生物信息传递下从mRNA到蛋白质

1、生物信息传递下从生物信息传递下从mRNAmRNA到蛋到蛋白质白质第一节第一节 遗传密码遗传密码一、遗传密码子的定义；一、遗传密码子的定义；二、遗传密码的破译；二、遗传密码的破译；三、遗传密码的特性三、遗传密码的特性；一、遗传密码子的定义及特征：一、遗传密码子的定义及特征：密码子（密码子（codoncodon）是是mRNA mRNA 上上的的序列，编码一个氨基酸或者序列，编码一个氨基酸或者 遗传单位。遗传单位。(1)(1)、codoncodon具有通用性（除具有通用性（除）；）；(2)(2)、在、在序列中序列中 codoncodon具有具有；rIIrII Marshall Nirenberg (

2、1961)ButIn vitro Poly(U) poly(Phe) peptide Poly(C) poly(Pro) peptide Poly(A) poly(Lys) peptide Poly(G) poly(Gly) peptidepoly(UCUCUC) poly(Ser-Leu-Ser-Leu) UCU/CUC Ser/Leu Stop codon 的证实的证实Brenner (1961) 发现发现T4 phage 头部蛋白基因的头部蛋白基因的虎珀突变（虎珀突变（amber），），突变体头部蛋白较野生突变体头部蛋白较野生型的变短；型的变短；推测：头部蛋白基因发生了终止突变，使蛋白推

3、测：头部蛋白基因发生了终止突变，使蛋白质合成中断。质合成中断。Garen (1965) 通过对通过对 碱性磷酸酯酶基因碱性磷酸酯酶基因（phoA）琥珀突变株的大量回复突变株分析，确立了三个琥珀突变株的大量回复突变株分析，确立了三个终止密码子：终止密码子： Stop codon 的证实的证实Genetic codonGenetic codon3、密码子的特性、密码子的特性1209 codonsCodon usage in the genes of Animals2244 codonsmRNA3 5 5 3 密码子密码子tRNA反密码子反密码子 I A或或U或或C（3）、线粒体中密码子的特征：）、

4、线粒体中密码子的特征：线粒体中具有与通用密码不同的编码信息线粒体中具有与通用密码不同的编码信息 线粒体线粒体codoncodon较为整齐（均为较为整齐（均为2/4/62/4/6）2 codon; F, I, Y, H, Q, N, E, k, D,W, M, C4 codon; V, P, T, A, R, G6 codon; L, S Codons Comparing between in usual and in mtCodons Comparing between in usual and in mtIlestopstopArgTrpMetChanges occur in the mit

5、ochondrial genetic codeChanges occur in the mitochondrial genetic code In mt 22 tRNA only (32 tRNA in universal code)In mt 22 tRNA only (32 tRNA in universal code) - -（3）、线粒体中密码子的特征：）、线粒体中密码子的特征： Codon-readingFor codon family; two of three readingcodon UCU-UCA-UCG-UCCanti-codon AGUUC Ser codon N1rd

6、(U) A/U/C/G 仅起将仅起将codon隔开的作用隔开的作用5353 ： -aa accept arm ; loading aa at 3 end-DHU loop; contact with AARS-anti-codon loop; 34th is wobble base-TC loop; contact with 5s rRNA-extra loop; classification marker ?34 I type ; 3-5 Nt 3/4 tRNAII type ; 13-21 Nt tRNA各部分的作用各部分的作用（4）RNA的三级结构：的三级结构：L型折叠型折叠（4）RNA

7、的三级结构：的三级结构：L型折叠型折叠tRNA的三级结构的三级结构 （ -aa accept arm 位于位于“L”的一端，契合于核糖体的肽基的一端，契合于核糖体的肽基 转移酶结合位点转移酶结合位点 P A, 以利肽键的形成以利肽键的形成-anti-codon arm 位于位于”L”另一端，与结合在核糖体另一端，与结合在核糖体 小亚基上的小亚基上的codon of mRNA配对配对 A P 线粒体线粒体 tRNA 与通用与通用 tRNA 的结构差异的结构差异- no TC loop in mt-tRNA-no DHU loop in some mt-tRNA-G+C/A+U = 0.250.9

8、4 in mt-tRNAG+C/A+U = 12 in universal tRNAXo5U (5-羟基尿苷羟基尿苷)Cmnm5U (5-羧甲基氨甲基尿苷羧甲基氨甲基尿苷)mCm5U (5-甲氧基羰甲基尿苷甲氧基羰甲基尿苷)Xm5s2U (5-甲基甲基-2硫代尿苷硫代尿苷)K2C (2-赖氨酸胞苷赖氨酸胞苷)Com5U (5(2)-羟羧甲基尿苷羟羧甲基尿苷)I (Inosine次黄嘌呤次黄嘌呤)m7G (7-甲基尿苷甲基尿苷)m5C (5-甲基胞苷甲基胞苷)m6A (6-甲基腺苷甲基腺苷)s2C (2-硫代胞苷硫代胞苷) ( (假尿苷假尿苷) )Um (2-O-甲基尿苷甲基尿苷)Q (Queu

9、osine)1、Methylated Nt at anti-codon and flanked 2 tRNA中中anti-codon碱基修饰的意义碱基修饰的意义 限制对密码识读的随意性，以保证限制对密码识读的随意性，以保证U A/G Cm5S2U （5-甲基甲基-2硫代尿苷）硫代尿苷） A (only) 在特定表达细胞中在特定表达细胞中 提高摇摆能力，提高摇摆能力，以保证，以保证A U A I A/C/UU A/G U CmO5U A/G/U 保证正确的读码框架保证正确的读码框架, , 以保证遗传的稳定以保证遗传的稳定但在但在trmDtrmD3 3突变体中突变体中( () )E.coli Sa

10、lmonella（沙门氏菌属）沙门氏菌属）具有具有m m1 1G G的的tRNAtRNApropro可识读可识读 CNN (CNN (以以C C开头的密码子开头的密码子) )tRNApro U34G35G36 m1G37可识读可识读CCA/CCGtRNApro则只能以则只能以+1读码方式，读码方式，U34G35G36G37 识读识读CCCtRNAproU34G35G36G37 U34G35G36m1G37 anti-codonanti-codon两侧碱基的修饰，以两侧碱基的修饰，以codon/anti-codon 的稳定性的稳定性 G C多多 A = T多多A,UA,U多的多的 anti-codon, anti-codon, 其两侧其两侧发生修饰发生修饰 反密码子第一位反密码