序列比較的生物學基礎-在線瀏覽
2025-02-02 16:05本頁面
【正文】 A復制以至所有遺傳學的基礎。 序列比較的生物學基礎 ? 遺傳密碼 —— 三聯子 mRNA上每 3個核苷酸翻譯成蛋白質多肽鏈上的一個氨基酸，這 3個核苷酸就稱為一個密碼，也叫三聯子密碼。 mRNA中只有 4種核苷酸，而蛋白質中有 20種氨基酸，若以一種核苷酸代表一種氨基酸，只能代表 4種 (41=4)。而假定以 3個核苷酸代表一個氨基酸，則可以有 43=64種密碼，滿足了編碼 20種氨基酸的需要。 4種核苷酸可以組成 64個不同的三聯 密碼子 (triplet codes)，用于編碼 20種氨基酸綽綽有余。由多個密碼子編碼的氨基酸，不同密碼子的 使用頻率 并不相等，這種使用頻率的不同分布稱為“ 密碼子偏好 ” (coden usage)。 序列比較的生物學基礎 ? 4種核苷酸組成 61個編碼氨基酸的密碼子和 3個終止密碼子 ，它們不能與 tRNA的反密碼子配對，但能被終止因子或釋放因子識別，終止肽鏈的合成。 序列比較的生物學基礎 ?形成 6個開放讀碼框 由于氨基酸是由三聯密碼子編碼的，因此DNA序列就包含三個不同的開放讀碼框，取決于從第一、第二或第三位核苷酸開始 (第四位和第一位同框 )。因此，一個DNA序列及其互補鏈可以有 6個不同的讀碼框(reading frames)。 DNA序列是遺傳信息的貯存者，它通過自主復制得到永存，并通過轉錄生成 mRNA，翻譯生成蛋白質的過程控制所有生命現象。非編碼鏈（ anticoding strand），又稱 antisense strand，是指那條根據堿基互補原則指導 mRNA生物合成的 DNA鏈。 轉錄 是指拷貝出一條與 DNA鏈序列完全相同（除了T→U 之外）的 RNA單鏈的過程，是基因表達的核心步驟。 只有 mRNA所攜帶的遺傳信息才被用來指導蛋白質生物合成，所以人們一般用 U、 C、 A、 G這 4種核苷酸而不是 T、 C、 A、G的組合來表示 遺傳性狀 。 可以用化學方法測定蛋白質的氨基酸序列以及 DNA和RNA的核苷酸序列。由于蛋白質序列可以由編碼它的 DNA序列推導出來， 許多已知的蛋白質序列其實就是從 DNA序列推導出來的 。序列分析其實就是從已知蛋白質、RNA、 DNA序列作出生物學推論的過程。 盡管從理論上來說，知道一個蛋白質的序列后，完全可以 推導出它的特性 ，可是目前的生物學技術還遠遠不能做到這一點。下面就談談序列分析困難在哪里。遺憾的是，從 DNA轉錄 RNA再翻譯蛋白質的細胞學途徑所具有的特點使這種推導難度大增。 許多蛋白質是由一個片段的 DNA編碼的，所以當分析 DNA序列時，生物學家只需要知道蛋白質編碼區(qū)從哪里開始，到哪里結束。 序列分析的困難 ?編碼區(qū)不連續(xù) :內含子、外顯子 。大多數情況下，這個問題可以通過測定mRNA(cDNA)的序列來解決，因為 cDNA中所含的非編碼的額外部分很少，而原來被分隔開的外顯子 (exons)在 mRNA(cDNA) 中已經被連接成為一個連續(xù)的片段。 序列分析的困難 ? mRNA非編碼區(qū)、 tRNA、 SnRNA。許多 RNA分子并不編碼任何蛋白質。 序列分析的困難 ?從 DNA序列推導蛋白質序列 。不過，通過各種計算方法以及一些實驗生物學，人們已經比較成功的做到這一點。 序列分析的困難 ? 從蛋白質序列推導結構和功能 。上面提過，蛋白質的結構是通過多肽鏈本身的折疊，有時還有多個多肽鏈的組合。遺憾的是，折疊的可能方式實際上是無限多的。一級結構指的是蛋白質中氨基酸的序列 (primary structure)，這是我們已經知道的。 幾十
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