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密码子与反密码子的摆动学说

2020-01-13 23:35阅读:
密码子与反密码子的摆动学说
答案:A,今天和朋友交流这道题,对于A怎么得出来的! 如果考虑摆动学说,是否还是会一种tRNA只能转运一种氨基酸。【我的潜意识里是直接认为就是这样的,不然这种摆动性对于细胞细胞而言是不利的,会导致遗传信息的错误表达。】
然后她找到一个反例,如果反密码的5’位碱基是I,可以和A,U,C配对的话,那密码子CAU(组氨酸)和CAA(谷氨酰胺)对应的反密码子都可以是GAI(我读的顺序可能有问题,这主要方便理解)。查了密码子表,确实好像可以这样,然后就进一步去查摆动学说的相关资料。
密码子与反密码子的摆动学说
一:密码子的摆动假说
蛋白质的合成取决于密码子和反密码子之间的相互作用。然而考虑到密码子很高的简并性,密码子与反密码子之间的相互作用是高度特异性的,即严格按照A:U和G:C配对规则,还是允许有一对的自由度?如果是前一种情形,那么每一个密码子就需要有一个完全互补的反密码子去解码;如果是后一种情形,那么就不需要那么多(61种)反密码子,即允许某些反密码子可识别几个密码子。
早在1965年, Nirenberg发现苯丙氨酰-tRNA既可以结合UUU,还可以结合UUC,这说明同一个反密码子既能识别UUU,还能识别UUC,同年, Holley显示,他分离到的酵母tRNA能结合三个密码子GCU,GCC和GCA。
Crick考虑到这些结果,通过模型建立测试了其他碱基配对的可能性,在此基础上提出了摆动假说(the wobble hypothesis) ,按此假说,密码子在与反密码子之间相互识别的时候,前两对碱基严格遵守标准的碱基配对规则,即A与U配对,G与C
配对,最后一对碱基具有一定的自由度。但并非任何碱基之间都能配对,如果反密码子第一位碱基是A或C,则只能识别一种密码子;如果第一位碱基是G或U,则能识别两种密码子;如果第一位碱基是I,则能识别三种密码子。
上述摆动规则并没有被严格地遵守,因为若是严格遵守,一个细胞只需要31种tRNA就可以识别所有61个密码子了。事实上,一个细胞内的tRNA往往超过31种【这是由于多数氨基酸具有多种用来转运的tRNA】。
密码子与反密码子的摆动学说
密码子与反密码子的摆动学说
二、是否可能存在一种tRNA对应多种氨基酸
我依旧认为是不会的,还是这句话不然这种摆动性对于细胞细胞而言是不利的,会导致遗传信息的错误表达,而细胞是要规避这种错误的。但我得为我自己找个理由。
理由如下:刚才的反例是建立在细胞中存在GAI这种反密码子的情况。如果将次黄嘌呤I考虑进去,那么反密码子总数最多可以达到4*4*5=80种,但是实际上一个细胞中不会有这么多tRNA,Raven的《生物学》第六版中认为:大约有45种不同的tRNA分子。【当然这个数据45可能不同人有不同说法】但确实给我提了点思路,理论是有80种,但是对于细胞而言,并不需要那么多,而且考虑摇摆性,有些反密码子(如前述的GAI)对于细胞而言是不利于遗传信息的正确表达的,干嘛要存在呢?所以我认为细胞会规避这种风险。
三、摆动规则存在的意义
摆动规则的意义在于使得在翻译的时候,tRNA和mRNA因为有一对碱基不是严格配对,氢键较弱而更容易分离,从而可加快翻译的速率。
也有人认为这种摆动规则可以“降低由于第三个碱基突变造成的误差”,不过我是不认可的。这个DNA的编码的氨基酸是否正确,主要在密码子那就基本定死了,正常情况下这种密码子对于的氨基酸是一定的,如果可以通过摆动规则来纠正,那是否就是说摆动规则可以使这种密码子对应的氨基酸改变?那不是也可以把对的改成错的了?我认为不科学。
抄袭文献:1.杨荣武《分子生物学》2.秦磊 张胜《高中生物疑点通》
密码子与反密码子的摆动学说
最后希望有人能帮我查下这幅2017年温州模拟考的图源是哪篇文献或课本。这对于我理解今年的高考题光合大题RuBP变化有帮助。

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