基因突变

高中生物通过明确比对、标准遗传密码解码和序列类别比较,分析短编码序列的替换、插入或缺失

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关于此实验

编辑 DNA 上选定的位置,并比较更改前后的精确序列。比对中的空隙可显示插入和缺失,而密码子解码则显示哪些氨基酸序列发生了变化。预设示例可区分同义突变、错义替换、提前终止和移码,但不会声称能够预测蛋白质功能。

学习目标

  • 区分碱基替换与插入或缺失。
  • 了解插入长度除以三的余数与阅读框是否保持之间的关系。
  • 在认识到密码子查询局限性的同时,比较序列层面的类别。

使用方法

  1. 1应用同义突变示例,比较发生改变的 DNA 与未改变的氨基酸查询结果。
  2. 2应用错义突变和提前终止示例,检查发生改变的残基和终止位置。
  3. 3插入一个碱基,并与插入三个碱基的情况进行比较。
  4. 4选择另一个参考位置,应用编辑,并记录两个序列及其类别。

模型

保持阅读框的序列长度变化
导致移码的序列长度变化

假设

  • 参考序列是一段不含内含子的短编码序列。所有解码都使用第1阅读框和标准遗传密码,并在遇到第一个框内终止密码子时停止。
  • 插入的碱基会重复所选符号。删除操作会移除可用碱基,最多达到所选数量。缺口只出现在比对中,不会出现在用于解码的序列中。
  • 如果原始ATG起始密码子发生变化,会单独标记。此解码器不会模拟翻译起始、剪接、RNA稳定性、蛋白质折叠、活性或生物体层面的影响。保持阅读框的插入或缺失也可能改变局部密码子或终止信号。

在课堂上试试这个实验

  1. Q1为什么DNA发生变化,解码得到的氨基酸序列却可能保持不变?
  2. Q2为什么即使附近的密码子发生变化,增加三个碱基仍能保持下游阅读框?

常见问题

同义编辑是否能保证不会产生任何生物学影响?

不。密码子解码后氨基酸序列未发生变化,并不能体现调控、加工或其他依赖序列的影响。

提前出现终止密码子是否总是意味着该模型预测的就是真实蛋白质?

不。这描述的是在指定解码器下的读框内序列变化,并不代表实际的起始或表达。