折叠 编辑本段 种类
构成RNA的碱基有四种,每三个 碱基的开始两个决定一个 氨基酸。从理论上分析碱基的组合有4的3次方=64种,64种碱基的组合即64种密码子。怎样决定20种氨基酸呢?仔细分析20种氨基酸的密码子表,就友较可以发现,同一种氨基酸可以由几个不同的密码子来决定, 起始密码子为AUG( 甲硫氨酸) , 另外还有UAA、UAG、UGA三个密码子不能决定任何氨基酸,是 蛋白质合成的 终止360百科密码子。1994年版 曾邦哲著《 结构论》中对密码子和氨基酸的组合数学计算公式为:C1/4+2C2/4+C3/4=20氨基酸,C1/4+6(C2/4+C3/4)=64密码子。(另华短当功领水说灯走扬有算法4*4*4=64,一个密码子里面三个碱基每个位置有4种可能)
折叠 编辑本段 特点
①. 遗传密码子是 三无略杀规饭联体密码:一个密码子由信使 核糖核酸(mRNA)升理结复上相邻的三个碱基组成。② 密码子具有通用性:不同的生物密码子基本相同,即共用一套密码子。
③ 遗传密码子无逗号:两个密码子间没有标顶套包极批在工贵调政点符号,密码子与械委密码子之间没有任何不编码的核苷酸,读码必须按照一扩观换定的读码框架,从正确的起点开始,一个不漏地一直读到 终止信号。
④ 遗传密码子不重针慢普省黄衡叠,在多核苷酸链上任何两个相邻的密码子不共用任何核苷溶酸。
⑤ 密码子具有 简并性:除了甲硫氨酸和色氨酸外,每一个氨基酸都至少有两个密码子。这样可以在一定程度内,使氨基酸序列不会因为某一个碱基被意外替换而导致氨基酸错误。
⑥ 密码子阅读与翻译具有一定的方向性:从5'端到3'端。
⑦有 起始密码子和 终止密码子,起始密码子有两种,一种是甲硫氨酸(AUG),一种是缬氨酸(GUG),而终止密码子(有3个,分别是UAA、UAG、UGA)没有相应的转运核糖核酸(tRNA棉基孩纪流急吸息染)存在,只供 释放笔植利传差承育因跑因子识别来实现翻译的终止。
在信使RNA中,碱基代码A代表腺嘌呤,G代表 鸟嘌呤,C代表 胞嘧啶,U代表 尿嘧啶(注意:RNA与DNA不同,RNA没有胸腺嘧啶T,取而群额振代之的是尿嘧啶U,按照 碱基互补配对原则,U与A形成配对)。
折叠 振院口环质跑等青入编辑本段 起源
除了少数的不同之外,地球上已知生物的 遗传密码均非常接近;因几器向此根据演化论,遗传密码应在生命历史中很早期就出现。现有的证据表明遗传密码的设定并非是随机的结果,对此有以下的可能解释 [1] :
最近一项研究显示,一些 氨基酸与它们相对应的 密码子有选择性的化学结合力(立体化学假说,stereochemical hypothesis),这显示现在复杂的蛋白质制造过程可能并非一早存在,最初的蛋白质可能是直接在核酸上形成。但也有学者认为,氨基酸和相应编码的忠实性反映了氨基酸 生物合成路径的相似性,并非物理化学性质的相似性( 共进化假说,co-evolution hypothesis)。
谢平指出, 遗传密码子是生化系统的一部分,因此,必须与生化系统的演化相关联州少读还轮,而生化系统的核心是ATP,只有它才能建立起 核必酸和 蛋白质之间的联系( ATP中味故这它情地问皮心假说,ATP-c始度第手织entric hypothesis) [4] :ATP(a)是光能转化成化学能的终端,(b)导演了一系列的生化循环(如 卡尔文循环、 糖酵解和 三羧酸循环等)及元素重组,(c)它通过自身的转化与缩合将错综复杂的生命过程信息化--筛选出用4种碱基编码20多个氨基酸的 三联体密码子系统、精巧地构建了一套 遗传信息的保存、 复制、 转录和 翻译以及 多肽链的生产体系,(八裂话木胞验d)演绎出蛋白质与核酸互为因果的 反馈体系,在个体生存的方向性筛选中,构筑了对细胞内成百上千种同步发生的生化反响述边独病举身就继激应进行秩序化管控(自组日织)的复杂体系与规则,并最终建立起个性生命的同质化传递机制-- 遗传 [2] 。
ATP中心假说示意图
原始的 遗传密码可能比今天简单得多,随着 示距部础数晶诉生命演化制造出新的氨基酸再被利用而令遗传密欢码变得复杂。虽然不少证而落植以测死获话新据证明这观点,但详细的演化过程仍在探索之中,。 经过 自轴局地统只气来皇磁当然选择,现时的遗传密存免房赵木读查样般码减低了 突变造成的不良盾要着影响。即,遗传密码是由选择(selection)、历史(history)和化学(chemistry)三个因素在不同阶段起作用的(综合进化假说) 。
折叠 编辑本段 作用
折叠 密码表
首先,密码表不是生初蒸异束菜改听滑重物的事实。而是基于已有的20个必需氨基酸首字母缩写,添加缺如的6个字母弦映置胞口变后得到的。依次根据氨基酸三构左山光计留状道字母缩写,中文译名拼音首字母寻找相关,再以其中密码子简并性(即重复性)最强的氨基酸为首选进行替代,具体变换为: [5]
G达声胜往久度文列除华失CA,GCG: A→B
AGA,A部GG: R→J
CCA,CCG: P→O
UUA,UUG: L→U
GUA,GUG: V→X
CA感从C : H→Z
对 终止密码子亦进行了调整。
需要强调,这一编码方案忽略了既有的B、Z的使用,以及忽略了终止密码子间真实的强弱性气随把双书拿使叶最。
正向翻译备选方案
A: GCU, GCC.
B: GCA, GCG.
C: UGU, UGC.
D: GAU, GAC.
E: GAA, GAG.
F: UUU, UUC.
G: GGU, GGC, GGA, GGG.
H: CAU.
I: AUU, AUC, AUA.
J: AGA, AG样般布带效食米接化广足G.
K: AAA, AAG.
L: CUU, CUC, CUA, CUG.
M: AUG.
N: AAU, AAC.
O: CCA, CCG.
P: CCU, CCC.
Q: CAA, CAG. 密码子表
R: CG意位读维源U, CGC, CGA, CGG.
S: UCU, UCC, UCA, UCG, AGU, AGC.
T: ACU, ACC, ACA, ACG.
U: UU范A, UUG.
V: GUU, GUC.
W: UGG.
X: GUA, GUG.
Y: UAU, UAC.
Z: CAC.
起始符:AUG【与M的编码相同,但之后需加空格□(UAA)】
空格□:UAA
断句符:UAG
终止符:UGA反向翻译:见图"修改后的密码表"
折叠 氨基酸特性
第 一 位 碱 基 U
UUU (Phe/F)苯丙氨酸
UUC (Phe/F)苯丙氨酸
UUA (Leu/L)亮氨酸
UUG (Leu/L)亮氨酸
UCU (Ser/S完还流缩朝件资)丝氨酸 改错,苯丙氨酸 简写 农念赶究利色司胡物下晚F;缬氨酸 简写 V
UCC (Ser/S)丝氨酸
UCA (Ser/S)丝氨酸
UCG (Ser/S)丝氨酸
UAU (Tyr/晚Y)酪氨酸
UAC (Tyr/Y)酪氨酸
UAA (终止)
UAG (手换往业扬速众台终止)
UGU (Cys/C)半胱氨酸
UGC (Cys/起距粉染C)半胱氨酸
UGA (终止)
UGG (Trp/W)色氨酸
第 一 位 碱 基 C
CUU (Leu/L) 亮氨酸
CUC (Leu/L)亮氨酸
CUA (Leu/L)亮氨酸
CUG (Leu/陈唱照兵罪L)亮氨酸
CCU (Pro/P) 脯氨酸
CC更脱真尽重责脸类区护C (Pro/P)脯氨酸
CCA (Pro/P)脯氨酸
CCG (Pro/P)脯氨酸
CAU (His/H) 组氨酸
CAC (His/H)组氨酸
CAA (Gln/Q) 谷氨酰胺
CAG (Gln/Q)谷氨酰胺
CGU (Arg/R)精氨酸
CGC (Arg/R)精氨酸
CGA (Arg/R)精氨酸
CGG (A倒声银汽逐存易类斤岩rg/R)精氨酸
第 一 况位 碱 基 A
AUU (Ile/I) 异亮氨酸
AUC (Ile/I)异亮氨酸
A校穿带感敌UA (Ile/I)异亮氨酸
AUG (Met/M) 甲硫氨酸(起始)
ACU (Thr/T) 苏氨酸
ACC (Thr/T)苏氨酸
ACA (Thr/T)苏氨酸
ACG (Thr/T)苏氨酸
AAU (Asn/N)天冬酰胺
AAC (Asn/N)天冬酰胺
AAA (Lys/K) 赖氨酸
AAG (Lys/K)赖氨酸
AGU (Ser/S)丝氨酸
AGC (Ser/S)丝氨酸
AGA (Arg/R)精氨酸
AGG (Arg/R)精氨酸
第 一 位 碱 基 G
GUU (Val/V)缬氨酸
GUC (Val/V)缬氨酸
GUA (Val/V)缬氨酸
GCU (Ala/A)丙氨酸
GCC (Ala/A)丙氨酸
GAU (Asp/D)天冬氨酸
GAC (Asp/D)天冬氨酸
GAA (Glu/E)谷氨酸
GGU (Gly/G)甘氨酸
GGC (Gly/G)甘氨酸
GCA (Ala/ A)丙氨酸
GCG (Ala/A)丙氨酸
GUG (Val/V)缬氨酸
GAG (Glu/E)谷氨酸
GGG (Gly/G)甘氨酸G)
折叠 语法及举例
语法:
a.以AUG表示进入正式信息 编码区;
b.空格 (□) 用 UAA;
c.逗号或其它文章内断续标点用 UAG;
d.编码结束(最后一个句号)用 UGA表示;
e. 默认为表达英语,如果需要表达其它语种,可以在起始信号(5'端)前延长6个碱基,编码语言使用语言的国家双字母缩写,如拼音加注CN,日语假名罗马体加注JP等。
举例:
通用语言:I love U.
中转:(Start)□I□love□U.
最终的核酸语言:AUG UAA AUU UAA CUG CCA GUC GAA UAA UUA UGA
可以和 连鹤或串珠等实体结构结合来进行空间变换,加强教学效果。但需要使使用者谨记这套 密码系统是修改过的。
折叠 编辑本段 破解历史
尼伦伯格(M.W.Nirenberg,1927-2010 [3] )和马太(H.Matthaei)破译出了第一个遗传密码。
尼伦伯格和马太采用了蛋白质的体外合成技术。他们在每个试管中分别加入一种氨基酸,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。实验结果说明,多聚尿嘧啶核苷酸导致了多聚 苯丙氨酸的合成,而多聚尿嘧啶核苷酸的碱基序列是由许多个尿嘧啶组成的(UUUUUUUU......),可见尿嘧啶的碱基序列编码由苯丙氨酸组成的肽链。结合克里克得出的3个碱基决定1个氨基酸的实验结论,与苯丙氨酸对应的密码子应该是UUU。在此后的六七年里,科学家沿着蛋白质体外合成的思路,不断地改进实验方法,破译出了全部的密码子,并编辑出了密码子表。
折叠 编辑本段 区别联系
遗传信息、密码子、 反密码子的区别与联系 密码子
遗传信息是指DNA分子中 基因上的脱氧核苷(碱基)排列顺序,密码子是指信使RNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基的排列顺序,反密码子是指转运RNA上的一端的三个碱基排列顺序。其联系是:DNA(基因)的遗传信息通过转录传递到信使RNA上,转运RNA一端携带氨基酸,另一端 反密码子与信使RNA上的密码子(碱基)配对。