基因中堿基數(shù)目的正確計算方法

陶 娟 劉 瑞

(河南省新鄉(xiāng)醫(yī)學院三全學院 453003)

盧龍斗

(河南師范大學生命科學學院 新鄉(xiāng) 453007)

有一道在各級生物學競賽中以及某些大學碩士研究生招生考試試卷中出現(xiàn)的遺傳學習題：假設(shè)基因經(jīng)過轉(zhuǎn)錄翻譯后產(chǎn)生一條含3149個肽鍵的多肽鏈，則該基因所含的堿基數(shù)是多少？學生作出的答案有18888個堿基、18894個堿基、18900個堿基、18906個堿基和18912個堿基等5種類型，為什么會出現(xiàn)這么多的答案呢？

解答此類習題，首先要具備有關(guān)蛋白質(zhì)和基因結(jié)構(gòu)的5個知識要點：① 一條多肽鏈上氨基酸的數(shù)目等于肽鍵數(shù)+1；② 密碼子是三聯(lián)體；③ 基因的結(jié)構(gòu)為DNA，是雙鏈的；④基因末端有終止密碼；⑤ 基因的前端有起始密碼，在真核生物起始密碼負責的在N端第一個甲硫氨酸、原核生物起始密碼負責的N端第一個甲酰甲硫氨酸在多肽鏈合成過程中都已經(jīng)被切除掉了。

根據(jù)以上知識要點，解此道習題的思路是：根據(jù)知識要點①，此多肽鏈應(yīng)該有3149+1=3150個氨基酸；根據(jù)知識要點②，此mRNA至少應(yīng)有3150×3=9450個堿基；根據(jù)知識要點③，該基因至少有9450×2=18900個堿基；根據(jù)知識要點④，應(yīng)該再加上6個堿基，即18906個堿基；根據(jù)知識要點⑤，應(yīng)該再加上6個堿基，即18912個堿基。

對于掌握遺傳學知識有限的中學生，在計算這道題的堿基數(shù)目時，只要考慮到上述5個知識要點，就視為考慮問題全面。但是，對于大學生遇到此類習題時，則可能無從下手，得不出答案，因為一個典型的基因結(jié)構(gòu)是復(fù)雜的，它還包括編碼區(qū)兩端的功能序列，如果涉及到斷裂基因，還包括內(nèi)含子序列。因此，對大學生來說，此道題應(yīng)改為：“假設(shè)基因經(jīng)過轉(zhuǎn)錄翻譯后產(chǎn)生一條含3149個肽鍵的多肽鏈，則該基因編碼區(qū)所含的堿基數(shù)是多少”。