课外阅读遗传密码的破译课件.ppt

1、国际莫尔斯密码表国际莫尔斯密码表Where genes located没有这张密码表你能破译电报的信没有这张密码表你能破译电报的信息吗息吗？mRNAmRNA中碱基序列与蛋白质中的氨基中碱基序列与蛋白质中的氨基酸序列相对应的那份遗传密码子表酸序列相对应的那份遗传密码子表是如何被破译出来是如何被破译出来 的呢？的呢？解解读读摩摩 在莫尔斯密码中只有在莫尔斯密码中只有._._ 这两种信息，信息这两种信息，信息的长度可以为一个，例如的长度可以为一个，例如E,T;(2)E,T;(2)信息的长度可为两个，例如信息的长度可为两个，例如A A，N,M,I(2X2=4)N,M,I(2X2=4)信息的长度可是三个

2、，例如信息的长度可是三个，例如D,G,K,O,R,S,U,W,(2X2X2=8)D,G,K,O,R,S,U,W,(2X2X2=8)信息的长度是四个，例如信息的长度是四个，例如B,C,F,H,J,L,P,Q,V,X,Y,Z,B,C,F,H,J,L,P,Q,V,X,Y,Z,共共1212个，个，(2X2X2X2=16)(2X2X2X2=16)代表遗传信息的碱基语言的长度是几个碱基代表遗传信息的碱基语言的长度是几个碱基决定一个氨基酸呢？决定一个氨基酸呢？一一.伽伽一个碱基编码一个氨基酸，A U C G 最多能决定几个氨基酸？两个碱基编码一个氨基酸，A U C G 最多能决定几个氨基酸？三个碱基编码一个

3、氨基酸，三个碱基编码一个氨基酸，A U C G 最多能决定几个氨基酸？最多能决定几个氨基酸？19541954年科普作家年科普作家在在NatureNature杂杂志首次发表了遗传密码的理论研究的文章，指出志首次发表了遗传密码的理论研究的文章，指出。请同学唱一下这段请同学唱一下这段123123123123即使同一个碱基序列，不同的即使同一个碱基序列，不同的阅读方式解读出来的含义会完阅读方式解读出来的含义会完全不同。全不同。我们的遗传密码，是不是也需要以三我们的遗传密码，是不是也需要以三个碱基为个碱基为1个阅读单位依次阅读呢？个阅读单位依次阅读呢？或者是以重叠的阅读方式，三个碱基或者是以重叠的阅读方

4、式，三个碱基三个碱基的读取呢？三个碱基的读取呢？GGTTCGCACGCTGGTTCGCACGCTGGTTCGCACGCTGGTTCGCACGCTGGTTCGCACGCT O-O-O-OGGTTCGCACGCTGGTTCGCACGCTGGTTCGCACGCTGGTTCGCACGCTGGTTCGCACGCT O-O-O-OGGATCGCACGCTGGATCGCACGCTGGATCGCACGCTGGATCGCACGCTGGATCGCACGCT O-O-O-OGGTTCGCACGCTGGTTCGCACGCTGGTTCGCACGCTGGTTCGCACGCTGGTTCGCACGCT O-O-O-OGGTA

5、TCGCACGCTGGTATCGCACGCTGGTATCGCACGCTGGTATCGCACGCTGGTATCGCACGCTGGTTCGCACGCTGGTTCGCACGCTGGTTCGCACGCTGGTTCGCACGCTGGTTCGCACGCTGGTTCGCACGCTGGTTCGCACGCT O-O-O-OGGTAATCGCACGCTGGTAATCGCACGCTGGTAATCGCACGCTGGTAATCGCACGCTGGTAATCGCACGCTGGTAAATCGCACGCTGGTAAATCGCACGCTGGTAAATCGCACGCTGGTAAATCGCACGCTGGTAAATCGCACGCT O

6、-O-O-OGGTAAATCGCACGCTGGTAAATCGCACGCTGGTAAATCGCACGCTGGTAAATCGCACGCTGGTAAATCGCACGCT O-O-O-O-OGGTTCGCACGCTGGTTCGCACGCTGGTTCGCACGCTGGTTCGCACGCTGGTTCGCACGCTGGTTCGCACGCTGGTTCGCACGCTGGTTCGCACGCTGGTTCGCACGCTGGTTCGCACGCTGGTTCGCACGCT O-O-O-O-O-O-O-O-O-O O-O-O-OGGTTCGCACGCTGGATCGCACGCTGGATCGCACGCTGGATCGCACGCTG

7、GATCGCACGCTGGATCGCACGCTGGATCGCACGCTGGATCGCACGCTGGATCGCACGCTGGATCGCACGCTGGATCGCACGCT O-O-O-O-O-O-O-O-O-OGGTATCGCACGCTGGTATCGCACGCTGGTATCGCACGCTGGTATCGCACGCTGGTATCGCACGCTGGTATCGCACGCTGGTATCGCACGCTGGTATCGCACGCTGGTATCGCACGCTGGTATCGCACGCTGGTATCGCACGCT O-O-O-O-O-O-O-O-O-O-OGGTATCGCACGCTGGTAATCGCACGCTGGTAA

8、TCGCACGCTGGTAATCGCACGCTGGTAATCGCACGCTGGTAATCGCACGCTGGTAATCGCACGCTGGTTCGCACGCTGGTAATCGCACGCTGGTAATCGCACGCTGGTAATCGCACGCTGGTAATCGCACGCTGGTAATCGCACGCTGGTAATCGCACGCTGGTAATCGCACGCT O-O-O-O-O-O-O-O-O-O-O-OGGTAATCGCACGCTGGTAATCGCACGCTGGTAAATCGCACGCTGGTAAATCGCACGCTGGTAAATCGCACGCTGGTAAATCGCACGCTGGTAAATCGCACG

9、CTGGTAAATCGCACGCTGGTAAATCGCACGCTGGTAAATCGCACGCTGGTAAATCGCACGCTGGTAAATCGCACGCTGGTAAATCGCACGCTGGTAAATCGCACGCTGGTAAATCGCACGCTGGTAAATCGCACGCT O-O-O-O-O-O-O-O-O-O-O-O-O到底是哪种情况呢？到底是哪种情况呢？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。发现发现：加入或减少：加入或减少1个个和和2个个碱基都会碱基都会引起噬菌体突变，引起噬菌体突变，无法

10、产生无法产生正常功能的蛋正常功能的蛋白质，而加入或减少白质，而加入或减少3个个碱基时却碱基时却可以合成可以合成正常功能的蛋白质。正常功能的蛋白质。为什么会这样呢？为什么会这样呢？这只能解释为：遗传密码中这只能解释为：遗传密码中3 3个碱个碱基编码基编码1 1个氨基酸。个氨基酸。类比推理类比推理THE FAT CAT EAT HTE BIG RATTHA FAT CAT EAT HTE BIG RATTHE AFA TCA TEA THT EBI GRA TTHE AAA FAT CAT EAT HTE BIG RAT 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

11、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。1961-1962年，年，尼伦伯格（尼伦伯格（M.W.Nirenberg，1927）和马太（）和马太（H.Matthaei）的实验的实验：这一结果不仅证实了无细胞系统的成功，同时还这一结果不仅证实了无细胞系统的成功，同时还表明表明UUU是苯丙氨酸的密码子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巧妙之处在于利用无细胞系统进行体外合成蛋白质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他这富有创新的实验方法为他带来

12、了重大的成功！在接下来的六七年里，科学家沿着在接下来的六七年里，科学家沿着体外合成体外合成蛋白质的思路蛋白质的思路，不断地改进实验方法，破译出了，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。后面分子遗传生物学的发展有着重要的推动作用。19541954年科普作家伽莫夫用数学的方法推断年科普作家伽莫夫用数学的方法推断3 3

13、个个碱基编码一个氨基酸。碱基编码一个氨基酸。19611961年克里克第一个用年克里克第一个用T4T4噬菌体实验证明了噬菌体实验证明了遗传密码中遗传密码中3 3个碱基编码一个氨基酸。个碱基编码一个氨基酸。19611961年尼伦伯格和马太利用无细胞系统进行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。体外合成破译了第一个遗传密码。19691969年科学家们破译了全部的密码。年科学家们破译了全部的密码。我们注意整个破译过程中科学家思维的变化，伽莫夫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通过数学的排列组合的计算来推测密码子是由三个

14、碱基组成的，克里克则是巧妙地设计实验，使基组成的，克里克则是巧妙地设计实验，使DNADNA增加或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

15、密码的破所有的密码子。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译，更重要的也在对生物研究方法上开启了新的思维方式。方式。归结起来，我们看到，归结起来，我们看到，敏锐、大胆、敏锐、大胆、睿智和创新睿智和创新是科学家的重要素养，也正如是科学家的重要素养，也正如尼伦伯格在尼伦伯格在1968年诺贝尔生理学或医学奖年诺贝尔生理学或医学奖获奖时说的：获奖时说的：一个善于捕捉细节的人才是一个善于捕捉细节的人才是能领略事物真谛的人。能领略事物真谛的人。（1 1）在下列基因的改变中，合成出具有正常功能蛋白质）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：（

16、的可能性最大的是：（)A A在相关的基因的碱基序列中删除或增加一个碱基对在相关的基因的碱基序列中删除或增加一个碱基对 B B在相关的基因的碱基序列中删除或增加二个碱基对在相关的基因的碱基序列中删除或增加二个碱基对 C C在相关的基因的碱基序列中删除或增加三个碱基对在相关的基因的碱基序列中删除或增加三个碱基对 D D在相关的基因的碱基序列中删除或增加四个碱在相关的基因的碱基序列中删除或增加四个碱 基对基对（2 2）最早提出）最早提出3 3个碱基编码一个氨基酸的科学家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：和首次用实验的方法加以证明的科学家分别是：（）A A克里克、伽莫夫克里克、伽莫夫 B B克里克、沃森式化克里克、沃森式化 C C摩尔根、尼伦伯格摩尔根、尼伦伯格 D D伽莫夫、克里克伽莫夫、克里克D（3 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 A无无DNADNA和和mRNAmRNA细胞的提取液细胞的提取液B B人工合成的多聚核苷酸人工合成的多聚核苷酸C C加入的氨基酸种类和数量加入的氨基酸种类和数量D 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