二 遗传密码表
现在已经知道,遗传密码是由核苷酸组成的三联体。翻译时从起始密码子开始,沿着mRNA 的5'→3'方向,不重叠地连续阅读氨基酸密码子,一直进行到终止密码子才停止,最终会从N 端到C 端生成一条具有特定顺序的肽链。
“遗传密码”一词,现在有两种完全不同的含义,外行常用它来表示生物体内的全部遗传信息,而分子生物学家指的“遗传密码”是表示4个字母的核酸语言和20个字母的蛋白质语言之间关系的小字典。要了解核苷酸顺序是如何决定氨基酸顺序的,首先要知道编码的比例关系,即要弄清楚核苷酸数目与氨基酸数目的对应比例关系。
从数学观点考虑,核酸通常有4种核苷酸,而组成蛋白质的氨基酸有20种,因此,一种核苷酸作为一种氨基酸的密码是不可能的。如果两种核苷酸为一组,代表一种氨基酸,那么它们所能代表的氨基酸也只能有42=16种(不足20种)。如果三个核苷酸对应一个氨基酸,那么可能的密码子有43=64种,这是能够将20种氨基酸全部包括进去的最低比例。因此密码子是三联体(triplet),而不是二联体(duplet),更不是单一体(singlet)。
表3列出了国际公认的遗传密码,它是在1954年首先由盖莫夫提出的具体设想,即4种不同的碱基怎样排列组合进行编码,才能表达出20种不同的氨基酸。1961年,由尼伦伯格(M.W.Nirenberg)等用大肠杆菌无细胞体系实验,发现苯丙氨酸的密码就是RNA 上的尿嘧啶UUU 密码子。到1966年,64种遗传密码全部被破译。
在64个密码子中,一共有3个终止密码子,它们是UAA、UAG 和UGA,都不与tRNA 结合,但能被释放因子识别。终止密码子也叫标点密码子或无意义密码子。有两个氨基酸密码子AUG(Met)和GUG(Val)同时兼作起始密码子,它们作为体内蛋白质生物合成的起始信号,其中AUG 使用最普遍。(https://www.daowen.com)
密码最终是由实验室破译的而不是由理论破译的,遗传密码体现了分子生物学的核心,犹如元素周期表是化学的核心一样,但二者又有很大的差别。元素周期表很可能在宇宙中的任何地方都是正确的,特别是在温度和压力与地球都相似的条件下。但是如果在其他星球也有生命的存在,而那种生命也利用核酸和蛋白质,它们的密码很可能有巨大的差异,而在地球上,遗传密码只在某些生物中有微小的变异。克里克认为,遗传密码如同生命本身一样,并不是事物永恒的性质,至少在一定程度上,它是偶然的产物。当密码最初开始进化时,它很可能对生命的起源起重要作用。
表3 遗传密码(mRNA 的密码)

