备课素材：密码子和反密码子三个问题2022-2023学年高一下学期生物人教版必修2

密码子和反密码子三个问题 1．起始码有几种？ 教材的密码子表起始码列出了两种： 起始密码子一般是AUG。GUG、CUG和UUG等有时被少数不同类型的生物中的少数蛋白质用作起始密码子，只能作为例外处理。否则起始密码子的数目那就是4种甚至更多了。对于细菌而言，充当起始密码子的例外主要是GUG，其次是CUG和UUG；对于真核生物来说，充当起始密码子的例外主要是GUG和CUG。事实是，迄今为止发现的原核生物不管是哪一个非AUG起始密码子，都编码甲硫氨酸（细菌是甲酰甲硫氨酸），而不是密码子表给出的氨基酸，原因是起始密码子由胞内统一的起始tRNA对其解码，而起始tRNA总是携带甲硫氨酸。然而，对于真核生物生物有点复杂，像最先在一种酵母细胞——白色念珠菌（Candida albicans）中由CARP2A基因编码的 P2A蛋白使用GUG作为起始密码子，该非AUG起始密码子也编码甲硫氨酸，而不是缬氨酸。而我们人类的一种抑癌基因PTEN既可以AUG作为起始密码子，又可以以CUG作为起始密码子，但若以CUG作为起始密码子，则编码亮氨酸，而不是甲硫氨酸（真核生物起始密码子例外的又一个例子，它与一种重要的抑癌基因有关）。 2．反密码子序列如何书写？ 一些资料认为，书写反密码子序列要顺着密码子的方向写，甲硫氨酸的反密码子写作UAC，第一位写在右侧： 这是一个非常严重的错误。 在写碱基序列时，有国际通用的惯例——就是从左到右按照5'端到3'端的方向写，这个是所有学生物的人都要自觉遵守的，否则会乱套的。因此，AUG的反密码子序列是CAU，绝对不是UAC。如果你非要写成UAC不可，必须在两端加注3'和5'，即写成3'UAC5'，否则就是错的。后面酪氨酸（Tyr)（密码子是UAU和UAC）的反密码子应该写成GUA，而不是AUG，可写成Tyr-tRNA(GUA)。 3．密码子与反密码子之间的相互作用是偶变性吗？ 有些资料认为，密码子与反密码子之间的相互作用是偶变性： 这份资料将密码子与反密码子之间的相互作用遵守的“摆动法则”说成是变偶性，且反密码子第一位碱基没有出现A。 事实上，这里要强调的是第一位是A和C时，是没有摆动的，因为A只能与密码子上的U配对，C只能与密码子上的G配对！ 密码子在与反密码子之间互相识别的时候，前两对碱基严格遵守标准的碱基配对原则，即A与U配对，C与G配对，最后一对碱基具有一定的自由度。但并非任何碱基之间都能配对，如果反密码子第一位碱基是A或C，则只能识别一种密码子；如果第一位碱基是G或U,则能识别两种密码子；如果第一位碱基是I，则能识别三种密码子。  但上述密码子并没有被严格地遵守，因为若是严格遵守，一个细胞只需要31种tRNA就可以识别所有61种密码子了。事实上，一个细胞内的tRNA往往超过31种。以大肠杆菌K12为例，它的基因组共含有84个tRNA基因，只有三种氨基酸--His，Trp和Sec具有单一tRNA。而Arg和Val各具有7种tRNA，Leu具有8种tRNA。此外，上述摆动规则也不适用与线粒体翻译系统。因为在线粒体翻译系统中，仅有21种tRNA，如果它们要识别60多个密码子，必须遵循另一种更宽松的摆动规则。 学科网（北京）股份有限公司 $