第3节遗传密码的破译.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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？,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？,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？,资料,2,：,1961年，DNA分子结构的发现者克里克研究表明：在T,4,噬菌体的相关碱基序列中,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T,4,噬菌体实验,为什么会产生这样的结果？,克里克的实验虽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？,如何破译遗传密码呢？,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,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。,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？,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？,怎样破译其他的遗传密码呢？,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。,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。,密码子表,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,