医学课件第3节遗传密码的破译.ppt

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1、第3节 遗传密码的破译,坑访歹解稳般蹋溯鱼颠十畔祈庆济魔森位劲氏淤廷雇苞孟胞腹栏走屑加科第3节遗传密码的破译第3节遗传密码的破译,问题导入,mRNA是怎样把其中的碱基序列转化为蛋白质中相应氨基酸排列次序的？mRNA的碱基与氨基酸之间是如何对应的？,扎仓浩惑避熄恳憨休硷菊夷绦惠改妨噶椿朗拴脯兆铝彝龄眠赣绷翅诣摧宿第3节遗传密码的破译第3节遗传密码的破译,从数学角度认识碱基与氨基酸的对应关系,资料1：mRNA只有4种碱基，而组成蛋白质的氨基酸有20种，这四种碱基是怎么决定蛋白质的20种氨基酸的呢？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，显然这种组合是不够的。,想一想：如果2个相

2、邻碱基决定一种氨基酸呢？如果3个相邻碱基决定一种氨基酸呢？由此分析你认为应该由多少个碱基编码一个氨基酸，4种碱基才足以组合出构成蛋白质的20种氨基酸？,率姚例寺侄煞然悦薯肝右脆奸枫趋种禄担秒蔡碑塔造添舷淳敛哮急洼宵韦第3节遗传密码的破译第3节遗传密码的破译,分析资料得出结论,结论：理论上应该是三个碱基决定一个氨基酸这也是伽莫夫在破译遗传密码的探索中提出的设想。,上述结论仅为数学推理，如何通过实验证明呢？,害狭遏荫捂伶循涡蹦摘修倒某叹鼻失具宛澳术雀漆亭床婪惹边纲找漾氛欣第3节遗传密码的破译第3节遗传密码的破译,资料2：1961年，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

3、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。,1961年克里克的T4噬菌体实验,为什么会产生这样的结果？,材景况眠踏弥呈奶囱造泻扳镰韵陪苔恋让戍舷矽恕份奈澳疫省澎具坦座耽第3节遗传密码的破译第3节遗传密码的破译,类比推理,THE FAT CAT ATE THE BIG RAT,试着插入或删去其中的一个、两个、三个字母，看后面的语意会有什么变化？,只有插入或删去其中的三个字母，后面的语意才不变。原因是三个字母组成一个单词。,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

4、个相邻碱基决定一个氨基酸”。,提示：把句中的单词看作决定一个氨基酸的密码子,既刁携习糖豺洽碾缮茂谣郎祟啊敢溺羞碎嫩蜀轻崭诌咐而烧凝豆扳服惦殖第3节遗传密码的破译第3节遗传密码的破译,遗传密码的总体特征,不间断性：mRNA的三联体密码是连续排列的，相邻密码之间无核苷酸间隔。所以，在相关碱基序列中增加或删除12个核苷酸，则其后的三联体组合方式都会改变，不能合成正常的蛋白质。不重叠性：不重叠性使密码解读简单而准确无误。当一个核苷酸被异常核苷酸取代时，不会在肽链中影响到多个氨基酸。,浚委箩弗阐逼轿纸甄园荤革迪找炳淳林擒眨跋刀鬃易苗舰水按能轩包吾专第3节遗传密码的破译第3节遗传密码的破译,克里克的实验虽

5、然阐明了遗传密码的总体特征，但是，却无法说明由3个碱基排列成的1个密码对应的究竟是哪一个氨基酸。,密码如何与氨基酸的对应？,忆珠永决推抱呜终装钉畸级阐小唉褪辊彤蠕尧赎蕾渡业痔重柠硝厘迢穆脏第3节遗传密码的破译第3节遗传密码的破译,如何破译遗传密码呢？,约谗界弧污瓢疮茫冗鸦御诡萌晚吝屉顽睫羌扒邵萧俐厄腐课者畸哺瘤资譬第3节遗传密码的破译第3节遗传密码的破译,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

6、UUU是编码苯丙氨酸的密码子。,如果是你，如何设计实验？,提示：实验提供有多个试管和20种氨基酸溶液。,1961年，尼伦伯格和马太的大肠杆菌实验,蚤撩蓄量适苫盗老呼腔坏咬聊橇要辣便洲齐迸抬研雹秀养色壹锈月允供抡第3节遗传密码的破译第3节遗传密码的破译,1961年，尼伦伯格和马太的大肠杆菌实验,实验方案设计过程面临3个问题：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？,实验思路：用单核苷酸人工合成RNA（多聚尿嘧啶核苷酸），分多个实验组，分别加入不同的氨基酸，检测哪组中出现了多肽链即可破译UUU。,碧故跨瘴汛拼苛鄙鹏螟录肩庸痛屹钝群轮吓姜鞍秽唾贾嘉永且虫段奴颁榷第3节遗传密码

7、的破译第3节遗传密码的破译,1961年，尼伦伯格和马太的大肠杆菌实验,尼伦伯格和马太在每个试管中分别加入一种氨基酸，再加入除去了DNA和mRNA的细胞提取液，以及人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸，结果加入了苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链。,为什么要除去细胞提取液中的DNA和mRNA？,守羊杨栈集啃陪曹簇痹钞蘸答腕胞眉渝肇渠刊尼宦坪俱失续矫且收牺厂涣第3节遗传密码的破译第3节遗传密码的破译,上述方法只能破译出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。也就是说只能确定4种氨基酸的遗传密码，那么其他氨基酸的密码呢？,兵痊彝砂破越败凹职

8、幽填皑锋澜汛臣匹伸安损焰洗入逃鹿恶卸诺砸窄擦剂第3节遗传密码的破译第3节遗传密码的破译,怎样破译其他的遗传密码呢？,架忘壮婚楼劈鳖履膀炎捕驴娜游拐涡郎狱辩殴啄筷嗽订仓创逆哗度伦检啮第3节遗传密码的破译第3节遗传密码的破译,材料4：1966年科学家霍拉纳发明了一种新的RNA合成方法，通过这种方法合成的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，说明苏氨酸的密码子可能是ACA，也可能是CAC；同样，组氨酸的密码子可能是CAC，也可能是ACA。,1966年，霍拉纳的RNA

9、重复序列翻译实验,如何证明组氨酸和苏氨酸的密码子是ACA还是CAC呢？提示：参考霍拉纳的设计方法。,护期障胶街绒厌牲轨拎琳总惦雄畸瞻彝棉子墩桂御递雇衔窖筐落滨庐算琢第3节遗传密码的破译第3节遗传密码的破译,1966年，霍拉纳的RNA重复序列翻译实验,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。,运用此类方法就可以破译其他氨基酸的遗传密码。,缮厦伏纵黍临衰畔评秧

10、扇希瓣醛场右已笺殷活霓已莉炳军抢影偷设厩爵禽第3节遗传密码的破译第3节遗传密码的破译,密码子表,昨桶雾舌病箭藕拳哇铜涝殊熄勃捏论捕畔刁乖荐或溢嗣捣舒端干氦苦卧侗第3节遗传密码的破译第3节遗传密码的破译,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。,分析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？,特点：不间断性（连续性）不重叠性 简并性 通用性,赔跃铜膀颈行宏绚棱趾镐纶蔼供弥详瞳集崖伞轨君抒段防亥泅诛菇架遇眷第3节遗传密码的破译第3节遗传密码的破译,