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【转载】密码子、反密码子及tRNA  

2012-11-30 20:29:35|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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本文转载自生物清风岭《密码子、反密码子及tRNA》
密码子
1、定义密码子、反密码子及tRNA - 生物清风岭 - 生物清风岭
       指信使RNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基的排列顺序
2、特点
     ① 遗传密码子是三联体密码:一个密码子由信使核糖核酸(mRNA)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点符号,密码子与密码子之间没有任何不编码的核苷酸,读码必须按照一定的读码框架,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)存在,只供释放因子识别来实现翻译的终止。 
反密码子
1、定义
      指转运RNA上的一端的三个碱基排列顺序,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。
密码子、反密码子及tRNA - 生物清风岭 - 生物清风岭
2、特点
     反密码子的摆动配对
     最初人们认为每一个密码子都有特异的tRNA反密码子。如果这种假说是正确的,生物体中应该有至少61种不同的tRNA,可能还有另外3种对应于链终止密码子。然而有证据表明:某种高度纯化的已知序列的tRNA可以识别几种不同的密码子。也有研究发现反密码子除了4种常规的碱基之外,还有第5种碱基次黄嘌呤(inosine,I)。和其他tRNA中的次要碱基一样,次黄嘌呤是通过对完整tRNA链中的碱基进行酶修饰而得来的。次黄嘌呤源于腺嘌呤,即腺嘌呤分子上第6个碳原子脱去氨基,成为次黄嘌呤的6一酮基基团。[实际上,次黄嘌呤是由核糖和次黄嘌呤( hypoxanthine)碱基组成的核苷酸,但现已常常用来指碱基,就如同我们这里所用的。]
     1966年Francis Crick提出了摆动理论(wobble concept)来解释所观察到的现象。摆动理论指出,反密码子5’端的碱基在空间上不如其他2个位置上的碱基那么受限制,可以和密码子3’端的几种碱基形成氢键。不是所有组合都行,配对局限于下表中的碱基。例如,位于摆动位置的U可以和A或G配对,I可以和U、C或A配对。摆动规则所允许的配对是那些核糖与核糖之间的距离与标准的A:U或G:C碱基对相似的配对。(除了I和A碱基对)嘌呤与嘌呤、嘧啶与嘧啶的配对分别使核糖与核糖之间的距离过长或者过短。
tRNA
1、定义
      转运RNA(transfer ribonucleic acid  tRNA)是具有携带并转运氨基酸功能的一类小分子核糖核酸,是Transfer_RNA的简称。大多数tRNA由七十几至九十几个核苷酸组成,分子量为25000~30000,沉降常数约为4S(个别tRNA的沉降常数为3S,含63个核苷酸)。tRNA分子均可排布成三叶草模型的二级结构。
2、结构
     ①5'端磷酸。 
     受体臂(accept stem,也被称作amino acid stem)是一个7个碱基长的臂,其中包含5'端,与有3'端羟基(OH)(能结合氨基酸于其上)的3'端。受体臂有可能含有非Watson-Crick所发现的碱基对。 
     CCA尾(CCA tail)是tRNA分子3'端的CCA序列,在翻译时,帮助酶识别tRNA。 
      D臂(D arm)是在一个环(D loop)的端部4个碱基的臂,通常含有二氢尿嘧啶(dihydrouridine)。 
     反密码子臂(anticodon arm)有5个碱基,包括反密码子(anticodon)。每一tRNA包括一个特异的三联反密码子序列,能够与氨基酸的一个或者多个密码子匹配。例如赖氨酸(lysine)的密码子之一是AAA,相应的tRNA的反密码子可能是UUU(一些反密码子可以与多于一个的密码子匹配被称为“摆动”)。 
     T臂(T arm)是5个碱基的茎,包括序列TψC。 
     修饰碱基(Modified bases)是tRNA中的一些不常见的碱基,如腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶的修饰形式。
3、功能
     主要是携带氨基酸进入核糖体,在mRNA指导下合成蛋白质。即以mRNA为模板,将其中具有密码意义的核苷酸顺序翻译成蛋白质中的氨基酸顺序。tRNA与mRNA是通过反密码子与密码子相互作用而发生关系的。tRNA靠反密码子与mRNA识别,但并非一种反密码子只能识别一种密码子。例如反密码子CIG(I是次黄嘌呤核苷酸)能识别三种密码子。一般反密码子中的稀有核苷酸因配对不严格而能识别多种密码子,这种现象在生物学中称为“摆动性”
     tRNA还具有其他一些特异功能,例如,在没有核糖体或其他核酸分子参与下,携带氨基酸转移至专一的受体分子,以合成细胞膜或细胞壁组分;作为反转录酶引物参与DNA合成;作为某些酶的抑制剂等。有的氨酰-tRNA还能调节氨基酸的生物合成。在许多植物病毒RNA分子中发现有类似于tRNA的三叶草结构,有的也能接受氨基酸,其功能不详。

总结:密码子、反密码子和tRNA的个数密码子、反密码子及tRNA - 生物清风岭 - 生物清风岭
密码子:通常情况都是64种,含有起始密码和终止密码
反密码子:按密码子表可知应该有61种,但是实际研究发现反密码子在不同的生物中数目不同。
tRNA:与反密码子一致,携带一种反密码子。
(注:右边截图为基因Ⅷ196页)
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