高中阶段关于遗传基因表达过程中,密码子、tRNA和反密码子与氨基酸的关系在必修教材中涉及并不多,但是很多同仁在教学过程中会略作发挥。笔者自己也是这样,经常会补充一些教材外的东西,一方面拓展学生的知识面,增加学生的学习兴趣;另外也能使知识更加连贯和系统,有助于学生对相关知识的学习和掌握。在拓展过程中,笔者也经常翻阅一些资料,在这里分享一下心得:
1、按照人们的习惯,密码子的认读从5端开始,三个相邻的决定一个氨基酸(终止密码子除外)的碱基称为一个密码子。这个方向也是氨基酸依次连接形成多肽链的方向。而对rRNA而言方向正好相反,也就是反密码子依旧从5端开始认读,1号的碱基正好与密码子的3号位碱基配对。
2、密码子的三号位碱基称为摇摆碱基,也就是多数情况下三号位碱基的改变不会造成对应的氨基酸种类变化。这种情况增加了生物对变异的容忍度,三号位碱基种类的改变一般不会造成对应氨基酸的改变,也就一般不会导致相应性状的变化,增加了生物在演化过程中的稳定性。
3、密码子在生物界基本是通用的,这也是基因工程的前提之一。但是,极个别情况下也会有特殊的例子:如草履虫用了通用密码子中的两个UAA和UAG来作为谷氨酸或谷氨酰胺的密码子。而且虽然多数氨基酸有多个密码子对应,但是不同种类的生物有自己的偏爱,也就是不是所有生物种类在翻译时都设计64(61)中密码子的。
4、因为摇摆碱基的存在,作为对应反密码子的第一个碱基与摇摆碱基的配对并没有那么严格。也就是存在一种反密码子可以同多个仅在摇摆碱基位置不同的密码子,这样的结果就是tRNA的种类并不是61种。狭义且应景的解释应该是少于61种,但是考虑到不同生物的tRNA在非反密码子序列的位置也有可能不同,故种类很难说。
5、相对而言,真核生物线粒体中密码子的容错率更高。推测可能同线粒体基因控制合成的蛋白质仅10余种,出错对生物体影响也有限。
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