第32章+遗传密码

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1、第三十七章遗传密码和蛋白质的生物合成一、DNA是遗传信息的携带者（一）细胞含有恒定量的DNADNA含量不受外界环境、营养条件和细胞本身代谢状态的影响DNA含量与生物机体的复杂性有关C值矛盾（重复序列、染色体外基因、细胞器基因）（二）DNA是细菌的转化因子二、遗传密码的破译4种碱基如何对应20种基本氨基酸？1个碱基对应一种AA42个碱基对应一种AA163个碱基对应一种AA64——密码子为三联体插入/缺失核苷酸的突变体实验证明：三联体密码的正确性非重叠性连续性（无标点符号）Nirenberg均聚核苷酸实验PolyU——指导Phe的合

2、成PolyC——指导Pro的合成PolyA——指导Lys的合成PolyG——易形成多股螺旋高浓度的Mg2+使密码子的阅读起点为任意2/3种核苷酸的共聚物为模板PolyUG：UUUUUGUGUGUUGUGGGUUGGGGG八种不同的三联体可根据底物的比例计算：三联体出现的频率（标记AA掺入频率）可确定20种AA密码子组成，但排列顺序未知核糖体结合技术直接测定三联体对应的AA人工合成三核苷酸取代mRNA↓无GTP时不能合成Pr三联体及对应的氨酰tRNA结合于核糖体↓反应混合物通过硝酸纤维素膜留在膜上利用化学合成和酶促合成法的结合……U

3、GUGUGUGUGUGUGU…………UGUGUGUGUGUGUGU…………UGUGUGUGUGUGUGU…………UGUGUGUGUGUGUGU……UGU：CysGUG：Val聚二核苷酸…UUCUUCUUCUUCUUCUUC…PhePhePhePhePhePhe…UUCUUCUUCUUCUUCUUC…SerSerSerSerSer…UUCUUCUUCUUCUUCUUC…LeuLeuLeuLeuLeu聚三核苷酸…UUACUUACUUACUUAC…LeuLeuThrTyrUUA和CUU：LeuACU：ThrUAC:Tyr聚四核苷酸三、遗

4、传密码的基本特性（1）简并性（degeneracy）一种AA有2个或以上的密码子同义密码子——对应于同一种AA的不同密码子Met和Trp仅一个密码子简并性的生物意义在于减少有害突变64个密码子20个有意义、44个无意义突变使肽链合成提前终止的概率大大提高三个终止密码子：UAA、UAG、UGA碱基的改变仍有可能编码原来的AA（2）变偶性（wobble）I：A、U、C“三配二”反密码子第1位与密码子第3位的任意4种碱基配对。（3）密码通用性和变异性生物界有共用的一套遗传密码线粒体DNA具有独特的编码方式——tRNA识别两个或四个密码子

5、2个：密码子第三位为A/G、C/U4个：密码子第三位为A/U/C/G线粒体中Met具有个密码子？特定生物细胞基因组密码出现变异UGA：TrpUAA/UAG：Gln密码子含义的变化大肠杆菌中GUG（Val）和UUG（Leu）作为起始密码子翻译过程掺入修饰AA第21个氨基酸硒代半胱氨酸（大肠杆菌中）一类低丰度的丝氨酸tRNA识别ORF中的UGA丝氨酸tRNA携带Ser后↓经酶催化生成硒代半胱氨酸↓识别特定的二级结构（∽插入序列）↓将∽掺入蛋白质（4）密码的防错系统密码子第2位决定AA的极性U：非极性、疏水和支链的AAC：非极性或不带电

6、荷的极性侧链A/G：亲水性A/CA/G第3位可以为任意碱基：具有可解离极性侧链的碱性AA（AGN：酸性亲水侧链AA）密码子第3位决定简并性密码子中一个碱基的置换导致：编码相同的AA理化性质接近的AA四、蛋白质的生物合成合成场所：核糖体原料：AA、tRNA、mRNA、rRNA其他蛋白因子、ATP、GTP粗面内质网（一）蛋白质合成的分子基础1、模板是mRNA含有密码子阅读方向5’到3’起始密码和终止密码3’端：真核生物有PolyA尾巴5’端：决定起始密码的选择原核生物mRNA5’端的SD序列——识别16SrRNA核糖体结合位点序列真核

7、生物5’端有核糖体进入部位帽子结构帮助识别向3’扫描至AUG2、tRNA转运活化的AA到模板上每种AA都至少有一种tRNA负责转运书写方式：tRNAPhe、tRNASer通常一种AA具有几种tRNASeemovietRNA分子具有：3’CCA-OH氨基酸接受位点识别氨酰-tRNA合成酶位点核糖体识别位点反密码子位点Cys*半胱氨酰tRNA合成酶tRNACys半胱氨酰*-tRNACys↓↓丙氨酰*-tRNACys↓Ala插入蛋白中Cys的位置形成氨酰tRNA后去向由tRNA决定3、核糖体是蛋白质合成的工厂（二）蛋白质合成的步骤1、氨

8、酰tRNA的生成氨酰tRNA合成酶氨酰AMP形成2’形式的酯氨酰基团在2’3’间交换形成3’形式的酯形成3’形式的酯2、氨酰tRNA合成酶识别：AA、tRNA、ATPⅠ型和Ⅱ型酶3、氨酰tRNA合成酶的校正功能——水解非正确组合的AA和tRNA异亮