2.1-遗传密码ppt课件

1、生物工程四班全体同学遗传密码的破译大千世界五彩缤纷生命以不同的形式展现各自的风采Established the chemicalstructure oftRNAEstablished the in vitro system for revealing the genetic codesDevised methods to synthesize RNAs with definedsequencestRNA研究历程:1958年年 Francis Crick提出假说：提出假说：存在着一个与核酸和氨基酸都能相互作用的适配器存在着一个与核酸和氨基酸都能相互作用的适配器(adaptor)他认为至少存在个适

2、配器他认为至少存在个适配器1964年年Holley最早确定最早确定tRNA结构结构1922年年1月月28日日 生于美国伊利诺伊州的厄本纳城生于美国伊利诺伊州的厄本纳城1942年以优异成绩毕业于伊利诺伊大学年以优异成绩毕业于伊利诺伊大学1947年在康内尔大学获有机化学博士学位年在康内尔大学获有机化学博士学位1957年起开始研究细胞蛋白质和核酸分析及其合年起开始研究细胞蛋白质和核酸分析及其合成方面成方面其他主要成就：其他主要成就： 分离青霉素结晶分离青霉素结晶 首先合成苄基青霉素首先合成苄基青霉素 分析植物生长素吲哚乙酸分析植物生长素吲哚乙酸 首先合成组氨酰肽首先合成组氨酰肽Holley R.W.

3、(1922-1993)美国生物化学和分子生物学家Holley等人对等人对tRNA的研究的研究 在研究蛋白质合成的过程中，他发现在研究蛋白质合成的过程中，他发现了丙氨酸运转了丙氨酸运转RNA。以后。以后10年，他的年，他的工作一直围绕着该工作一直围绕着该RNA进行，首先是进行，首先是集中全力去分离该集中全力去分离该RNA，然后测定该，然后测定该RNA的结构。的结构。 年，他从大鼠肝脏制备的匀浆年，他从大鼠肝脏制备的匀浆中，分离和鉴定了不同氨基酸中，分离和鉴定了不同氨基酸tRNA ，并发，并发现所有的氨基酸首先要和腺苷三磷酸结合，现所有的氨基酸首先要和腺苷三磷酸结合，形成活化的氨基酸后，才能与相应

4、的形成活化的氨基酸后，才能与相应的tRNA结结合合他应用重组实验从酵母提纯并浓缩500倍的活化氨基酸，让它与相应微量tRNA结合，发现结合灵敏，此实验意义重大由于由于 tRNA 是核苷酸中分子量最小，结构最是核苷酸中分子量最小，结构最简单的一种，因此他首先选中了核糖核酸简单的一种，因此他首先选中了核糖核酸LeuAsptRNAGAACUUmRNACUA GAU氨基酸结合核糖体的研究氨基酸氨基酸年年Holley从磅酵母中提取出克从磅酵母中提取出克tRNA,后设计两个实验分析核甘酸种类和排列顺序后设计两个实验分析核甘酸种类和排列顺序 大的RNA分子水解，生成短的片段 鉴定短的RNA片段中核甘酸种类和

5、排列顺序Holley得到大量纯度高的酵母丙氨酸tRNA,用高纯度的丙氨酸tRNA研究出其全部结构tRNA的倒L型三级结构tRNA三叶草式的二级结构遗传密码的研究历程年，物理学家Gamov G 首先对遗传密码进行探讨结论：至少三个碱基决定一个氨基酸Francis Crickhe 和和Sydney Brenner:遗传密码是从基因内一个固定位置按顺序解读的遗传密码是从基因内一个固定位置按顺序解读的遗传密码是三联体的遗传密码是三联体的Genetic studies by Crick et al using bacteriophage T4Altered amino acid sequencesgen

6、etic codons are successive tripletsMarshall W. Nirenberg (1927-)19271927年年4 4年年1010日生于纽约市日生于纽约市 19391939年全家迁往佛罗里达州的奥兰多年全家迁往佛罗里达州的奥兰多 19481948年获盖恩斯维尔的佛罗里达大学年获盖恩斯维尔的佛罗里达大学的理学士学位的理学士学位 19521952年获该校动物学理科硕士学位年获该校动物学理科硕士学位 19591959年，他开始研究与年，他开始研究与DNADNA，RNARNA和蛋和蛋 白质有关的生物化学过程白质有关的生物化学过程 19591959年，他开始研究与年，

7、他开始研究与DNADNA，RNARNA和蛋和蛋白质有关的生物化学过程白质有关的生物化学过程 尼伦伯格的研究历程： 尼伦伯格首先用大肠杆菌无细胞体系合成了一条全部由尿嘧啶核苷酸U组成的多核苷酸链，即UUUU-合成了苯丙氨酸与苯丙氨酸对应的遗传密码是UUU 核苷酸同聚物的翻译均聚腺嘌呤核甘酸AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAALys-Lys-Lys-Lys-Lys-Lys-Lys-Lys-LysUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUPhe- Phe- Phe- Phe- Phe- Phe- PheCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCPro-Pro-Pr

8、o-Pro-Pro-Pro-Pro-Pro-Pro为什么不用鸟嘌呤核糖核苷酸？接着，他们将人工合成的密码子核苷酸三连体固定在核糖体上，然后和氨酰tRNA一起温育，这个人工密码子便会像天然的mRNA一样“捞起介质中与之配对的 tRNA及其携带的氨基酸64种三联体都已合成，其中种以上都可得到确切结果Amino acid sequence studies of tobacco mosaic virus烟草花叶病毒）烟草花叶病毒） mutants and abnormal hemoglobins showed that alterations usually affected only one sin

9、gle amino acid: genetic codes are nonoverlapping.Composition of triplets coding for certain amino acids were assigned by using copolymer RNAs to guide in vitro protein synthesis.Khorana H.G.(1922- )1922年1月9日生于印度旁遮普邦瑞普尔的一个小村庄现属巴基斯坦）1943年毕业于旁遮普大学，1945年又获该校硕士学位1948年获英国利物浦大学博士学位1952年受聘去加拿大的哥伦比亚大学领导一个有机化

10、学研究小组1959年合成了非常重要的一种物质辅酶A，因而名驰国际1966年加入美国籍印度有机化学和生物化学家印度有机化学和生物化学家研究历程 khorana等利用有机化学和酶法制备了等利用有机化学和酶法制备了已知序列的核苷酸重复序列，以此多聚核苷已知序列的核苷酸重复序列，以此多聚核苷酸作模板，在体外进行蛋白质合成，发现可酸作模板，在体外进行蛋白质合成，发现可以生成以生成3种重复的多肽链种重复的多肽链.经与核糖体结合技经与核糖体结合技术所得结果相比较术所得结果相比较,可确定那种三联体是什可确定那种三联体是什么蛋白质的密码子么蛋白质的密码子.AUCAUCAUCAUCAUCIle - Ile - I

11、le - Ile - Ile重复核苷酸聚合物的翻译AUCAUCAUCAUCAUCA-Ser - Ser - Ser - Ser - SerAUCAUCAUCAUCAUC-His His His His His - His聚二.聚四等均可作模板1966年，全部密码子都被破译，共有64个密码子，其中61个密码子是编码氨基酸的，其余3种始终止密码子如果你善于理财，又有坚如果你善于理财，又有坚强的意志，那么你就有可强的意志，那么你就有可能获得诺贝尔奖。能获得诺贝尔奖。Holley什么是无细胞体系？ 将大肠杆菌用氧化铝磨碎，用离心方法除去将大肠杆菌用氧化铝磨碎，用离心方法除去 细胞壁和细胞膜的碎片，所得浆液含所有蛋细胞壁和细胞膜的碎片，所得浆液含所有蛋白质合成所需要的条件，其中包含白质合成所需要的条件，其中包含DNA、tRNA mRNA、核糖体、氨酰、核糖体、氨酰tRNA合成酶以