4.3 傳密碼的破譯(選學)
1966年,又有科學家發明了一種新的rna合成方法,通過這種方法合成的rna可以是以2個、3個或4個堿基為單位的重復序列,如aguaguaguaguaguaguagu等,用它們作模板合成的蛋白質的氨基酸序列同樣是有規律重復的。如果用ugugugugugugugugug作模板,得到的新合成的蛋白質是由半胱氨酸和纈氨酸交替連接而成,則可以肯定ugu是半胱氨酸的密碼子,而gug是纈氨酸的密碼子。利用這種方法破譯的密碼很多,其中包括終止密碼uga、uag和uaa。
1964年,尼倫伯格等找到了另外一種高效破譯遺傳密碼的方法。他們首先在體外合成全部64種三核苷酸分子(即長度為3個堿基的rna,如agc、ucc、uga等等),同時制備20種氨基酸混合溶液,每種混合溶液中分別含有一種用14c作放射性標記的氨基酸和其他19種氨基酸。然后,向各混合溶液添加trna分子,使各種氨基酸分別與各自的trna分子結合,在溶液中形成各種氨酰trna,如甘氨酸-trna、賴氨酸-trna等。實驗時,取某一種三核苷酸分子(如cgu)和核糖體混合,再向其中分別加入上述氨基酸混合溶液。如果cgu是某種氨基酸的密碼子,它便會和帶有這種氨基酸的氨酰trna分子以及核糖體結合形成體積稍大的復合體。當使用硝酸纖維膜過濾反應溶液時,只有含核糖體的復合體可以留在膜上,而其他的氨酰trna分子將被沖洗掉。從20種反應體系中找出有放射性的硝酸纖維膜,根據該體系所標記的是哪一種氨基酸,便可知道cgu所對應的氨基酸種類了。利用這種方法破譯的密碼子約有50個。
3.重疊基因
長期以來,人們一直認為同一段dna序列內不可能存在著重疊的基因。因為,如果存在這種2個基因彼此重疊的情況,那么在第一個基因上發生的突變,就往往會使第二個基因也伴隨著發生突變。但是,隨著dna核苷酸序列測定技術的發展,人們已經在一些噬菌體和動物病毒中發現,不同基因的核苷酸序列有時是可以共用的。我們稱這樣的兩個基因為重疊基因(overlapping genes)。已知大腸桿菌φx174噬菌體單鏈dna共有5 387個核苷酸。如果使用單一的讀碼結構,那么它最多只能編碼1 795個氨基酸。按每個氨基酸的平均相對分子質量為110計算,該噬菌體所合成的全部蛋白質的總分子量最多是197 000道爾頓。可實際測定發現,φx174噬菌體所編碼的11種蛋白質總分子量竟為262 000道爾頓。1977年,英國分子生物學家桑格領導的研究小組,在測定φx174噬菌體dna的核苷酸序列時發現,它的同一部分dna能夠編碼兩種不同的蛋白質,從而證明了重疊基因的存在。
自我檢測的答案和提示
一、概念檢測
填表題
dna雙鏈
1
c
g
t
2
g
c
a
mrna