第3节　遗传密码的破译（选学）

第四章基因的表达第3节遗传密码的破译 导入新课 和 构成了26个字母的摩斯密码 mRNA的碱基序列怎样转化为蛋白质的氨基酸排列次序呢 RNA 蛋白质 翻译 思考问题 资料1 mRNA的4中碱基怎么决定20种氨基酸 数学推理 A U C G 决定 如果1个碱基决定一种氨基酸 如果2个相邻碱基决定一种氨基酸 如果3个相邻碱基决定一种氨基酸 现实和推理相符合吗 1 克里克T4噬菌体实验 资料2 上世纪50 60年代 DNA分子结构的发现者克里克研究表明 在T4噬菌体的相关碱基序列中增加或者删除一个碱基 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 当增加或者删除三个碱基时 却合成了具有正常功能的蛋白质 为什么会产生这样的现象呢 请结合下面实例 类比推理分析找出原因 THEFATCATATETHEBIGRAT句中的每个单词都由3个字母组成 7个单词连成一句 THEFATCARTATETHEBIGRAT第3个单词中插入字母R 仍然按照3个字母组成一个单词的方式阅读 从插入处开始的所有单词都被改变 THEFATCARTARTETHEBIGRAT第3个和第4个单词中分别插入字母R 从插入处开始的所有单词都被改变 THEFATCARTARTOETHEBIGRAT当第3 4 5个单词中都插入1个字母时 除了插入处的单词以外 其他部分的单词都没有改变 类比推理即可得知 出现上述现象的原因是 信使RNA上的每三个碱基决定一个氨基酸 同时还知道 遗传密码从一个固定的起点开始 以非重叠的方式阅读 编码之间没有分隔符 如何破译遗传密码呢 2 尼伦伯格和马太的大肠杆菌实验 资料3 1961年 尼伦伯格和马太利用大肠杆菌的破碎细胞溶液 建立了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 尼伦伯格和马太设计了一个巧妙的实验 破译了第一个遗传密码 即UUU 苯丙氨酸 如果是你 如何设计实验破译遗传密码 问题 合成怎样的RNA作为模板 需要一组还是多组实验 氨基酸怎样加入 分析得出 苯丙氨酸的密码是UUU 上述方法只能破译AAA是赖氨酸的密码子 CCC是脯氨酸的密码子 GGG是甘氨酸的密码子 UUU是苯丙氨酸的密码子 只能确定4种氨基酸的遗传密码 所以密码子中肯定还有2种或3种碱基组合的情况 2 霍拉纳的RNA重复序列翻译实验 资料4 1966年科学家霍拉纳发明了一种新的RNA合成方法 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 将A C两种核苷酸缩合为ACACACAC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 说明苏氨酸的密码子可能是ACA或CAC 同样 组氨酸的密码子可能是CAC或ACA 如何证明组氨酸和苏氨酸的密码子是ACA还是CAC呢 请设计实验证明 方案 如合成 CAA n长链 重复上述实验 合成产物为谷氨酰胺 天冬酰胺和苏氨酸的多聚体 将科学家和自己的实验结果对比分析 即可确定ACA是苏氨酸的密码子 CAC是组氨酸的密码子 设想 再用类似的方法合成含有苏氨酸或组氨酸的多聚体 如果其模板RNA上有ACA或CAC 即可确定 运用类似的方法 就可以破译全部氨基酸的遗传密码 得到遗传密码子表 P65 请认真阅读密码子表 分析回答下列问题 总结遗传密码的特点 1 在mRNA上两个密码子之间有无核苷酸隔开 2 一个氨基酸具有1个 2个还是2个以上的密码子 3 密码子都决定氨基酸吗 4 将人的胰岛素基因导入大肠杆菌 控制合成了人的胰岛素 说明什么 密码子具有连续性 简并性 通用性 课后练习 1 组成