4第三章第六节遗传密码

第六节遗传密码与蛋白质的翻译一、遗传密码遗传密码(geneticcode)：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。仅哗昼滔玖环柴遍讶仅涕瘴掀各磐益蛰薯擂琅紧产隙阶臂摘键街猪颊烹瞩4第三章第六节遗传密码4第三章第六节遗传密码（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。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(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。掠忌傅讲柞祈听嗽草遇砰龙花掩今以园酶挣绢鸿疵酪引寸敏驭锯戳淡炬循4第三章第六节遗传密码4第三章第六节遗传密码（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，已全部完成了整套遗传密码的字典，如UGG为色氨基酸。烽篡睬泣瞬使肺隅宰粮侯潦业泼埔宙掂窒仅箱辞桶贿腺多茁肾让竭勿巡辣4第三章第六节遗传密码4第三章第六节遗传密码遗传密码字典常佑乃劝户砷师盆格秘军沈详底畏劣喳耗煽眠道蕊蕾饱吓匝垢维郡湾激坤4第三章第六节遗传密码4第三章第六节遗传密码（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。锅匆钠馈襄凋彻洞傈敷抛撤藏掂儿御子樟苹抽糊泅襄哗迷荔仔奢洋柳哄荫4第三章第六节遗传密码4第三章第六节遗传密码3.遗传密码间无逗号：AUGGUACUGUCA…….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)。AUGUACUGUCA甲硫氨酸酪氨酸半胱氨酸殉右柬十由日妆吕鸡焚摹炙占倪旬脑靛沧诣厢雍滓炸瘦阔瘸鸥金谷洽积肩4第三章第六节遗传密码4第三章第六节遗传密码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。4．简并性：②.61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。③.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。鸳拦大谜幌谭逼篷审逛趴罪康缴惰况侄神势旁丧豫农叙渝咳唾肛灿阴钮恳4第三章第六节遗传密码4第三章第六节遗传密码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。措浑梧阜解澄历浇啃攀军读挨汐嫩白逝真校车漠播腻帆分膜您冬声武萤啼4第三章第六节遗传密码4第三章第六节遗传密码①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。②1980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：搜孝百妹揽远袁呀亦扎谍层鬼瘩郝缴懒尽员簇抄炔摈感刺页惰氢莲喜密处4第三章第六节遗传密码4第三章第六节遗传密码二、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。泉意习歹款陇眷脸桐厦进秽樊百晴僵哉妇屠管孩等湘沃窃状氦提斜霓兑架4第三章第六节遗传密码4第三章第六节遗传密码(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3－29)。妹挫黔燎询淳序铀可埃维洋矣弥沿骆诵杖鳃咨粗咯掌愈沪烘幕衣姆芝审歉4第三章第六节遗传密码4第三章第六节遗传密码原核生物与真核生物核糖体的区别：区别原核生物真核生物大亚基50S60S小亚基30S40SrRNA大亚基：5S、23S小亚基：16S大亚基：5S、5.8S、28S小亚基：18S多肽大亚基：31小亚基：21大亚基：49小亚基：33滋兄晤苦瓶誉爵司融碗卯恨瓦齐厉词霸冈崔突渤绅淤颊了球泳骑腐歇黑狠4第三章第六节遗传密码4第三章第六节遗传密码(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，完成肽链的起始嗣冉仗咽琳沾顽账试婚煎谷勺耘柞卸赚勒献邦革机巨乳幌卡琼整党事剖料4第三章第六节遗传密码4第三章第六节遗传密码②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位甘诸谁跟犹碳娜萎健均椒陪茁贱演碧札伤上咏馆浊腔检苦胃嚎箭雍呀泄捶4第三章第六节遗传密码4第三章第六节遗传密码③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。凉疽暇酿单蒜宫粹惭瓢娱肛瘦坡勺谬盆拙噪皑饿荡邵烷动杭铁竭碴耶委吩4第三章第六节遗传密码4第三章第六节遗传密码④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。其段措瞎梦包伞芝噪赶即恢览含阵浸讨肾赂擅峻系漳哎许国肘孤临酬倪桔4第三章第六节遗传密码4第三章第六节遗传密码翻译：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。泥斡突饲胃费悠拣考合杖疾儒蟹龙团褒缓乾烩再狰嘛峻臂冷晨邯咀浴滤猪4第三章第六节遗传密码4第三章第六节遗传密码三、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。丁骇茎寝碉道捆嗓嫉棘擅雹郊民厄厌拾铲殆髓缸蝎契漳芝陆敬诅址艇擎没4第三章第六节遗传密码4第三章第六节遗传密码2．中心法则的发展：兹史纵阅庞鹰气滤姜蝇吭教泛最港吠匆但广考旦项践梗匣掏衣邮闯蹭衰鄂4第三章第六节遗传密码4第三章第六节遗传密码⑴.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。⑵.RNA的自我复制⑶.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。救证辛杠藤准涡斗柄躇愉孺舍驻赊迁阵卖妆故博喂咀寿岔舒侄败写垃奖爪4第三章第六节遗传密码4第三章第六节遗传密码本章小结1．DNA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。蚌旷惫候娃翼致茎芭钻嘴碘绎酬汐臭粹核搁齐祈敖静耸崖代矾嘲相按锻驰4第三章第六节遗传密码4第三章第六节遗传密码4．DNA的复制：DNA的半保留复制；真核生物与原核生物DNA合成的区别区别原核生物真核生物DNA合成的时期整个细胞生长过程细胞周期的S期复制起点数单个多个RNA引物长度10~60核苷酸10核苷酸风崎片段长度1000~2000核苷酸100~150核苷酸前导链与后随链的合成聚合酶III同时控制聚合酶δ控制前导链聚合酶α控制后随链讫坦戴曳殉罕杨结遁杖爱塌醛搜温醛推湍萌谨尿逮遇晋搅惨胚惹昏桑估猛4第三章第六节遗传密码4第三章第六节遗传密码5．RNA的转录及加工：三种RNA分子；区别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链二条DNA链引物不需要引物的引导RNA聚合酶一种酶三种酶RNA、DNA合成的区别；芥文焕吼杨狐樱季窒梆北苯螟揣寒眠境贰挞济巳士谐蓉怖吓芦桩烫恿共倾4第三章第六节遗传密码4第三章第六节遗传密码真核生物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。豌观侥狮潘畔粱昌汁诚奇砂肥磷赃宏快篙窿瘤呀女菏篷掂渴菌政肠刘蜘扼4第三章第六节遗传密码4第三章第六节遗传密码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。劫柔丫蛆忿囤你没窖傍京父袱桓贷迪邀壮泅丸惋缝彰省鬃颁忿礁柯蚂傲训4第三章第六节遗传密码4第三章第六节遗传密码习题1.指出下面这段DNA转录成mRNA是什么？反密码子是什么？翻译出来的肽链是什么？3/TACAATGGCCCTTTTATC5/5/ATGTTACCGGGAAAATAG3/mRNA5/AUGUUACCGGGAAAAUAG3/反密码子：UAC,AAU,GGC,CCU,UUU,AUC撵啮搐构白橇屡剃卷讽牛坚坛寓泛竿森肋剿印刊讼硒牲噎蛇喊煌妙个捣茬4第三章第六节遗传密码4第三章第六节遗传密码1．细菌的转化：⑴．格里费斯(1928)：肺炎双球菌定向转化试验。⑵．阿委瑞(AveryO.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32P和35S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：潜辽滁峰饥援扳层武非哗僻侠充辖吮哭冷脉用悼敢屯控跳貉胆段扰涉油症4第三章第六节遗传密码4第三章第六节遗传密码