问答题 假如烟草花叶病毒的单链RNA在化学物质处理后,原来编码脯氨酸(pro)的密码子发生单个碱基的突变,结果转变为编码丝氨酸(ser)或者亮氨酸(leu);如果进一步用同种化学物质处理,第一次发生突变的密码子再次发生单个碱基的突变,结果该密码子编码的氨基酸是苯丙氨酸。 A.请推测脯氨酸、丝氨酸、亮氨酸和苯丙氨酸的可能密码子是什么? B.推测何种化学物质导致这种突变的发生?
【正确答案】观察密码子簿可以发现Pro有4个同义密码子,分别是CCU、CCC、CCA、CCG;Ser也有4个同义密码子,分别是UCU、UCC、UCA、UCG,Leu有6个同义密码子,分别是CUU、CUC、CUA、CUG和UUA、UUG。根据题目的给定条件,知道第一次编码Pro的密码子发生点突变后得到编码Ser或者Leu的密码子,此时,首先考虑到Pro、Ser和Leu的密码子最后一位核苷酸是4种中任何一种,因此可以忽略最后一位核苷酸种类。从图中可以看出Pro→Ser的点突变是由第一位核苷酸C向U的转变,而Pro→Leu的点突变是第二位核苷酸C向U的转变,对于Leu的另外两个密码子UUA和UUG不可能通过点突变完成由Pro向Leu的转变;因此,根据第一次点突变的结果判断,亮氨酸密码子为CU(U、C、A、G),而脯氨酸密码子为CC(U、C、A、G)、丝氨酸密码子为UC(U、C、A、G)。 结合第二次点突变结果,Ser的密码子中UCU、UCC发生密码子第二个核苷酸C转变为U,得到Ser转变。Phe;Leu密码子中CUU、CUC通过改变密码子第一个核苷酸C为U发生Leu向Phe的转变。因此,结论是脯氨酸、丝氨酸、亮氨酸和苯丙氨酸的密码子分别是CCU、UCU、CUU和UUU;或者脯氨酸、丝氨酸、亮氨酸和苯丙氨酸的密码子分别CCC、UCC、CUC和UUC。 从密码子的变化结果可以看出,突变是属于嘧啶碱基之间的转换,通常亚硝酸类化学物质容易引起这样的突变。
【答案解析】主要知识点涉及DNA的点突变和氨基酸密码子的简并性等。