遗传密码及其演变

在线粒体的蛋白质合成系统中,tRNA只有20几种,是以“三中读二”的方式识别密码子的;而线粒体有自己的密码字典,如终止密码UGA,在那里却为色氨酸编码。tRNA也经历过改变,出现修饰碱基,专一性增强。这说明遗传密码有一个演变过程。     

遗传密码子及其应用

作为生命信息的基本遗传单位,基因组遗传密码的破译对于人们加深对生命本质的认识具有重要的理论价值和现实意义.目前,遗传密码子的研究重心已由遗传密码子的破译及反常密码子的发现转入到遗传密码子的起源与进化及扩张等研究.遗传密码子的起源与进化是当今基因组学研究的热点命题之一,相关的学说、假设层出不穷,但尚未取得实质性突破.另一方面,无义密码子的再定义及遗传密码的扩张等研究却极大的丰富和发展了遗传密码子的科学内涵,推动了生命科学研究的发展.文章综述了遗传密码子的多态性、起源与进化、无义密码子的再定义及遗传密码的扩张等方面的研究进展,并就其应用价值作了评述,期待为其在基因组学、医学等相关领域的应用研究提供参考.     

遗传密码金字塔

最近,日本大阪市的Manabu Fujimoto发明了一种记录64种遗传密码和相应的氨基酸的彩色四面体金字塔。它不但对遗传学教学颇有帮助,其美学价值也较高。现将它提供给大家参考(平面图如右)。该四面体的四个面都呈等边三角型。每个面都被分成16个小三角型,代表起始于A(T)、U、C和G四种     

从遗传密码表看遗传密码的特性

遗传密码是决定蛋白质中氨基酸顺序的核苷酸顺序,由三个连续的核苷酸组成的密码子所构成。本文通过遗传密码表,对遗传密码所具有的几个特性作了介绍。     

线粒体遗传密码及基因组遗传密码的对称分析

病毒、细菌和真核生物的氨基酸编码都使用相同的遗传密码,表明它们可能有共同的来源。但人和牛的线粒体的遗传密码和基因组的遗传密码相比,出现以下不同;（1）ATA编码甲硫氮酸M而不是异亮氨酸I。（2）TGA不再是终止密码子X而编码色氨酸W。（3）AGA和AGG不再是精氨酸R的密码子而变为终止密码子X。应用高维空间拓扑分析的方法,对线粒体遗传密码和基因组遗传密码的6维编码空间进行对称性分析,得到如下结果：（1）线粒体遗传密码的起始密码子是2个而不是1个。（2）线粒体遗传密码的终止密码子是4个而不是3个。（3）线粒体遗传密码空间只有2、4、6三种偶数简并度而没1、3两种奇数简并度,表明其对称度较高。（4）线粒体遗传密码空间除丝氨酸S分成两个平行的子空间之外,终止密码子X亦分成两个平行的子空间,表明其连通度较低。（5）线粒体遗传密码一基因组遗传密码相比,共有3个简并平面出现变异,即：1001λλ（M和I）,011λ1λ（W和X）,以及1011λλ（S和X或S和R）。（6）基因组遗传密码的1、3两种奇数简并度可能来源于线粒体遗传密码的1001λλ平面和011λ1λ平面的对称性破缺。对线粒体遗传密码变异的生物学意义及遗传密码的起源进行了分析和讨论。     

遗传密码子研究进展

作为生命信息的基本遗传单位,基因组遗传密码的破译对于人们加深对生命本质的认识具有重要的理论价值和现实意义。目前,遗传密码子的研究重心已由遗传密码子的破译及反常密码子的发现转入到遗传密码子的起源与进化及扩张等研究。遗传密码子的起源与进化是当今基因组学研究的热点命题之一,相关的学说、假设层出不穷,但尚未取得实质性突破。另一方面,无义密码子的再定义及遗传密码的扩张等研究却极大的丰富和发展了遗传密码子的科学内涵,推动了生命科学研究的发展。文章综述了遗传密码子的多态性、起源与进化、无义密码子的再定义及遗传密码的扩张等方面的研究进展,并就其应用价值作了评述,期待为其在基因组学、医学等相关领域的应用研究提供参考。     

遗传密码扩充技术

遗传密码的扩充打破了天然生命体基因只能编码天然氨基酸的限制.遗传密码扩充技术使人们可以将具有特殊性质的非天然氨基酸通过基因表达到生物活体的蛋白质中.该文对遗传密码扩充的原理、方法及意义进行简述.     

线粒体的遗传密码

用三个核苷酸作为字母来拼写的三联体遗传密码,通过研究证明是在整个生物界普遍适用的。在这1—2年内,发现线粒体内使用的遗传密码稍有不同。已经明了,不同种类的生物,遗传密码有所差异。现将目前所知,归纳列表如下:     

遗传密码子使用频率的统计程序及其实际应用

本文设计了一种用于统计遗传密码子使用频率进行的Foxbase程序,即应用该程序对近年来在我国报道了全序列测定结果的若干重要基因的密码子的使用情况进行了统计分析,效果良好.     

基因及其表达调控中遗传密码选择的偏爱性

遗传密码在基因及其表达调控中具有明显的选择性.在低等生物及细胞器基因组中,同义密码优先选择A、T;在高等生物的核基因组中,同义密码首先考虑C、G;编码基因的邻近序列对基因转录调控影响很大.环境因素与遗传密码的选择有关.     

遗传密码的高维空间对称性

对称性是由均衡比例产生的匀称美。对称性和对称破缺在自然界和生命现象中普遍存在。20种氨基酸和终止码共有64个遗传密码子,组成一个6维的编码空间。遗传密码空间以对称轴将空间分成对称的两大部分：嘌呤空间和嘧啶空间。遗传密码子的简并以对称轴为参考轴,呈平行排列。高简并度氨基酸（6,4,3,简并度）和低筒并度氨基酸（1,2简并度）的简并子空间近似呈周期性的双方错方式排列。遗传密码的简并与4种核苷酸的二进制数字编码,具有密切的关系。经过分析,可得出遗传密码的连通性λλ简并法则：“除丝氨酸的密码子分成两个与对称轴平行的,分离的子空间之外,其余氨基酸和终止密码的密码子,都通过与空间对称轴平行的λλ平面或λ边简并,组成独立的,单一的连通子空间。”并对氨基酸密码子的惯用率与编码空间的对称关系,以及数字生物学的意义进行了分析和讨论。     

破译尼安德特人的遗传密码

尼安德特人是历史上人类已消失的近亲,这些来自3．8万年前尼安德特人的DNA正在改变曾一度沉寂的古生     

遗传密码子进化的阶段性

密码子的起源与进化可划分为4个阶段,即：前密码子期,tRNA形成期,原密码子与有序肽同步起源期,以及密码子进化期。不同的观点,大都能在不同时期找到自己的位置,从而是互补的。在此基础上,首次将主要理论的主旨整合为一个进化过程的理论框架,基本上协调了持续了近半个世纪的确定论和偶然论之争,并且解释了密码子设定的多态性的由来。     

遗传密码子扩充系统表达载体及其稳定细胞系的构建

目的:构建异源表达遗传密码子扩充系统的HeLa细胞系。方法:用PCR方法扩增MmBocRS、PyltRNA基因,定向克隆到Lenti-EF1α-Puro载体中,构建Lenti-EF1α-BocRS、Lenti-PyltRNA表达质粒;在HEK293T细胞中进行病毒包装,用获得的慢病毒感染HeLa细胞,获得BocRS-t RNACUA稳定细胞株;分别应用实时定量PCR和Western印迹鉴定该稳定细胞系中MmBocRS和PyltRNA的表达;利用转染EGFP的琥珀突变体验证BocRS-t RNACUA稳定细胞株的功能。结果:酶切及测序表明Lenti-EF1α-BocRS和Lenti-PyltRNA质粒构建正确;实时定量PCR结果显示BocRSt RNACUA稳定细胞株中PyltRNA的表达量显著提高;Western印迹结果显示BocRS-t RNACUA稳定细胞株中MmBocRS基因的表达量明显高于空白对照;转染EGFP琥珀突变体结果表明,可以通过非天然氨基酸来控制EGFP的表达。结论:构建了能稳定表达MmBocRS和PyltRNA的BocRS-t RNACUA细胞株,并实现了通过非天然氨基酸控制蛋白表达,为研究定点插入非天然氨基酸提供了细胞模型。     

析遗传密码子多态性之谜

建立了1个由16个“3读2”原始密码子组成的系统。它们分为“语义确切”的,和“双义的”,两大类。后者,通过不同的分化方式,进一步分化为语义确切的“3读3”现代密码子;前者则无需再分化,仍保留着“3读2”原始形态,成为孑遗密码子。首次解释了氨基酸具有不同数目密码子,以及线粒体内存在反常密码子的多态性现象,初步建立了密码子进化树,并提出了原始氨酰基－tRNA合成酶可能在密码子进一步分化中起关键作用的观点。     

线粒体具有不同的遗传密码

最近已陆续有证据表明真核生物（包括人） 的线粒体可能并不完全遵循遗传密码的普遍性 原则。首先令人惊奇的是酵母ATP酶的第9亚 基的基因核普酸顺序和蛋白质的氨基酸顺序并 不一致。Hensgems等发现此蛋白质第46位氨基 酸是苏氨酸,而DNA顺序上相应的密码子却是 CUAo CUA在平时是编码亮氨酸的,顺序测定 的研究证明这种明显的差异既不是顺序排列的 错误;也不是遗传多态性。     

第二套遗传密码的发现

若把信使RNA(mRNA)为不同氨基酸的编码称为第一套遗传密码,或经典的遗传密码,这里把以氨酰转移RNA(tRNA)合成酶为媒介,使一种氨基酸与适当的tRNA分子偶联的遗传密码叫做第二套遗传密码。人们早就发现在tRNA分子中,识别氨基酸的位点不都取决于反密码子,但长期以来没有破译氨基酸与tRNA之间的密码关系。最近美国麻省理工学院的Hou,Y—M和Schimmel,P首次发现,大肠杆菌丙氨酸tRNA中的G_3U_(70)单一碱基对是决定接受丙氨酸的密码。但它并不像第一套遗传密码中的     

遗传密码的变偶与简并

自从1954年物理学家George Gamow首先提出遗传密码问题以后,经过Matlhaei和Nirenberg等人的大量实验、观察和分析,确定每个密码子是由三个核苷酸顺序组成,即三联体密码。紧接着,Crick,Barnett,Brenner和Watts,     

黑猩猩22号染色体遗传密码破译

国家人类基因组南方研究中心今天宣布:以中、日、德等国科学家为主的国际研究协作组,经过近3年的努力,完成了黑猩猩22号染色体测序和比较基因组学分析,其研究成果将于5月27日在国际权威学术刊物———《自然》杂志上全文发表。这一工作是我国基因组学界继人类基因组、微生物基因组、水稻基因组等项目后取得的又一代表性成果。摘自《科学时报》2004年5月27日黑猩猩22号染色体遗传密码破译