遗传密码起源假说

早在遗传密码被破译以前，盖莫夫（G.Gamow）就曾对遗传密码的起源进行了假设。主要有两种相互对立的遗传密码起源假说：

（1）克里克提出的偶然冻结理论（Theaccidentfrozentheory）认为：三联体密码子与相应的氨基酸的密码关系完全是偶然的，而这种关系一旦建立就立即冻结保持不变。

（2）伍斯的立体化学理论（Thestereochemicaltheory）认为：三联体密码子与相应的氨基酸之间的密码关系起源于它们之间特殊的立体化学相互作用。近50年来对遗传密码起源的研究主要是从这个角度进行的。大量的研究结果表明，氨基酸与反密码子的直接作用以及疏水—亲水相互作用在遗传密码的起源中可能具有重要意义。(https://www.daowen.com)

近30年来，分子生物学特别是核酸化学的一系列进展，证明了从核酸特别是从RNA 途径研究遗传密码起源的准确性，为遗传密码起源问题的最终解决提供了可能性。塞克和艾尔麦恩发现的核酸酶表明，在生命起源的早期，在有蛋白质酶的生命系统之前，存在一种基于RNA 的自我复制系统，它使著名的“鸡—蛋”悖论倾向于先有RNA。从原则上讲，集催化与信息功能于一身的RNA 可能催化自身的复制，且核酸酶不会仅限于自身或自身的互补链做模板。某些RNA 会具有RNA 加工酶的活性，如RNaseP；某些RNA 分子可能结合一个氨基酸作为原始的tRNA;某些tRNA 分子可能促进邻位的两个tRNA 的结合，进而在RNA 模板上催化肽键的形成。随着多肽与蛋白质的形成，其中一些可能与核酸酶相互作用促进或调节其活性。所以，基于核酸酶的作用与功能，可以预见一个较现实的复制翻译过程。

原始tRNA 比现代tRNA 分子小得多，而且可能是由反密码环与氨基酸接受臂构成的。虽然原始tRNA 可能是随机形成的，但只要其特定的氨基酸处于正确的位置上，即能识别相应的氨基酸。这些特定的核苷酸就是反密码子。由于酶只能改变反应的速率，不能改变反应的平衡和性质，故在原始tRNA 与相应的氨基酸的相互识别中，没有特定酶的催化，以上反应也能进行。原始地球条件下相对长的反应时间以及已经发现的一些原始的催化作用也有可能有利于以上反应的进行，而不是像有的科学家认为的，原始tRNA 与相应氨基酸的特异性完全是由特定的氨酰tRNA 合成酶决定的。

所以，遗传密码的起源既非偶然的冻结，也非简单地源于三联体密码子或反密码子与相应核苷酸的直接相互作用，而可能来源于氨基酸与相应原始tRNA 之间的立体化学相互作用。在这种相互作用中，反密码子决定了作用的特异性并进而决定了它与相应氨基酸的特定密码关系。人们正通过实验检验以上观点，按照已知tRNA 的核苷酸排列顺序及识别位点，人工合成各种识别位点的tRNA 片段以检验它们与各种氨基酸的亲和性。