文章插图
遗传密码遗传密码又称密码子、遗传密码子、三联体密码 。指信使RNA(mRNA)分子上从5'端到3'端方向 , 由起始密码子AUG开始 , 每三个核苷酸组成的三联体 。
【遗传密码】它决定肽链上每一个胺基酸和各胺基酸的合成顺序 , 以及蛋白质合成的起始、延伸和终止 。
遗传密码是一组规则 , 将DNA或RNA序列以三个核苷酸为一组的密码子转译为蛋白质的胺基酸序列 , 以用于蛋白质合成 。几乎所有的生物都使用同样的遗传密码 , 称为标準遗传密码;即使是非细胞结构的病毒 , 它们也是使用标準遗传密码 。但是也有少数生物使用一些稍微不同的遗传密码 。
遗传密码决定蛋白质中胺基酸顺序的核苷酸顺序 , 由3个连续的核苷酸组成的密码子所构成。由于脱氧核糖核酸(DNA)双链中一般只有一条单链(称为模版链)被转录为信使核糖核酸(mRNA) , 而另一条单链(称为编码链)则不被转录 , 所以即使对于以双链 DNA作为遗传物质的生物来讲 , 密码也用核糖核酸(RNA)中的核苷酸顺序而不用DNA中的脱氧核苷酸顺序表示 。
基本介绍中文名:遗传密码
外文名:genetic codon
特点大自然将奥秘或法则隐匿于一套密码之中 , 藉此创作出数以千万计的物种 , 之后又将其销毁 , 终而复始 , 生生不息 。方向性密码子是对mRNA分子的硷基序列而言的 , 它的阅读方向是与mRNA的合成方向或mRNA编码方向一致的 , 即从5'端至3'端 。
文章插图
遗传密码连续性mRNA的读码方向从5'端至3'端方向 , 两个密码子之间无任何核苷酸隔开 。mRNA链上硷基的插入、缺失和重叠 , 均造成框移突变 。
文章插图
遗传密码錶简併性指一个胺基酸具有两个或两个以上的密码子 。密码子的第三位硷基改变往往不影响胺基酸翻译 。摆动性mRNA上的密码子与转移RNA(tRNA)J上的反密码子配对辨认时 , 大多数情况遵守硷基互补配对原则 , 但也可出现不严格配对 , 尤其是密码子的第三位硷基与反密码子的第一位硷基配对时常出现不严格硷基互补 , 这种现象称为摆动配对 。通用性蛋白质生物合成的整套密码 , 从原核生物到人类都通用 。但已发现少数例外 , 如动物细胞的线粒体、植物细胞的叶绿体 。破解历史遗传密码的发现是20世纪50年代的一项奇妙想像和严密论证的伟大结晶 。mRNA由四种含有不同硷基腺嘌呤(简称A)、尿嘧啶(简称U)、胞嘧啶(简称C)、鸟嘌呤(简称G)的核苷酸组成 。最初科学家猜想 , 一个硷基决定一种胺基酸 , 那就只能决定四种胺基酸 , 显然不够决定生物体内的二十种胺基酸 。那幺二个硷基结合在一起 , 决定一个胺基酸 , 就可决定十六种胺基酸 , 显然还是不够 。如果三个硷基组合在一起决定一个胺基酸 , 则有六十四种组合方式 , 看来三个硷基的三联体就可以满足二十种胺基酸的表示了 , 而且还有富余 。猜想毕竟是猜想 , 还要严密论证才行 。
文章插图
遗传密码自从发现了DNA的结构 , 科学家便开始致力研究有关製造蛋白质的秘密 。伽莫夫(George Gamow)指出需要以三个核酸一组才能为20个胺基酸编码 。1961年 , 美国国家卫生院的马太(Heinrich Matthaei)与尼伦伯格(Marshall Warren Nirenberg)在无细胞系统(Cell-free system)环境下 , 把一条只由尿嘧啶(U)组成的RNA转释成一条只有苯丙氨酸(Phe)的多肽 , 由此破解了首个密码子(UUU -> Phe) 。随后科拉纳(Har Gobind Khorana)破解了其它密码子 , 接着霍利(Robett W.Holley)发现了负责转录过程的tRNA 。1968年 , 科拉纳、霍利和尼伦伯格分享了诺贝尔生理学或医学奖 。阅读方式破译遗传密码 , 必须了解阅读密码的方式 。遗传密码的阅读 , 可能有两种方式:一种是重叠阅读 , 一种是非重叠阅读 。例如mRNA上的硷基排列是AUGCUACCG 。若非重叠阅读为AUG、CUA、CCG、;若重叠阅读为AUG、UGC、GCU、CUA、UAC、ACC、CCG 。两种不同的阅读方式 , 会产生不同的胺基酸排列 。克里克用T噬菌体为实验材料 , 研究基因的硷基增加或减少对其编码的蛋白质会有什幺影响 。克里克发现 , 在编码区增加或删除一个硷基 , 便无法产生正常功能的蛋白质;增加或删除两个硷基 , 也无法产生正常功能的蛋白质 。但是当增加或删除三个硷基时 , 却合成了具有正常功能的蛋白质 。这样克里克通过实验证明了遗传密码中三个硷基编码一个胺基酸 , 阅读密码的方式是从一个固定的起点开始 , 以非重叠的方式进行 , 编码之间没有分隔设定 。