1、會計學1蛋白質生物合成蛋白質生物合成I遺傳密碼的闡明生物化學方法破譯遺傳密碼遺傳密碼的闡明生物化學方法破譯遺傳密碼1961年，Nirenberg發展了大腸桿菌無細胞蛋白質合成體系通過多聚核苷酸磷酸化酶(Polynucleotide phosphorylase)催化從核苷二磷酸合成多聚核苷酸(NMP)n+NDP (NMP)n+1+Pi人工合成僅由一種核苷酸組成的多聚核苷酸人工合成僅由一種核苷酸組成的多聚核苷酸Poly(A)、Poly (C)、Poly(G)、Poly(U)推測由哪一種氨基酸合成的多肽發現Poly(U)合成Poly(Phe) Poly(A)合成Poly(Lys) Poly (C)合

2、成Poly(Pro)以兩種不同比例的核苷酸混合物合成不均一的多聚核苷酸以兩種不同比例的核苷酸混合物合成不均一的多聚核苷酸。推測密碼子的核苷酸組成。推測密碼子的核苷酸組成。A和C以5:1比例合成多聚核苷酸，分析氨基酸參入頻率。推測對應密碼子核苷酸組成可能情況核糖體結合試驗破譯密碼子的核苷酸順序核糖體結合試驗破譯密碼子的核苷酸順序人工合成的三核苷酸與對應的氨酰-tRNA分子及核糖體復合物可以保留在硝酸纖維膜上用特定順序的多聚核苷酸指導多肽的合成用特定順序的多聚核苷酸指導多肽的合成規則的多聚二核苷酸作模板指導合成含兩種氨基酸間隔的多肽(UGUGUGUG.)(Cys.Val.)規則的多聚三核苷酸作模板

3、Poly(UUC)獲三種不同均聚肽由由Poly(GUA)或或Poly(GAU)獲得兩種均聚肽獲得兩種均聚肽GUAGUAGUAGUAGAUGAUGAUGAUUAG和UGA為終止密碼子密碼子的主要性質密碼子的主要性質簡并(degeneracy) 幾種密碼子對應于相同一種氨基酸。這些密碼子 為同義密碼子不重疊 密碼子是不重疊的，每個三聯體中的三個核苷酸 只編碼一個氨基酸，核苷酸不重疊使用 噬菌體x174中某些基因之間有重疊現象統一性 絕大多數密碼子對各種生物都適用 某些線粒體中遺傳密碼有例外無標點噬菌體噬菌體 x174基因圖譜基因圖譜遺傳密碼與基因突變遺傳密碼與基因突變基因突變點突變錯義突變 堿基置

4、換(改變)造成氨基酸的改變無義突變 某一密碼子變成了終止密碼子(UAA、UAG、UGA)終止密碼子突變 終止密碼子變為某個氨基酸的密碼子移碼突變 基因內一對堿基的缺失或增加突變的抑制突變的抑制基因內突變抑制 抑制基因突變發生在同一基因內基因間突變抑制 抑制基因突變發生在不同基因 tRNA基因突變可以抑制另一基因的突變 大腸桿菌中的抑制基因tRNA是連接器(adaptor)分子，它可以將氨基酸引入核糖體并解讀mRNA上的遺傳信息tRNA的分子特征的分子特征 tRNA的一級結構 二級結構(三葉草結構) 三級結構(倒L型)密碼子與反密碼子配對關系密碼子與反密碼子配對關系擺動假設擺動假設(Wobble

5、 hypothesis)擺動假設解釋了密碼子簡并現象，即簡并密碼子代表了同一種氨基酸是由于允許密碼子第三位堿基非標準化配對實驗觀測到的實驗觀測到的tRNA分子上的元件分子上的元件氨基酰氨基酰-tRNA氨基酸和tRNA的結合形成的氨基酰-tRNA是蛋白質合成中連接器分子(蛋白質合成的直接底物)氨基酰氨基酰-tRNA的形成的形成 通過氨基酰-tRNA合成酶催化 a.活化(對氨基酸的識別) b.轉移(對tRNA的識別) 氨基酰基團連接在tRNA3腺苷的2或3羥基上，酰化后可在2與 3之間轉移。轉肽時可能只有3-羥基上才有活力氨酰氨酰-tRNA合成酶合成酶有兩種氨酰-tRNA合成酶(ClassI、Cl

6、assII)由氨酰-tRNA合成酶識別的結構特征可能十分簡單氨酰-tRNA合成酶的校閱功能密碼子與反密碼子配對與tRNA上攜帶氨基酸無關大腸桿菌谷氨酰大腸桿菌谷氨酰tRNA合成酶合成酶tRNAGlnATP X射線結構射線結構酵母天冬酰酵母天冬酰tRNA合成酶合成酶tRNAAspATP X射線結構射線結構Gln-氨酰氨酰tRNA合成酶和合成酶和Asp氨酰氨酰tRNA合成酶與相關合成酶與相關tRNA結合模型結合模型四種四種tRNA分子的主要元件分子的主要元件原核生物轉錄的mRNA是一個多順反子(polycistron)真核生物mRNA是一個單順反子(cistron)遺傳密碼的闡明生物化學方法破譯遺傳密碼遺傳密碼的闡明生物化學方法破譯遺傳密碼1961年，Nirenberg發展了大腸桿菌無細胞蛋白質合成體系通過多聚核苷酸磷酸化酶(Polynucleotide phosphorylase)催化從核苷二磷酸合成多聚核苷酸(NMP)n