基因控制蛋白质的合成.ppt

2019/6/18,基因表达 叶县三高 吕国奇,基因控制蛋白质的合成,第二课时 遗传信息的翻译 叶县三高 吕国奇,2019/6/18,基因表达 叶县三高 吕国奇,什么是遗传信息? 密码子是什么? 反密码子是什么? 它们之间有什么区别和联系?,2019/6/18,基因表达 叶县三高 吕国奇,问题,mRNA只有4种碱基，而组成蛋白质的氨基酸有20种，这4种碱基是怎么决定蛋白质的20种氨基酸呢？如果1个碱基决定一个氨基酸，那么4种碱基只能决定4种氨基酸，显然这种组合是是不够的。 如果2个相邻碱基决定一种氨基酸，最多能编码多少种氨基酸呢？ 如果3个相邻碱基决定一种氨基酸，结果又如何呢？ 由上可知几个相邻的碱基将决定一个氨基酸呢？,2019/6/18,基因表达 叶县三高 吕国奇,我们能不能通过实验来证明密码子是由三个碱基构成的呢？三个碱基分别是什么呢？ 上世纪5060年代，DNA分子结构的发现者克里克和他的同事为了这个问题的研究，作了大量的实验，于1961年发表了他们的研究成果:T4 噬菌体某个基因碱基的增加或减少对基因所编码的蛋白质有一定影响，在相关碱基序列中增加或删除一个碱基，无法产生正常功能的蛋白质；增加或删除两个碱基，也不能产生正常功能的蛋白质；但是，当增加或删除三个碱基时，却合成了具有正常功能的蛋白质。为什么会出现这样的结果？ 这能作为密码子是由三个碱基构成的直接证据吗？ 为什么？,2019/6/18,基因表达 叶县三高 吕国奇,比如下面三个字母对应一个汉字,xin xue shu xin shi yan 新 学 术 新 实 验 从以上能否可以看出遗传密码的阅读方式？ 以重叠方式阅读还是以非重叠的方式阅读？,2019/6/18,基因表达 叶县三高 吕国奇,1955年，科学家奥乔阿发现了一种被称为多聚核苷酸磷酸化酶的生物大分子，它能在试管中催化合成RNA，而不需要DNA作模板。1961年科恩伯格和玛太利用大肠杆菌研磨液，建立一种利用人工合成的RNA在试管里合成多肽链的实验系统，其中含有核糖体等合成蛋白质所需的各种成分，利用这个实验系统，尼伦伯格和玛太设计了一个巧妙的实验，破译了第一个遗传密码UUU，即苯丙氨酸。 依据上述资料，想一想，实验应该怎样设计？实验前要不要把大肠杆菌破碎研磨液中原有的DNA和mRNA除去，为什么？,2019/6/18,基因表达 叶县三高 吕国奇,问题5,合成的RNA可以是2个、3个或4个碱基为单位的重复序列，例如A、C两种核苷酸缩合为ACACACACAC-长链，以它作人工信使进行蛋白质合成，结果发现产物是苏氨酸和组氨酸的多聚体。仅凭这一组这种实验能不能得到肯定的结果，为什么？ RNA的重复序列ACACACAC- 翻译出来的产物是苏氨酸和组氨酸的多聚体。这个实验结果能不能证明决定一个氨基酸的密码子是由相邻3个碱基组成的而不是2个或者4个？ 如果与另一组实验如（CAA)n结果进行比较，会不会找到答案呢？已知（CAA)n即CAACAACAACAA-为信使时，蛋白质合成产物为谷氨酰胺、天冬酰胺和苏氨酸的多聚体。 从以上两个实验可以看出苏氨酸和组氨酸的密码子是什么呢？,2019/6/18,基因表达 叶县三高 吕国奇,问题6,1964年，当时人们已经能够在体外合成全部64种三核苷酸分子（长度为3个碱基的RNA，如AGC、UCC、UGA等），能制备出用14C标记20种氨基酸。 又知向氨基酸溶液中加入tRNA分子，各种氨基酸分别与各自的tRNA分子结合，在溶液中形成各种氨酰tRAN（即：携带有氨基酸的各种tRNA，如：甘氨酸-RNA、赖氨酸-RNA等）。氨酰tRNA与核糖体可以结合成体积较大的复合体，当使用硝酸纤维膜过滤时复合体不能通过，而没与核糖体结合的氨酰tRNA可以通过。 同学们请根据以上知识设计出一种高效破译遗传密码的方法？,2019/6/18,基因表达 叶县三高 吕国奇,科学家的实验,为了弄清不同核苷酸组成的三联体密码子中核苷酸的顺序，尼伦伯格巧妙地设计了另一些试验。他采用的是核糖体结合法的新技术。实验仍是在无细胞体系中进行。他将人工合成的三核苷酸加入溶液中，结果发现三核苷酸已具有人工信使（即mRNA）的作用。在无细胞系统中，人工合成的三核苷酸可以促进一种特定的tRNA携带专一的氨基酸结合到核糖体上，生成“氨基酰tRNA核糖体”结合物。这种结合物不能通过硝酸纤维滤膜，而其他未被核糖体结合的氨基酰tRNA则能通过滤膜。如用带放射性标记氨基酸进行反应，测定滤膜上放射性强度，便可知道某种人工合成的三联体密码与某种氨基酸之间的关系。例如，用人工合成的UUG这一“微型mRNA”，只促进亮氨酸tRNA与核糖体结合，从而知道UUG是亮氨酸的密码子；用人工合成的UGU试验，只促进半胱氨酸tRNA与核糖体结合，从而知道UGU是半胱氨酸的密码子,2019/6/18,基因表达 叶县三高 吕国奇,2019/6/18,基因表达 叶县三高 吕国奇,翻译,请同学们看课本P7072页注意翻译过程、 场所、模板、原料、运载工具、产物等。,2019/6/18,基因表达 叶县三高 吕国奇,2019/6/18,基因表达 叶县三高 吕国奇,2019/6/18,基因表达 叶县三高 吕国奇,2019/6/18,基因表达 叶县三高 吕国奇,多肽合成的过程,mRNA进入细胞质与核糖体结合；携带甲硫氨酸或者缬氨酸的tRNA进入并识别起始密码子（tRNA上的反密码子和mRNA的密码子配对）；携带另一氨基酸的tRNA进入并识别mRNA上的下一个密码子。 在酶的作用下，甲硫氨酸被转移并与第二个氨基酸缩合形成二肽，同时第一个tRNA脱离，可以重新再去运载氨基酸。 核糖体移动一个密码子的位置，等待下一个携带氨基酸的tRNA。,2019/6/18,基因表达 叶县三高 吕国奇,小结,游离在细胞质中的各种氨基酸，以mRNA为模板，合成具有一定氨基酸序列的蛋白质的过程，称为遗传信息的翻译。基因表达是在细胞中完成的。DNA分子、RNA分子、氨基酸分子、核糖体和线粒体等众多的细胞器一道，合作完成遗个传信息的转录和