生物 第四章 基因的表达 4.3 遗传密码的破译 新人教版必修2.ppt

2.4.3遗传密码的破译/Where are genes located/DNA1954年科普作家伽莫夫年科普作家伽莫夫G.Gamov在在自自然然Nature杂志首次发表了遗传密码的杂志首次发表了遗传密码的理论研究的文章，指出理论研究的文章，指出三个碱基编码一三个碱基编码一个氨基酸个氨基酸。1、当图中、当图中DNA的第三个碱基（的第三个碱基（T）发生）发生改变改变时时密码是非重叠的：影响影响1 1个氨基酸个氨基酸密码是重叠的：影响影响3 3个氨基酸个氨基酸以重叠和非重叠方式阅读以重叠和非重叠方式阅读DNA序列会有什么不同呢序列会有什么不同呢 密码是非重叠的:插入1、2个碱基,影响后面所有的氨基酸 插入3个碱基,将会在原氨基酸序列中多一个氨基酸。如果插入如果插入1 1个碱基，多肽比原正常多肽多个碱基，多肽比原正常多肽多1 1个氨基酸个氨基酸如果插入如果插入2 2个碱基：多肽比原正常多肽多个碱基：多肽比原正常多肽多2 2个氨基酸个氨基酸如果插入如果插入3 3个碱基：多肽比原正常多肽多个碱基：多肽比原正常多肽多3 3个氨基酸个氨基酸密码是重叠的：遗传密码子的验证（克里克的实验）1961年年,克里克对克里克对T4噬菌体噬菌体DNA上的一个上的一个基因进行处理，使基因进行处理，使DNA增加或减少碱基。增加或减少碱基。通过这样的方法他们发现加入或减少通过这样的方法他们发现加入或减少1个个和和2个碱基都会引起噬菌体突变，无法产生正个碱基都会引起噬菌体突变，无法产生正常功能的蛋白质，常功能的蛋白质，而加入或减少而加入或减少3个碱基时却个碱基时却可以合成正常功能的蛋白质。可以合成正常功能的蛋白质。遗传密码中3个碱基编码一个氨基酸遗传密码从一个固定的起点开始，以非重读的方式阅读。编码之间没有分隔符遗传密码对应规则的发现：1、每个试管中分别加入、每个试管中分别加入一种氨基酸一种氨基酸；2、每个试管中分别加入除去了、每个试管中分别加入除去了DNA和和mRNA的的细胞提取液细胞提取液；3、每个试管中分别加入人工合成的、每个试管中分别加入人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸多聚尿嘧啶核苷酸；苯丙氨酸的密码子为苯丙氨酸的密码子为UUU“蛋白质人工体外合成系统”不间断性不间断性：密码子之间没有分隔符：密码子之间没有分隔符不重叠性不重叠性：阅读框不重叠：阅读框不重叠简并性简并性：一个氨基酸可能对应多个密码子：一个氨基酸可能对应多个密码子通用性通用性：除线粒体部分密码外，生物界：除线粒体部分密码外，生物界共用一套密码共用一套密码遗传密码的特点：遗传密码的特点：小结：1954年科普作家伽莫夫用数学的方法推断3个碱基编码一个氨基酸。1961年克里克第一个用T4噬菌体实验证明了遗传密码中3个碱基编码一个氨基酸。1961年尼伦伯格和马太利用无细胞系统进行体外合成破译了第一个遗传密码。1969年科学家们破译了全部的密码。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，合成了人胰岛素，说明什么？1966年科学家霍拉纳发明了一种新的年科学家霍拉纳发明了一种新的RNA合成方合成方法，通过这种方法合成的法，通过这种方法合成的RNA可以是可以是2个、个、3个或个或4个碱基为单位的重复序列，例如个碱基为单位的重复序列，例如:将将A、C两种核两种核苷酸缩合为苷酸缩合为ACACACACAC长链，以它作人长链，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，也可能是CAC；同样，组氨酸的密码子可；同样，组氨酸的密码子可能是能是CAC，也可能是，也可能是ACA。霍拉纳的RNA重复序列翻译实验 如何证明组氨酸和苏氨酸的密码子是如何证明组氨酸和苏氨酸的密码子是ACAACA还是还是CACCAC呢？请设计呢？请设计实验证明。实验证明。方案：方案：如合成（如合成（CAA）n长链，重复上述实验，合成产物为长链，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。谷氨酰胺、天冬酰胺和苏氨酸的多聚体。B B（3）采用蛋白质体外合成的技术揭示遗传密码）采用蛋白质体外合成的技术揭示遗传密码实验中，改变下列哪项操作，即可测出全部的遗传实验中，改变下列哪项操作，即可测出全部的遗传密码与氨基酸的对应规则：密码与氨基酸的对应规则：()A无无DNA和和mRNA细胞的提取液细胞的提取液B人工合成的多聚核苷酸人工合成的多聚核苷酸C加入的氨基酸种类和数量加入的氨基酸种类和数量D测定多肽链中氨基酸种类的方法测定多肽链中氨基酸种类的方法