遗传密码的破译ppt

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《遗传密码子的破译》课件

《遗传密码子的破译》课件

遗传密码子的破译历史
1950年代
科学家发现生物体内的遗传物 质是DNA,并开始研究其结构

1960年代
科学家发现DNA中的碱基序列 与蛋白质中的氨基酸序列存在 对应关系,开始尝试破译遗传 密码子。
1965年
科学家成功破译了第一个遗传 密码子,即组氨酸的密码子。
1968年
科学家完成了全部64个遗传密 码子的破译工作。
03
遗传密码子具有通用性,即几 乎所有生物都使用同一套遗传 密码子。
遗传密码子的组成和特点
组成
遗传密码子由4种不同的碱基组成,分别是A(腺嘌呤)、U(尿嘧啶)、C( 胞嘧啶)和G(鸟嘌呤)。
特点
遗传密码子具有方向性,即从5'端到3'端,其中5'端是起始密码子,3'端是终止 密码子。此外,遗传密码子不重叠,即每个碱基只对应一个密码子。
03
CHAPTER
遗传密码子破译的应用
遗传密码子破译在生物科学研究中的应用
基因表达调控研究
通过破译遗传密码子,科学家可 以更深入地了解基因表达的调控 机制,从而揭示生命活动的奥秘 。
物种进化研究
遗传密码子的破译有助于研究物 种之间的进化关系,为生物进化 理论提供有力支持。
疾病发病机制研究
遗传密码子的破译有助于科学家 深入研究疾病的发病机制,为疾 病预防和治疗提供新的思路。
CHAPTER
遗传密码子的破译过程
遗传密码子的破译方法
01
生物化学法
通过研究生物体的代谢产物和酶 活性,确定遗传密码子对应的氨 基酸。
突变法
02
03
合成法
通过观察基因突变对蛋白质的影 响,确定遗传密码子与氨基酸的 对应关系。

高一生物遗传密码的破译PPT优秀课件

高一生物遗传密码的破译PPT优秀课件

-·
AUGC
遗传密码的特点:不间断性、不重叠性、简并性、通用性
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演讲人: XXX
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A、16 B、32 C、46 D、64 2、比较本节中“问题探讨”中的莫尔斯密码与遗传密码的 异同,总结遗传密码的特点
项目
莫尔斯电码遗传密码 Nhomakorabea密码间有无隔符 长度是否固定
阅读方式是否重叠
有间隔符“/”
长度不固定,1到4 隔符号不等
非重叠方式阅读
无分隔符 长度固定,3隔符号
非重读方式阅读
密码所采用的符号
密码是非重叠的1、2个:后面所有的氨基酸(无法产生正常功 能的蛋白质) ,3个碱基将会在原氨基酸序列中多一个氨基酸。
密码是重叠的: 如果插入1个碱基,3个氨基酸,多肽比原正常多肽多1个氨基酸 如果插入2个碱基:4个氨基酸,多肽比原正常多肽多2个氨基酸
如果插入3个碱基:5个氨基酸,多肽比原正常多肽多3个氨基酸
二、克里克的实验证据:
克里克以T4噬菌体为实验材料
在相关碱基序列中增加或删除1个碱基,无法产生正常功能的蛋白质; 在相关碱基序列中增加或删除2个碱基,无法产生正常功能的蛋白质; 在相关碱基序列中增加或删除3个碱基,却合成了正常功能的蛋白质;
实验结论:1、遗传密码中3个碱基编码一个氨基酸。 2、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。
1、当图中DNA的第三个碱基(T)发生改变时,如果密 码是非重叠的,这一改变将影响多少个氨基酸?如果密 码是重叠的,又将产生怎样的影响?
密码是非重叠的:1个氨基酸, 密码是重叠的: 3个氨基酸 2、当图中DNA的第三个碱基(T)后插入一个碱基A,时,如 果密码是非重叠的,这一改变将影响多少个氨基酸?如果密码 是重叠的,又将产生怎样的影响?如果插入2个、3个碱基呢?

生物化学第37章遗传密码课件

生物化学第37章遗传密码课件

不同。在大肠杆菌中, 有时缬氨酸密码子GUG和亮
氨酸密码子UUG也可被用作起始密码子。当其位于
特殊mRNA翻译的起始位置时,
可被起始tRNA
(tRNAf-Met)识别。
蛋白质中硒代半胱氨酸的掺入
少数蛋白质中含有硒代半胱氨酸。硒代半胱氨 酸是在蛋白质合成过程中合成进去的, 而不是蛋白 质合成后将其中某种氨基酸修饰而成的。所以也有 人认为硒代半胱氨酸是第21种蛋白质氨基酸。
大肠杆菌中有一种丝氨酸tRNA, 它能识别阅读 框中间的终止密码子UGA。这种tRNA负载了丝氨酸后, 在酶的催化下将丝氨酸转变成硒代半胱氨酸, 再合 成到蛋白质中去。
蛋白质中硒代半胱氨酸的掺入
负载了硒代半胱氨酸的tRNA在某些蛋白质的 协助下, 能识别编码序列中间的UGA, 将硒代半胱 氨酸加入, 而不会加到作为终止密码子的UGA上。 在编码硒蛋白的mRNA中有一段称为硒代半胱氨酸 插入序列所构成的二级结构, 帮助硒代半胱氨酸 tRNA识别这种密码子。
UGA 终止
Trp Trp
Trp Trp Trp Trp Trp
+
AUA Ile
密码子
AGA AGG Arg
Met
终止
Met
Ser
Met
+
Met
+
+
+
+
+
+
+
+
+
CUN Leu
+ +
Thr Thr
+ + + +
CGG Arg
+ +
+ ? + + + Trp

3.遗传密码的破译

3.遗传密码的破译

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比较的莫尔斯密码与遗传密码的异同
项 目 密码间有无隔符 莫尔斯电码
有间隔符“/” 长度不固定,1到4 隔符号不等
遗传密码
无分隔符 长度固定,3隔符号
长度是否固定
阅读方式是否重叠 密码所采用的符号
非重叠方式阅读
学生物组

在大肠杆菌的基因中有部分是重叠使用的, 这是特列
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归结起来,我们看到,敏锐、大胆、 睿智和创新是科学家的重要素养,也正如尼 伦伯格在1968年诺贝尔生理学或医学奖获 奖时说的:一个善于捕捉细节的人才是能领 略事物真谛的人。
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课堂练习
1、在下列基因的改变中,合成出具有正常功能蛋 白质的可能性最大的是:( C )
A.在相关的基因的碱基序列中删除或增加一个碱基对 B.在相关的基因的碱基序列中删除或增加二个碱基对
每个试管各加入一种氨基酸,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。
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思考:
1、上述实验中为什么要除去细胞提取液中的DNA和mRA?
细胞中原有的mRA会作为合成蛋白质的模板干扰实验结 果;细胞中原有的DNA可能作为mRNA合成的模板,而新 合成的mRNA也会干扰实验的结果,因些要除去。
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·- -/ ···· · ·- · /· -· /- / / /· -/· /· -· /-· /·· -·/---/-· /· /· /· ·/· · -· -/ -/· · /-·/
Where are genes located
-·/-· - · /· DNA

补充--4.3遗传密码的破译

补充--4.3遗传密码的破译
第三节 遗传密码的破译
Байду номын сангаас 第一套密码子的诞生
• 1954年,物理学家George Gamov根据在DNA中存在四 种核苷酸,在蛋白质中存在二十种氨基酸的对应关系, 做出如下数学推理:如果每一个核苷酸为一个氨基酸编 码,只能决定四种氨基酸(41=4);如果每二个核苷酸为一 个氨基酸编码,可决定16种氨基酸(42=16)。上述二种情 况编码的氨基酸数小于20种氨基酸,显然是不可能的。 那么如果三个核苷酸为一个氨基酸编码的,可编64种氨 基酸(43=64);若四个核苷酸编码一个氨基酸,可编码256 种氨基酸(44=256),以此类推。Gamov认为只有43=64这 种关系是理想的,因为在有四种核苷酸条件下,64是能 满足于20种氨基酸编码的最小数。而44=256以上。虽能 保证20种氨基酸编码,但不符合生物体在亿万年进化过 程中形成的和遵循的经济原则,因此认为四个以上核苷 酸决定一个氨基酸也是不可能的。
3)aa-tRNA与确定的三核苷酸序列(密码子)结 合:
Nirenberg和Leder于1964年建立了破译密码的新方法,即tRNA与确定 密码子结合实验。该方法利用了如下事实:在缺乏蛋白质合成所需的因 子的条件下,特异氨基酸-tRNA(aa-tRNA)也能与核糖体-mRNA复合物 结合。最重要的是这种结合并不一定需要长的mRNA分子,而三核苷 酸实际上就可以与核糖体结合。 例如,当polyU与核糖体混合时,仅有Phe-tRNA(苯丙氨酰-tRNA)与之 结合;相应地Pro-tRNA(脯氨酰-tRNA)特异地与polyC结合。还有GUU 可促进Val-tRNA(缬氨酰-tRNA)结合,UUG促进Leu-tRNA(亮氨酰tRNA)结合等。 虽然所有64个三核苷酸(密码子)都可按设想的序列合成,但并不是全 部密码子均能以这种方法决定因为有一些三核苷酸序列与核糖体结合 并不象UUU或GUU等那样有效,以致不能确定它们是否能为特异的 氨基酸编码。

第九讲第二套遗传密码

第九讲第二套遗传密码

对提高生物工程产物的产率有重要的实用价值。

蛋白质工程的兴起,已使人们不再满足于天然蛋白
的利用,而开始追求设计自然界不存在的全新的、 具有某些特定性质的蛋白质。这就开辟了蛋白设计 的新领域。
(改变金黄色葡萄球菌IgG结合蛋白中一个56个殘基片段中的28个殘基, 从而使原来主要是β-折叠的结构改变为一个主要是α-螺旋的蛋白)
四.第二套遗传密码的特点

简并性:指不少氨基酸序列颇为不同的肽链可以有 极为相似的甚至相同的三维结构。 如在不同生物体中执行相同生物功能的蛋白质虽然 可以有氨基酸序列上的差异,但却有相同的整体三 维结构。 例:近百种不同来源的线粒体细胞色素C的氨基 酸序列已经测定,它们的氨基酸残基数均在104左右, 其中仅在21个位置上的氨基酸在不同的生物体的细 胞色素C是完全相同的,其他则各不相同;但是所有 这些细胞色素C的整体三维结构却是非常相似的。
在蛋白质家族中,根椐其氨基酸序列相差 少于20%者可划为亚家族
③ •
通过实验研究 探讨变性蛋白质如何重恢复其天然构象


新生肽如何折叠为完整蛋白质
研究肽链中氨基酸的定点突变如何影响蛋
白质的总体结构折叠与形成的动力学过程

实验研究不仅将会为第二遗传密码的确定
提供重要信息,也是最终检验所提出的第
二遗传密码是否正确的必要手段。

第二遗传密码具有简并性、多义性和全局 性等特点。第二遗传密码的研究,将为提 高生物工程产物的产率和设计自然界不存 在的全新蛋白质开创广阔的前景。
THE END !

近年来得知某些疾病是由于蛋白质折叠错
误而引起的。如类似疯牛病的某些神经性
疾病、老年痴呆症、帕金森症等。这些疾

生物必修4.3遗传密码的破译ppt课件

生物必修4.3遗传密码的破译ppt课件
“中心法则”提出后更为明确地指出了遗传 信息传递的方向,总体上来说是从 DNA→RNA→蛋白质。那DNA和蛋白质之 间究竟是什么关系?或者说DNA是如何决 定蛋白质?这个有趣而深奥的问题在五十年 代末就开始引起了一批研究者的极大兴趣。
遗传密码的试拼与阅读方式的探索
1954年科普作家伽莫夫G.Gamor对破译密码首 先提出了挑战。当年,他在《自然Nature》杂志首 次发表了遗传密码的理论研究的文章,指出三个碱 基编码一个氨基酸。
遗传密码对应规则的发现
这一结果不仅证实了无细胞系统的成功,同时还 表明UUU是苯丙氨酸的密码子。
这是第一个遗传密码子被破译。尼伦伯格的实验 巧妙之处在于利用无细胞系统进行体外合成蛋白质, 他这富有创新的实验方法为他带来了重大的成功!
遗传密码对应规则的发现
在接下来的六七年里,科学家沿着体外合成 蛋白质的思路,不断地改进实验方法,破译出了 全部的密码子,并编制出了密码子表。这项工作 成为生物学史上的一个伟大的里程碑!为人类探 索和提示生命的本质的研究向前迈进一大步,为 后面分子遗传生物学的发展有着重要的推动作用。
A.无DNA和mRNA细胞的提取液 B.人工合成的多聚核苷酸 C.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
为什么会这样呢?
这只能解释为:遗传密码中3个碱 基编码1个氨基酸。
请比较分析下图:插入_3__个碱基对原有
氨基酸序列影响最小.
GGTTCGCACGCTTTGAGC
插 二 个 碱 基
GGTATC
GCACGC TTTGAG C
GGTAAT
CGCACG CTTTGA GC
GGTAAATCG
CACGCTTTG AGC
病原体侵入机体,消弱机体防御机能 ,破坏 机体内 环境的 相对稳 定性, 且在一 定部位 生长繁 殖,引 起不同 程度的 病理生 理过程

遗传密码ppt课件

遗传密码ppt课件
* 氨基酰附着位置(A):是进入的tRNA结 合的地方。 * 肽基位置(P):A位置上的氨基酸与P位 置上的氨基酸形成肽键。随着核糖体沿着 mRNA移动,A位置上的tRNA到P位置。P位 置上的tRNA失去氨基酸后,从核糖体上释放。
十三、真核类细胞中蛋白质在转译后修饰
►部分切除。 ►添加其它化学基团等。
双链。 ► 要证实基因是DNA分子的一个区段:测定基因的核
苷酸顺序和它所决定的蛋白质的氨基酸顺序,根据 遗传密码,比较两者的顺序,是否互相对应。 ► 碱基序列测定:
Sanger双脱氧链终止法:1977年发明。 Gilbert化学修饰法:1977年发明。
二人于1980年获得诺贝尔奖。
► RNA噬菌体MS2: * 含有三个基因。碱基排列顺序与其编码的蛋白质 的氨基酸顺序相对应。
细菌中:起始密码子为AUG和GUG。
真核生物:起始密码子为AUG。(遗英词)
►终止密码子:三种不编码氨基酸的密码子是 UAA、UAG和UGA。它们的作用是终止 mRNA翻译成蛋白质。
(三联体密码)
(不重叠性:前后两个密 码子无兼用核苷酸)
(统一性)
八、核糖体
►信使RNA(mRNA):遗传信息的携带者。 ►转移RNA(rRNA):与核糖体蛋白质结合在一
► 断定两个突变属于不同顺反子的根据,是这两个突 变型的顺式或反式构型都表现为野生型。
► 属于同一顺反子的两个拟等位突变型的的反式结构 的表型为突变型,只有顺式结构的表型才是野生型。
► 一个顺反子是一个不容割裂的功能单位。
曲霉菌
► 曲霉菌的菌丝是单倍体。 ► 两个不同菌株的菌丝混合培养,有时两种不同的核
十四、中心法则和它的发展
►1958年Crick提出了DNA-RNA和蛋 白质三者关系的中心法则。
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5、从来不跌倒不算光彩,每次跌倒后能再站起来,才是最大的荣耀。

6、这个世界到处充满着不公平,我们能做的不仅仅是接受,还要试着做一些反抗。

7、一个最困苦、最卑贱、最为命运所屈辱的人,只要还抱有希望,便无所怨惧。

8、有些人,因为陪你走的时间长了,你便淡然了,其实是他们给你撑起了生命的天空;有些人,分开了,就忘了吧,残缺是一种大美。
遗传密码对应规则的发现
这一结果不仅证实了无细胞系统的成功,同时还 表明UUU是苯丙氨酸的密码子。
这是第一个遗传密码子被破译。尼伦伯格的实验 巧妙之处在于利用无细胞系统进行体外合成蛋白质, 他这富有创新的实验方法为他带来了重大的成功!
遗传密码对应规则的发现
在接下来的六七年里,科学家沿着体外合 成蛋白质的思路,不断地改进实验方法,破译 出了全部的密码子,并编制出了密码子表。这 项工作成为生物学史上的一个伟大的里程碑! 为人类探索和提示生命的本质的研究向前迈进 一大步,为后面分子遗传生物学的发展有着重 要的推动作用。

2、慢慢的才知道:坚持未必就是胜利,放弃未必就是认输,。给自己一个迂回的空间,学会思索,学会等待,学会调整。人生没有假设,当下即是全部。背不动的,放下了;伤不起的,看淡了;想不通的,不想了;恨不过的,抚平了。

3、在比夜更深的地方,一定有比夜更黑的眼睛。
•ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4、一切伟大的行动和思想,都有一个微不足道的开始。
遗传密码的试拼与阅读方式 的探索
1954年科普作家伽莫夫G.Gamor对破 译密码首先提出了挑战。当年,他在《自
然Nature》杂志首次发表了遗传密码的理 论研究的文章,指出三个碱基编码一个氨
基酸。
遗传密码的试拼与阅读方式 的探索
接下来,人们不禁又要问在三联体 中的每个碱基作为信息只读一次还是重 复阅读呢?以重叠和非重叠方式阅读 DNA序列会有什么不同呢?
B.在相关的基因的碱基序列中删除或增加二个 碱基对
C.在相关的基因的碱基序列中删除或增加三个 碱基对
D.在相关的基因的碱基序列中删除或增加四个 碱基对
练习
(2)最早提出3个碱基编码一个氨基 酸 的科学家和首次用实验的方法 加以证明的科学家分别是:( D )
A.克里克、伽莫夫
B.克里克、沃森式化
C.摩尔根、尼伦伯格 D.伽莫夫、克里克
小结
1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 1969年科学家们破译了全部的密码。
小结
我们注意整个破译过程中科学家思维的变化,伽 莫夫通过数学的排列组合的计算来推测密码子是由 三个碱基组成的,克里克则是巧妙地设计实验,使 DNA增加或减少碱基的方法从实验上证明了伽莫夫 的三联体密码子的推测,由理论走向实验,为密码 子的破译迈出重要的一步。而尼伦伯格的实验则更 富有创新性,他建立巧妙的无细胞系统进行体外蛋 白质合成,成功地破译了第一个密码子,随后的方 法不断创新最终破译了所有的密码子。他的贡献不 仅仅在于对遗传密码的破译,更重要的也在对生物 研究方法上开启了新的思维方式。
练习
(3)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
密码与氨基酸的对应规则:( B )
A.无DNA和mRNA细胞的提取液 B.人工合成的多聚核苷酸 C.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
Thank you

1、许多人企求着生活的完美结局,殊不知美根本不在结局,而在于追求的过程。
遗传密码的试拼与阅读方式的探索
思考:
当图中DNA的第三个碱基(T)发生改 变时,如果密码是非重叠的,这一改变 将影响__1____个氨基酸,如果是重叠 的又将影响____3____个氨基酸。
在图中DNA的第三个碱基(T)后插入一个碱 基A,如果密码是非重叠的,这一改变将影响 ___3__个氨基酸,如果密码是重叠的,又将影 响____3__个氨基酸。
遗传密码子的验证(克里克的实验)
1961年,克里克对T4噬菌体DNA上的一个 基因进行处理,使DNA增加或减少碱基。
通过这样的方法他们发现加入或减少1个 和2个碱基都会引起噬菌体突变,无法产生正 常功能的蛋白质,而加入或减少3个碱基时却 可以合成正常功能的蛋白质。
为什么会这样呢?
这只能解释为: 遗传密码中3个碱基编码
归结起来,我们看到,敏 锐、大胆、睿智和创新是科学 家的重要素养,也正如尼伦伯 格在1968年诺贝尔生理学或医 学奖获奖时说的:一个善于捕 捉细节的人才是能领略事物真 谛的人。
练习
(1)在下列基因的改变中,合成出具有正常功能
蛋白质的可能性最大的是:C( )
A.在相关的基因的碱基序列中删除或增加一个 碱基对
1个氨基酸。
请比较分析下图:插入_3__个碱基对原有
氨基酸序列影响最小.
GGTTCGCACGCTTTGAGC
插 二 个 碱 基
GGTATC
GCACGC TTTGAG C
GGTAAT
CGCACG CTTTGA GC
GGTAAATCG
CACGCTTTG AGC
进一步分析上图:
减少_3__个碱基对原有氨基酸序 列影响最小。
第3节 遗传密码的破译
安徽省无为陡沟中学 季智
问题探讨
我们知道了核酸中的碱基序列就是遗传信息,翻译实际上 就是将mRNA中的碱基序列翻译为蛋白质的氨基酸序列,那么 碱基序列与氨基酸序列是如何对应的呢?
研究的背景:
“中心法则”提出后更为明确地指出了 遗传信息传递的方向,总体上来说是从 DNA→RNA→蛋白质。那DNA和蛋白质之间 究竟是什么关系?或者说DNA是如何决定蛋 白质?这个有趣而深奥的问题在五十年代末就 开始引起了一批研究者的极大兴趣。
克里克是第一个用实验证 明遗传密码中3个碱基编码1个 氨基酸的科学家。这个实验还 同时表明:遗传密码从一个固定 的起点开始,以非重叠的方式阅 读,编码之间没有分隔符。
遗传密码对应规则的发现
1961-1962年,尼伦伯格(M.W.Nirenberg, 1927~)和马太(H.Matthaei) 的实验 :
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