共124页。 4．简并性： ① 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。 ② 61个为有义密码，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。 ③ 简并现象的意义： 　　同义的密码子越多，生物遗传的稳定性也越大。 　　如：UCUúUCC或UCA或UCG，均为丝氨酸 * * 第六十八页，共124页。 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。 * * 第六十九页，共124页。 6．通用性： 在整个生物界中，从病毒到人类，遗传密码通用。 　　　　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。 * * 第七十页，共124页。 通用性的例外 1980年以后发现：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 * * 第七十一页，共124页。 三、遗传信息的翻译（蛋白质合成） 1.核糖体的组成 * * 第七十二页，共124页。 核糖体是蛋白质生物合成的工厂，其上有两个与tRNA结合的位点，各占一个密码子空间。 A位（accepter site）: 氨酰—tRNA结合位点 P位（peptine site）: 肽酰—tRNA结合位点 功能： ①小亚基单独或与大亚基一起与mRNA结合 ②大亚基单独不能与mRNA结合，但可与tRNA非专一结合 ③大、小亚基共有P、A位 ④大、小亚基组成核糖体与mRNA结合，并按5’→3’方向沿mRNA移动，每次移动一个密码子距离。 1.2 核糖体 * * 第七十三页，共124页。 每个核糖体独立完成一条多肽链的合成，多个核糖体可以同时在一个mRNA分子上进行多条多肽链的合成，大大提高了翻译效率。由一个mRNA分子与一定数目的单核糖体形成的念珠状结构称为多核糖体。 Multiple ribosomes can not be positioned closer than 80 nt. 多核糖体处于工作状态，游离的单个核糖体则是贮备状态，核糖体亚基无疑是刚从mRNA上释放的，它们通常很快结合成非活性状态单体或很快参与下一轮蛋白质合成。核糖体在这三种状态之间的转换称为核糖体循环。 多核糖体Polysomes * * 第七十四页，共124页。 Polysomes * * 第七十五页，共124页。 Electron micrographs of ribos