第二章 走入基因-1
GGA和GGG都是甘氨酸的密码子。1966年,克里克根据当时已经取得的成果,排出了一个遗传密码表。
这个表有如下的特点:第一,几乎所有的氨基酸都有一个以上的密码子,只有甲硫氨酸和色氨酸仅由一个密码子表示;第二,密码有明显的结构,同一氨基酸的同义码几乎都在同一方格中(有6个同义码的例外),因此一个密码子与另一个密码子的区别仅在其第三个核音酸中的最后一个;第三,密码表中有三个无字义的密码子,即UAG、UAA和UGA,它们全都不代表任何氨基酸。
70年代末,比利时肯定大学的菲耳斯(.Fiers)以噬菌体M&为材料,对遗传密码表作了精确的验证。他分析了M&外壳蛋白的129个氨基酸的顺序,又分析了决定外壳蛋白的基因的390个核音酸的顺序,发现它们两者之间的关系完全符合密码表上的规定。
现在已查明,遗传密码在整个生物界都是适用的。因此,遗传密码的阐明继细胞学说之后,又一次具体地证实了有机界的统一性,在分子水平上进一步揭示了有机体产生。
生长和构造过程的秘密,并在生物体内的化学变化中增加了信息量的变化的新概念,使生物学的内容更为丰富多彩。
前面已经提到DNA分子有自我复制的功能,通过复制能把原有的遗传信息原封不动地保留下来,保证了遗传信息的世代相传。但是,核酸分子和其他化学分子一样并不是一成不变的,在体内外各种因素的影响下,它们经常都在变化中。因此,在核酸分子复制自体的过程中,如果发生碱基的缺失、增加、取代或重组等情况,那么核酸分子的这种变化就会反映到遗传密码或生物性状的变异中来。例如,在控制血红蛋白会成的密码中,如果GAA或GAG中的碱基发生变化,A变成了U或者U取代了人那么GAG和GAA就变成了GUU或GUG,这样由它们所控制合成的氨基酸也就由原来的谷氨酸变成了领氨酸,从而影响到整个血红蛋白分子的正常生理功能,发生镰形红血球贫血症。由此可见,通过核酸分子中所携带的遗传密码的变化,就使生物体具有无限变异的潜能。
DNA作为基因的化学实体,仅仅有复制和变异还是不够的。它还应当能够指导蛋白质的合成,使蕴藏在自身的遗传信息转变为生物体的各种性状。这是一个非常关键或核心的问题。分子遗传学的研究表明,DNA作为蛋白质的合成的模板并不是直接参与蛋白质的合成,而是通过一个中介物——RNA来起作用的。也就是说,NDA分子所携带的遗传信息,首先要通过转录,把它记录在RNA分子上,然后再通过RNA这个直接模板去指导蛋白质的合成。所谓转录,是在RNA聚合酶的催化下,以DNA为模板会成RNA的过程。转录时,DNA双螺旋解开,然后以其中的一条链为模板。这条链能为RNA和蛋白质编码,因此叫做编码链。在RNA聚合酶的作用下,编码链根据碱基互补配对的原理,进行RNA链的合成。所合成的RNA分子很快脱落下来,这时DNA双螺旋中解开的区域又重新螺旋化,恢复原来的状态。转录是在核酸内部发生的信息转移过程,其结果是在DNA分子的不同部位合成出三种RNA,即mRNA。ilZNIA和四m入它们被合成后即从细胞核转移到细胞质中,各起着不同的生物学作用。rnRNA(信使RNA)含有合成蛋白质所需要的信息,是细胞蛋白质合成的直接模板。dZ:NA(核糖体RNA)和细胞中原有的一些蛋白质结合形成核糖体,核糖体的作用好像“装配机”,是细胞蛋白质合成的“车间”。d(NIA运载RNA)形似三叶草,在它的一端(上面为ACC一端)可与特定的氨基酸结合,另一端则带有和InRNA所携带的碱基互补的碱基,即如果d协议上的碱基顺序是CCC,那么o