密码子与氨基酸.ppt

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1、密码子与氨基酸若干重要性质的相关性主讲人胡蒋亮3011511087l l迄今已提出的多种遗传密码起源的假说l l密码子 与 氨基酸 若干重要性质的相关性l l密码子和氨基酸内部的多项性质间存在着密码子和氨基酸内部的多项性质间存在着显著的相关性显著的相关性 l l密码子与氨基酸两者的多项性质间存在着密码子与氨基酸两者的多项性质间存在着显著的相关性显著的相关性 l lWeber A L,Lacey J Cl lJ Mol Evol,1978,11:199-210l lGenetic Code Correlations:Amino Acids and Their Anticodon Nucleoti

2、desWeber A LWeber A L 发现氨基酸与反密码子在某些特性方发现氨基酸与反密码子在某些特性方面存在相关性面存在相关性l lReuben J,Polk FEl lJ Mol Evol,1980,15:103-112l lNucleotide-Amino Acid Interactions and Their Relation to Genetic CodeReuben Jl l 研究了氨基酸与核苷酸的相互作用研究了氨基酸与核苷酸的相互作用 l lMichael等(1985)曾对密码子与氨基酸的某些理化性质进行过多变量分析 l l罗辽复等(1995)基于突变危险性极小原理、王文清等

3、(2000)基于易经的阴阳对称原理对标准遗传密码的产生机制进行了卓有成效的研究 l l陈惟昌，陈志华，陈志义，等l l自然科学进展自然科学进展,1999,9(2):175-178,1999,9(2):175-178l l遗传密码的简并及其高维空间的拓扑结构陈惟昌陈惟昌 围绕遗传密码的简并及其高维空间的拓扑结构展开了研究 l l陈志华等(2001)根据氨基酸的分子量与亲水性两种性质的二维集合分类结果及遗传密码的简并特性提出了构成蛋白质的20种氨基酸可能的进化树图l l许晓风等(2001)从编码信息的角度对遗传密码的信息内涵及其与氨基酸的对应联系进行了初步探索 BACKl l密码子：分子量、亲水性

4、、碱基堆积力、电子共振能 等l l氨基酸：分子量、亲水性、相互距离、不可取代性 及 同义密码子数 等密码子和氨基酸的理化性质与派生性质理化性质与派生性质l l密码子的四种性质的相互关系 l l氨基酸若干性质的相互关系 l l密码子与氨基酸若干性质的相关性 一个新假说一个新假说 l l双链信息分子(dsRNA或dsDNA)与氨基酸的大量产生和积累信息分子与功能分子充分接触和碰撞互作密码字与氨基酸反复相互作用建立特异关系密码子将这种特异关系信息存贮起来良种分子语言稳定的翻译关系即遗传密码字典的最终确立 放生放生放生放生密码子的四种性质的相互关系l l简单求和得出的核昔酸数据碱基碱基相对分相对分子质

5、量子质量亲水性亲水性碱基堆碱基堆积力积力 电子共振能电子共振能 /eVeVU U2442440.70.736360.190.19C C2432430.60.657570.230.23GG2832830.370.3748480.270.27A A2672670.30.336360.320.32密码子的四种性质的相互关系l l同义密码子间的分子量、亲水值、电子共振能及碱基堆积力等均存在开差l l这种开差因密码子的简并度的不同而异l l一般简并度愈大，同义密码子间有关性质的开差亦愈大，但碱基堆积力这一性质例外 密码子的四种性质的相互关系M.WM.W亲水性亲水性碱基碱基堆积力堆积力 电子电子共振能共振

6、能 M.WM.W1.00*1.00*-0.82*-0.82*0.110.110.70*0.70*亲水性亲水性-0.82*-0.82*1.00*1.00*0.0390.039-0.98*-0.98*碱基堆积力碱基堆积力0.110.110.0390.0391.00*1.00*-0.07-0.07 电子电子共振能共振能0.70*0.70*-0.98*-0.98*-0.07-0.071.00*1.00*密码子的四种性质的相互关系l l密码子的四种性质间存在着十分密切的相互关系l l相对分子质量与亲水性呈极显著的负相关，与电子共振能呈极显著的正相关l l亲水性与电子共振能呈极显著的负相关l l碱基堆积力

7、与其他性质间的相关性不显著BACK氨基酸若干性质的相互关系l l对对2020种蛋白质氨基酸的相对分子质量、亲水性、相互距离、种蛋白质氨基酸的相对分子质量、亲水性、相互距离、不可取代性以及同义密码子数等不可取代性以及同义密码子数等5 5种性质进行相关分析种性质进行相关分析M.W.M.W.亲水性亲水性相互相互距离距离不可不可取代性取代性同义同义密码子密码子M.W.M.W.1.01.0-0.05-0.05-0.08-0.080.68*0.68*-0.45*-0.45*亲水性亲水性-0.05-0.051.01.0-0.13-0.13-0.22-0.22-0.10-0.10相互距离相互距离-0.08-0

8、.08-0.13-0.131.01.00.380.38-0.19-0.19不可取代性不可取代性 0.68*0.68*-0.22-0.220.380.381.01.0-0.69*-0.69*同义密码子同义密码子-0.45*-0.45*-0.10-0.10-0.19-0.19-0.69*-0.69*1.01.0氨基酸若干性质的相互关系l l氨基酸的相对分子质量与编码氨基酸的同义密码子数呈显著负相关，与氨基酸在蛋白质中的不可取代性呈极显著的正相关l l表明：氨基酸的相对分子质量愈大，编码它的同义密码子数愈少，其在蛋白质中愈不可被取代 氨基酸若干性质的相互关系l l氨基酸在蛋白质中的不可取代性除与相对

9、分子质量呈极显著正相关外，还与编码氨基酸的密码子数呈极显著的负相关l l即：同义密码子愈少的氨基酸在蛋白质中愈不可被取代 氨基酸若干性质的相互关系l l亲水性这一性质与其他性质问的相关性不显著 l l氨基酸的不可取代性与氨基酸相互距离之间的正相关性亦接近显著水平 BACK密码子与氨基酸若干性质的相关性 为了揭示密码子性质与其所编码的氨基酸性质之间可能存在的内在联系，对同义密码子的 平均相对分子质量、亲水值、碱基平均相对分子质量、亲水值、碱基堆积力堆积力 及 电子共振能电子共振能 等与对应氨基酸的相相对分子质量、亲水性、相互距离、不可取代性对分子质量、亲水性、相互距离、不可取代性 及 同义密码子

10、数同义密码子数 之间的相关性进行分析.密码子与氨基酸若干性质的相关性 氨基酸氨基酸 密码子密码子氨基酸氨基酸M.W.M.W.亲水性亲水性相互相互距离距离不可不可取代性取代性同义同义密码子密码子密码子密码子M.W.M.W.-0.033-0.0330.516*0.516*0.1030.1030.1610.161-0.177-0.177 电子电子共振能共振能-0.073-0.073-0.211-0.2110.465*0.465*0.2730.2730.0380.038碱基碱基堆积力堆积力-0.549*-0.549*0.1430.1430.3620.362-0.297-0.2970.3740.374亲

11、水性亲水性0.0560.056-0.676*0.676*0.2490.2490.0460.0460.2040.204密码子与氨基酸若干性质的相关性l l密码子的相对分子质量与氨基酸的亲水性呈显著正相关 l l密码子的电子共振能与氨基酸的相互距离呈显著正相关 密码子与氨基酸若干性质的相关性l l密码子的碱基堆积力与氨基酸的相对分子质量呈显著负相关 l l密码子的碱基堆积力与氨基酸的相互距离及氨基酸的同义密码子数的正相关性亦接近显著水平 密码子与氨基酸若干性质的相关性l l密码子的亲水性与氨基酸的亲水性呈极显著负相关 l l即：密码子的亲水性愈大，其所编码的氨基酸的亲水性愈低，反之亦然 密码子与氨基酸若干性质的相关性l l密码子与氨基酸性质间相关性的进一步揭示，必将为遗传密码起源和密码子与氨基酸对应联系建立机制的探索提供有益启示 BACK