基因突變

高中生物透過明確比對、標準遺傳密碼解碼和序列類別比較,分析短編碼序列的置換、插入或缺失

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關於此實驗

編輯 DNA 上選定的位置,並比較變更前後的精確序列。比對中的空隙可顯示插入和缺失,而密碼子解碼則顯示哪些胺基酸序列發生了變化。預設範例可區分同義突變、錯義置換、提前終止和移碼,但不會聲稱能預測蛋白質功能。

學習目標

  • 區分鹼基置換與插入或缺失。
  • 了解插入長度除以三的餘數與讀框是否保持之間的關係。
  • 在認識到密碼子查詢限制的同時,比較序列層級的類別。

使用方法

  1. 1套用同義突變範例,比較發生變化的 DNA 與未改變的胺基酸查詢結果。
  2. 2套用錯義突變和提前終止範例,檢視發生變化的殘基和終止位置。
  3. 3插入一個鹼基,並與插入三個鹼基的情況進行比較。
  4. 4選擇另一個參考位置,套用編輯,並記錄兩個序列及其類別。

模型

維持閱讀框的序列長度變化
造成移碼的序列長度變化

假設

  • 參考序列是一段不含內含子的短編碼序列。所有解碼都使用第 1 閱讀框和標準遺傳密碼,並在遇到第一個框內終止密碼子時停止。
  • 插入的鹼基會重複所選符號。刪除操作會移除可用鹼基,最多達到所選數量。缺口只會出現在比對中,不會出現在用於解碼的序列中。
  • 如果原始 ATG 起始密碼子發生變化,會另外標記。此解碼器不會模擬轉譯起始、剪接、RNA 穩定性、蛋白質摺疊、活性或生物體層級的影響。維持閱讀框的插入或缺失也可能改變局部密碼子或終止訊號。

在課堂上試試這個實驗

  1. Q1為什麼 DNA 發生變化,解碼得到的胺基酸序列卻可能保持不變?
  2. Q2為什麼即使附近的密碼子發生變化,增加三個鹼基仍能維持下游閱讀框?

常見問題

同義編輯是否能保證不會產生任何生物學影響?

不會。密碼子解碼後胺基酸序列未發生變化,並不能反映調控、加工或其他依賴序列的影響。

較早出現終止密碼子,是否總是代表此模型預測的就是真實蛋白質?

不會。這描述的是在指定解碼器下的讀框內序列變化,並不代表實際的起始或表現。