1、1953年4月25日，沃森和克里克提出DNA双螺旋结构模型。,薛定谔,染色体是由一些同分异构的单体分子连续所组成。 这些同分异构单体就像莫尔斯密码的两个符号：“ ”、“” 通过排列组合来储存遗传信息。,问题探讨,美国人莫尔斯于1844年发明的。 试翻译以下电报内容： / / / / / / / / / / / / / / / / / /,如果没有密码表,Where are genes located,如果没有斜线分隔,莫尔斯密码 ,GGACTTCTC CCTGAAGAG,第3节 遗传密码的破译,六、教学过程,背景资料1955年Brachet（布拉什）首次用实验证实了蛋白质的合成是依赖于RNA。
2、1958年，克里克提出了“中心法则”假说，揭示了DNARNA蛋白质的信息传递途径。,RNA作为媒介,RNA上的碱基编码氨基酸,细胞核内的DNA如何指导细胞质中蛋白质的合成？,环节一,几个碱基编码一个氨基酸,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？ 1954年，美籍俄裔理论物理学伽莫夫（GGamow）应用排列组合计算来研究遗传密码。提出遗传密码的三联体假说。,环节二,不久以后，克里克和沃森收到了伽莫夫的来信，从伽莫夫的研究中，他们得到莫大的启发。 镰刀型细胞贫血症的病因。 大肠杆菌T4噬菌体的移码突变实验。,遗传密码的阅读方式,环
3、节三,通过实验证据，尝试描述密码子的特性： 密码子真的是由3个碱基组成的吗？ 三联体中的每个碱基作为信息是只读一次还是重复阅读呢？,遗传密码的阅读方式,资料2 镰刀型细胞贫血症的病因,镰刀型细胞贫血症的突变基因是1949年确定的，1957年由英国学者英格兰姆阐明了它的机制。由于正常人血红蛋白基因上产生了突变，T取代了A。从而导致多肽链中单个氨基酸的改变第六个氨基酸谷氨酸被缬氨酸取代。,CCUGAAGAG,CCUGUAGAG,环节三,C C U G U A C A G,学案问题： （1）如果密码的阅读是重叠阅读，将改变 个氨基酸；如果密码的阅读是非重叠阅读，将改变 个氨基酸。 （2）这说明遗传密
4、码的阅读方式是 。,3,异常,遗传密码的阅读方式,环节三,C C U G U A C A G,学案问题： （1）如果密码的阅读是重叠阅读，将改变 个氨基酸；如果密码的阅读是非重叠阅读，将改变 个氨基酸。 （2）这说明遗传密码的阅读方式是 。,3,1,非重叠阅读,异常,实验表明，镰刀型细胞贫血症患者的血红蛋白，是正常血红蛋白多肽链上的第六个氨基酸谷氨酸被缬氨酸取代。,遗传密码的阅读方式,环节三,资料3 大肠杆菌T4噬菌体的移码突变实验 1961年，克里克与布伦纳合作，利用大肠杆菌的T4噬菌体作实验。 用丫啶类药物处理野生型噬菌体，在此噬菌体DNA发生缺失1个、2个、3个或插入1个、2个、3个核苷
5、酸的各种突变类型。 T4噬菌体野生型：能在大肠杆菌K菌株上生长，形成嗜菌斑。 T4噬菌体突变型：不能在K菌株上生长，不形成嗜菌斑。,遗传密码的阅读方式,环节三,实验结果： 1、缺失一个核苷酸时，在K菌株上不生长插入一个核苷酸时，在K菌株上不生长 2、缺失两个核苷酸时，在K菌株上不生长 插入两个核苷酸时，在K菌株上不生长 3、缺失三个核苷酸时，在K菌株上生长（拟野生型）插入三个核苷酸时，在K菌株上生长（拟野生型）,假定是密码子是三联体，阅读方向从左向右。 碱基序列为ABC ABC ABC ABC ABC 尝试解释为何会出现这样的实验结果？,关键酶,假定是密码子是三联体，阅读方向从左向右。 碱基序
6、列为 ABC ABC ABC ABC ABC,+1 ABC AXB CAB CAB CAB +2 ABC AXB CXA BCA BCA +3 ABC AXB CXA BXC ABC,为四联体时， ABCD ABCD ABCD ABCD ABCD+3 ABCD XABX CDXA BCDA BCDA 为二联体， AB AB AB AB AB +2 AB AX BA XB AB ,遗传密码的性质 1961年12月30日，克里克等人在自然杂志发表了一篇题为“蛋白质遗传密码的一般性质”的论文。说明了遗传密码具有下列的一般性质： 1.3个相邻的碱基成为三联体，又叫密码子。 2.遗传密码从一个固定的起点
7、开始，以非重叠的方式阅读。 3.编码间没有分隔符。,遗传密码的阅读方式,环节三,资料4 尼伦伯格和马太的大肠杆菌实验 实验步骤：,破碎细胞溶液、 UUU,苯丙氨酸,组氨酸,酪氨酸,谷氨酸,哪几个碱基决定某一种氨基酸？,环节四,资料4 尼伦伯格和马太的大肠杆菌实验,1请预测实验结果。 2除了添加的氨基酸和多聚尿嘧啶核苷酸外，无细胞系统为合成多肽链提供了哪些条件？ 3为什么要除去细胞提取液中存在的DNA和mRNA？,DNA酶,易降解,相关的酶、tRNA、核糖体,哪几个碱基决定某一种氨基酸？,环节四,资料4 尼伦伯格和马太的大肠杆菌实验,4、如果是你是尼伦伯格同期的科学家，你觉得你觉得是否有必要设计
8、对照实验，如何设计？,mRNA、氨基酸,对照组,用14C标记 的苯丙氨酸,用14C标记 的组氨酸,用14C标记 的谷氨酸,不加UUU,5、破碎的细胞溶液中有氨基酸吗？如果有，是否会影响尼伦伯格和马太设计的实验结果？,哪几个碱基决定某一种氨基酸？,环节四,遗传密码表的完全破译,1961年，尼伦伯格和马太 第一个遗传密码破译,1966年 尼伦伯格和霍拉纳 遗传密码完全破译,1961年，克里克 密码子性质得到实验证实,1 2 3 4 . 20,核糖体 核糖体 核糖体 核糖体 核糖体UUG UUG UUG UUG UUGtRNA tRNA tRNA tRNA tRNA氨基酸 氨基酸 氨基酸 氨基酸 氨基酸,标记：色氨酸 赖氨酸 亮氨酸 组氨酸 丙氨酸,过滤膜上 过滤膜上 过滤膜上 过滤膜上 过滤膜上无放射性 无放射性 有放射性 无放射性 无放射性,.,课后作业 尼伦伯格“微型mRNA”的实验,
