遺傳密碼
| 遺傳密碼 |
遺傳密碼是一組規則，將DNA或RNA序列以三個核苷酸為一組的密碼子轉譯為蛋白質的氨基酸序列，以用於蛋白質合成。它決定肽鏈上每一個氨基酸和各氨基酸的合成順序，以及蛋白質合成的起始、延伸和終止。遺傳密碼又稱密碼子、遺傳密碼子、三聯體密碼，匿藏了生命及其歷史演化的秘密。
目錄
簡介
遺傳密碼是活細胞用於將DNA或mRNA序列中編碼的遺傳物質信息翻譯為蛋白質的一整套規則。mRNA的翻譯是通過核糖體完成的，核糖體利用轉運RNA（tRNA）分子一次讀取mRNA的三個核苷酸，並將其編碼的氨基酸按照信使RNA（mRNA）指定的順序連接完成蛋白質多肽鏈的合成。由於脫氧核糖核酸（DNA）雙鏈中一般只有一條單鏈（稱為模版鏈）被轉錄為信使核糖核酸（mRNA），而另一條單鏈（稱為編碼鏈）則不被轉錄，所以即使對於以雙鏈 DNA作為遺傳物質的生物來講，密碼也用核糖核酸(RNA）中的核苷酸順序而不用DNA中的脫氧核苷酸順序表示。遺傳密碼決定蛋白質中氨基酸順序的核苷酸順序 ，由3個連續的核苷酸組成的密碼子所構成 。遺傳密碼在所有生物體中高度相似，乎所有的生物都使用同樣的遺傳密碼，可以在一個包含64個條目的密碼子表中表達。即使是非細胞結構的病毒，它們也是使用標準遺傳密碼。但是也有少數生物使用一些稍微不同的遺傳密碼。雖然「遺傳密碼」決定了蛋白質的氨基酸序列，但DNA的其他基因組區域決定了根據各種「基因調控密碼」生產這些蛋白質的時間和地點。遺傳密碼由兩套相對獨立的系統——RNA和DNA構成，是為了實現對細胞內成百上千同時發生的生化反應進行有序的信息管控，因為在生命構建與運行過程之中，mRNA的使命完成之後，馬上就被銷毀掉，而DNA所記錄的遺傳信息則是要永久保存的，是種族延續的根本。遺傳密碼是與原始生命的生化系統協同演化而來的，遺傳密碼的誕生是生命誕生的重要標準。
評價
遺傳密碼的發現是20世紀50年代的一項奇妙想象和嚴密論證的偉大結晶。mRNA由四種含有不同鹼基腺嘌呤（簡稱A）、尿嘧啶（簡稱U）、胞嘧啶（簡稱C）、鳥嘌呤（簡稱G）的核苷酸組成。最初科學家猜想，一個鹼基決定一種氨基酸，那就只能決定四種氨基酸，顯然不夠決定生物體內的二十種氨基酸。那麼二個鹼基結合在一起，決定一個氨基酸，就可決定十六種氨基酸，顯然還是不夠。如果三個鹼基組合在一起決定一個氨基酸，則有六十四種組合方式（4 *4*4=64）。前蘇聯科學家喬治伽莫夫（George Gamow）最早指出需要以三個核酸一組才能為20個氨基酸編碼。克里克的實驗首次證明密碼子由三個DNA鹼基組成。1961年，美國國家衛生院的海因里希 馬太（Heinrich Matthaei）與馬歇爾 沃倫尼倫伯格（Marshall Warren Nirenberg）在無細胞系統（Cell-free system）環境下，把一條只由尿嘧啶（U)組成的RNA轉釋成一條只有苯丙氨酸（Phe）的多肽，由此破解了首個密碼子（UUU -> Phe）。隨後科拉納（Har Gobind Khorana）破解了其它密碼子，接着霍利（Robett W.Holley）發現了負責轉錄過程的tRNA。1968年，科拉納、霍利和尼倫伯格分享了諾貝爾生理學或醫學獎。[1]