遗传密码中碱基与氨基酸的关系

从遗传密码字典中找出碱基与氨基酸之间的对应关系,不妨称为“对密码的再破译”.一、密码组成与对应氨基酸结构间关系若将密码字典第Ⅰ、Ⅱ碱基字母顺序更动一下(循环顺序见图1),得表1,从中看出U在氨基酸结构上所代表的含义:(1)第Ⅰ碱基为U(记为U_x):在表1最上行Phe、Tyr、Cys、Trp、Ser 都是丙氨酸衍生物(略写为[丙衍]).[丙衍]者仅His 不是U_x.(2)第Ⅱ碱基为U(_xU):表1中最左列,     

翻译过程中碱基配对方式

翻译过程中,三联密码的“三中读二”规律,作者已有论述。为更深入探讨,这里简述如下:按watson-Crick配对(W-C式),密码第     

核糖体蛋白质对信使RNA的选择性

生命的两大支柱蛋白质和核酸是生命的两大支柱。脱氧核糖核酸(DNA)以密码的形式记录着遗传信息,负责传种接代。然而它所记录的只是密码,就和电报纸上的数字密码一样,并不直接表达电报内容,读起来索然无味。DNA密码必须经过转录(分子遗传学借用转录一词,来表示由DNA密码转抄成核糖核酸(RNA)密码)和翻译(分子遗传学借用翻译一词,表示将RNA密码翻译成蛋白质)的过程,就如同把电码译成电文那样,才能把那份电报的内容表达出来。DNA链、RNA链上的密码子顺序和蛋白质多肽链上的氨基酸顺序严格对应。生物界种类繁多,千变万化。但生物的一切性状,     

“公开密码”的破译

“公开密码”是1976年由斯坦福大学的马丁·赫尔曼(MartinHellman)与他的两个学生惠特菲尔德·迪费(Whitfield Diffie)和拉尔夫·默克尔(Ralph Merkle)提出的一类完全新式的密码.这类密码曾被誉为“密码方面的最新革命”,据称是破译不了的.但最近,这类密码中的一种所谓“背包码”为韦茨曼(Weizmann)学院的艾迪·沙米尔(Adi Shamir)所破译.     

生物信息学与21世纪的生物学

约35亿年以前,地球上开始出现生命.最先出现的是原核蓝藻类;以后,经过漫长的演化,出现动、植物,形成了多种多样、千姿百态的各种生物.虽然生物的种类多种多样,形状千差万别,但是现代分子生物学的研究表明,组成各种生物的最基本的分子却是完全相同的.简单说,核酸是遗传信息的携带者,蛋白质则是遗传信息转化为生物结构与功能的表达者.而决定遗传信息的核酸(DNA和RNA)是由含4种不同碱基,即腺嘌呤(Adenine,缩写为A)、鸟嘌呤(Guanine,G)、胞嘧啶(Cytosine,C)和胸腺嘧啶(Thymine,T;在RNA中则为尿嘧啶,Uracil,U)的四种核苷酸组成.当遗传信息翻译为蛋白质时,它们都遵循统一的遗传密码,即每三个核苷酸翻译成蛋白质中一个特定的氨基酸,通常称为三联体密码子.这些密码子编码20种氨基酸,而不同氨基酸组成的肽链就形成不同结构的蛋白质,产生多种多样的生物功能.核酸和蛋白质构成生命活动的物质基础,要了解生命现象,揭开生命的奥秘就必须深入了解核酸与蛋白质.     

扩展遗传密码

公认的遗传密码包括64种密码子,编码20种氨基酸和3种终止信号。它保存在生命的三界里。遗传密码的起源,究竟是一种:“确凿的意外事件”,还是编码较少种类氨基酸的原始密码的一种扩展,目前仍然是一个谜。尽管蛋白质完成了生命的复杂过程的大部分,另外的构建材料(building blocks)仍然是需要的:有些功能要靠转译后修饰或辅因子,还有许多     

单核苷酸多态性的作用

细胞基因组是由编码区和非编码区构成的,编码区也叫外显子,非编码区也叫内含子。把出现在编码区和非编码区内的小的遗传变异,统称为单核苷酸多态性(SNPs)。SNPs的结果是遗传密码的简并,由多个核苷酸碱基的三联体(密码子)代表一种氨基酸。这些密码子是同义的,由于许多SNPs只是导     

细胞操作技术的现状

1.细胞操作的目的众所周知,遗传因子决定着蛋白质中氨基酸的排列顺序,遗传密码就是核苷酸碱基三联体的排列。其实,遗传密码不光是决定氨基酸排列的三连体。决定蛋白质中氨基酸排列顺序的遗传密码,还不足全部遗传因子的10％,其余90％以上核苷酸排列的意义,还不太清楚。不过最近知道,伴随着发生、分化,也有抑制现象出现,逐渐搞清了在分化中出现的调节细胞性质的遗传密码。即有关调节遗传因子出现的密码正在破     

中国明对虾基因组串联重复序列分析

串联重复序列包括微卫星和小卫星重复序列, 前者的重复单位长度为1~6 bp, 后者的重复单位长度在7 bp以上. 通过对中国明对虾884 kb总长度的随机基因组DNA序列的分析, 从中共找到了2159个串联分布的重复序列, 其中微卫星序列1714个, 占总重复序列的79.4%, 小卫星序列445个, 占总重复序列的20.6%. 这些重复序列的总长度为116685 bp, 占总序列的比例为13.2%, 其中微卫星序列长度占9.78%, 小卫星序列长度占3.42%. 依据重复序列数目的多少, 前20种重复序列类型依次是: AT(557个)、AC(471个)、AG(274个)、AAT(92个)、A(56个)、AAG(28个)、ATC(27个)、ATAG(27个)、AGG(18个)、ACT(15个)、C(11个)、AAC(11个)、ACAT(11个)、CAGA(10个)、AGAA(9个)、AGGG(7个)、CAAA(7个)、CGCA(6个)、ATAA(6个)、AGAGAA(6个). 其中两碱基重复序列, 无论是在数目还是在序列长度上, 都占有绝对的优势, 而五碱基重复序列的数目和种类都很少, 只发现了AGAGA, GAGGC, AAAGA 3种; 同时发现由7, 11, 13等数学上称为质数的长度重复单位所组成的重复序列的数目和种类都要比其两边的重复序列的种类和数量要少.     

突变率的S_4对称破缺和终止密码子

文献[1,2]等曾就二联密码引用无义突变数和Hamming距离的概念,讨论了如何获得最优化密码的数学方法。由于在计算突变时未区别转换突变和颠换突变,故未能得出可和实际比较的有意义结果。事实上,如碱基U、C、A、G间具有严格的S_4置换群对称性,那么任两个碱基间具有相等的突变率,并且一个密码子的三个字母也没有区别。因此,64个密码子中任取若干个都是同权的,原则上无法区别哪些是终止密码。实际上碱基的突变率不具有严格的S_4对称性,它可分解为S_4不变的部分和S_4对称破缺的部分。我们可以只考虑S_4对称破缺的     

生命的旋律--"DNA音乐"

细胞是生命的基本单位。在任何生物的细胞核中,都含有一套由遗传物质去氧核糖核酸(DNA)组成的染色体。分子生物学家已经探明,染色体是由两条DNA长链缠绕而成的双螺旋结构。DNA含有四种类型的碱基,即腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C)。每条DNA长链上的腺嘌呤和胞嘧啶配对互补,而鸟嘌呤则和胞嘧啶配对互补。互补的碱基间以氢键联结,成为两条DNA长链间的纽带。     

水稻线粒体tRNATrp的种属特异性氨酰化

为了研究原核生物和真核生物(细胞质)色氨酰tRNA合成酶(TrpRS)对线粒体tRNA^Trp识别的种属特异性, 构建了7个水稻线粒体tRNA^Trp三位点(G73, U72, A68)的单点或多点突变的突变体. 这些突变基因, 经体外转录后分别用枯草杆菌(B. subtilis)和人色氨酰tRNA合成酶(TrpRS)进行氨酰化反应, 并测定它们的动力学常数. 结果表明, 与野生型水稻线粒体tRNATrp相比, 7个突变体的转录产物被B. subtilis TrpRS氨酰化的活力分别降低了53.33%~99.79%, 被人TrpRS氨酰化的活力却分别提高了4~330倍, 其中以MPH7(水稻线粒体tRNATrp的三碱基(G73, U72 和C68)全部突变为人tRNA^Trp的三碱基序列)的氨酰化活力改变最大. 实验结果证明, 与真核生物和原核生物细胞质tRNA^Trp的种族特异性类似, 水稻线粒体 tRNA^Trp的种属特异性元件也主要处于氨基酸接受茎的识别位碱基、第一和第五对碱基对, 亦即识别位碱基G73, 氨基酸接受茎上的两个碱基对G1/U72和U5/A68. 本研究为线粒体 tRNATrp起源于真细菌的推论提供了实验依据.     

热致性聚芳酯液晶态向错的观察

液晶薄层在偏光显微镜下通常呈现出多种不同中介相特征的织构,这些织构都是由于不同种类缺陷的存在而产生的。向列相液晶的缺陷结构只有一种即向错,它是由于中介相中分子取向排列发生不连续变化而引起的.在偏光显微镜下向错表现为二条或四条刷子形黑色条纹相交于一点所组成的纹影织构,它们分别对应于强度s=±1/2和s=±1两种类型的向     

Ⅲ.胰岛素A链的合成及其与天然B链组合成结晶胰岛素

牛胰岛素A链是由廿一个氨基酸所组成的一条肽链。它共合四个半胱氨酸,其中二个与其它四个氨基酸通过硫硫键形成一个廿员环,另外两个与B链中的二个半胱氨酸通过两个硫硫键连结(图1)。一般胰岛素的种属差异性主要表现在A链中第8,9,10上的氨基酸有所不同,例如牛胰岛素A链第9位是丝氨酸,而在羊胰岛素则为甘氨酸。     

基因合成的奠基人——哈尔·戈宾德·科拉纳

1953年,沃森和克里克DNA双螺旋模型的提出标志着分子生物学的诞生,而1958年克里克提出中心法则,进一步阐述了DNA发挥信息载体功能的机制.DNA中的遗传信息需要转换为蛋白质中的结构信息才可实现生物学功能,这其中涉及到一个关键问题,即DNA(或RNA)中的碱基序列决定蛋白质中氨基酸序列的秘密,科学家将"碱基顺序决定氨基酸顺序"这一特性称为遗传密码.20世纪60年代,破译遗传密码成为当时分子生物学领域最迫切需要解决的重大问题之一.1961年,美国国立卫生研究院的科学家尼伦伯格(Marshall Warren Nirenberg)首先应用大肠杆菌无细胞体系确定了第一个遗传密码,即UUU编码苯丙氨酸[1].1966年,所有64种遗传密码全部破译成功,世界多位科学家为此做出了卓越贡献,有两位科学家发挥了关键性作用,除尼伦伯格外,另一位就是美国籍印度裔科学家哈尔·戈宾德·科拉纳(Har Gobind Khorana)[2].     

绘制人类基因组图

人体的46条染色体的DNA核心是四种碱基形成的30亿个碱基对。这四种碱基(腺嘌呤,胞嘧啶、鸟嘌呤、胸腺嘧啶)是复杂的DNA分子的主要成分。一个典型的基因是由1,000～3,000个碱基对组     

我国发现DNA第七种碱基

我国科学家最新研究表明，除A、G、T、C四大碱基及两种与C相关的碱基修饰形式外，基因组DNA中还存在第七种碱基。国际顶级学刊《科学》杂志日前在线发表了我国科学家的这一重要发现。研究表明，若掌握基因的使用规律，将对人类认识动植物生长发育、疾病的发生发展以及将已经分化成熟的体细胞“返老还童”为干细胞，都具有十分重要的意义。     

人类基因中同义密码子的偏好与密码子-反密码子间的结合强度密切相关吗?

分析了78个人类基因（19967个密码子）中同义密码子的偏好使用情况,计算了同义密码子的相对使用度和各种二核苷酸在密码子2,3位和3,4位的相对出现频率,同时计算了密码子－－反密码子碱基以Watson-Crick配对时的堆积能,结果显示人类基因对同义密码子的选择以所有密码子家族中都呈现明显一致的偏好;即偏好使用密码子－反密码子结合作用强的密码子,恰好是以C结尾的密码子,避免使用结合作用中度的密码子,依据结果和数据分析,推测人类基因对密码子的选择除了受基因组结构中isochore和genome sigature的影响外,还和密码子－反密码子结合强度密切相关,这些因素共同作用于人类基因,从而在所有密码子家族中都呈现出对同义密码子明显一致的偏好现象。     

分子生物学和系统工程学

一、分子生物学的中心法则生物遗传信息作为DNA(脱氧核糖核酸)碱基排列的物质原料是以密码形式表现的。并把按华森·克里克氏的碱基对规则自行复制,以同样规则生成mRNA称为现代分子生物学的“中心法则”。以生物形态生成为基础的所有生命现象的基本组成是由记录在DNA上的多个信息中选出其中的一个决定     

迄今最全面人类基因组测序完成

正近日,美国科学家对全部人类基因组的30.55亿个碱基对进行了测序,包括20年前第一个人类基因组测序时缺失或错误的8%的基因组。与此前的结果相比,新结果增加了2亿个碱基对以及2000多个基因。人类拥有数万个基因,它们被储存于细胞中心的脱氧核糖核酸(DNA)分子中。基因信息以四种碱基(C、G、T和A)的形式存在,每两个碱基形成碱基对。