结构推理 遗传密码有哪些特点?
【正确答案】(1)密码子的无标点性、无重叠性。密码子的无标点性是指两个密码子之间没有任何核苷酸隔开,无重叠性是指每三个碱基编码一个氨基酸,碱基不重复使用,因此要正确地阅读密码子必须从一个正确的起点开始,从mRNA的5'→3'方向连续不断地一个密码子接一个密码子往下读,直至遇到终止信号。在mRNA分子上插入或删去一个碱基,就会使该点以后的读码发生错误,称为移码(frame shift)。由于移码引起的突变。叫移码突变。
   (2)密码子的简并性。密码子的简并性是指一个氨基酸可以有几个不同的密码子。编码同一个氨基酸的一组密码子被称为同义密码子。如UCU、UCC、UCA、UCG、AGU、AGC6个密码子为同义密码子,均编码丝氨酸。只有色氨酸和甲硫氨酸仅有一个密码子。密码子的简并性在生物物种的稳定性上具有重要的意义。它可以使DNA的碱基组成有较大的变化余地,而仍保持多肽的氨基酸序列不变。如亮氨酸的密码子CUA中的C突变成U时,密码子UUA决定的仍是亮氨酸,即这种基因的突变并没有引起基因表达产物蛋白质的变化。
   (3)密码子的摆动性。已经证明,密码子的专一性主要是由前两位碱基决定的,而第三位碱基有较大的灵活性。Crick将第三位碱基的这一特性称之为“摆动性”(wobble),如表11-1表示反密码子与密码子的配对具有摆动性,当第三位碱基发生突变时,仍能翻译出正确的氨基酸,使合成的多肽仍具有生物学活性。
   
表11-1 密码子识别的摆动现象
tRNA反密码子的第一位碱基
(3'←5')
U C A G I Ψ
mRNA密码子的第三位碱基
(5'→3')
AG G U CU UCA AG(U)

   (4)密码子的通用性和例外。人们长期认为上述遗传密码是通用的。即无论是病毒,原核生物还是真核生物都共同使用同一套密码字典,这叫做密码的通用性。但是在1979年发现线粒体的遗传密码与通用密码表有区别(表11-2),1980年又发现不同生物的线粒体密码也不尽相同,因此只能称遗传密码是近乎通用的。并非绝对通用。
   
表11-2 人线粒体遗传密码的特点
密码 “通用”密码 人线粒体密码
UGA
AGA
AGG
AUA
AUU
AUG
终止密码
Arg
Arg
Ile
Ile
起始密码(Met或fMet)
Trp
终止密码
终止密码
起始密码(Met或Ile)
起始密码(Ile)
起始密码(Met)

   (5)起始密码子和终止密码子。64种密码子中,AUG既是甲硫氨酸的密码子,又是肽链合成的起始密码子。有3组密码子UAA、UAG、UGA不编码任何氨基酸而成为肽链合成的终止密码子,又称为无义密码子。通常阅读密码遇到其中任何一个时,肽链便停止合成。但无义密码子并非总是无义,除了无义校正tRNA能够识别它们之外,现已发现携带稀有氨基酸的tRNA也能够识别终止密码子,而且是这些稀有氨基酸进入肽链的正常途径。
【答案解析】