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1、16物理与工程Vol.17No.22007*遗传密码是怎样破译的向义和(清华大学物理系,北京100084)(收稿日期:2006-11-10)摘要文章具体介绍了遗传密码破译的过程:三联体密码的提出;克里克对遗传密码性质的阐述和实验证明;尼伦伯格关于同聚核苷酸对应的氨基酸的发现;奥乔亚关于异聚核苷酸对应的氨基酸的发现;科拉纳关于密码子系列次序的确定;全部密码子的破译及其特征.关键词三联体密码;遗传密码简并;基因突变;无细胞蛋白质的合成;多聚核苷酸HOWTHEGENETICCODEWEREDECIPHEREDXiangYihe(PhysicsDepa
2、rtmentofTsinghuaUniversity,Beijing100084)AbstractTheprocessofdecodingthegeneticcodesisintroduced.Thekeyeventsincludetheputtingforwardofripletcode,theexpatiationandexperimentalproofofthenatureofgeneticcodebyF.H.C.Crick,thediscoveryofaminoacidcorrespondingtohomopolynucleotideb
3、yMarshallW.Nirenbreg,thediscoveryofaminoacidcorrespondingtohetero-polynucleotidebyS.Ochoa,thedeterminationofthesequenceofcodonseriesbyH.G.Khorana,andthedeciphermentandcharacteristicsofallcodons.KeyWordstripletcode;geneticcodedegeneration;genemutation;synthesisofcel-lfreeprot
4、ein;polynucleotide1953年5月英国物理学家克里克(Crick.具体的实验研究的过程.20世纪50年代,物理学France,1916))和美国生物学家沃森(Watson.家做了大量的理论分析工作,伽莫夫(Gamow.James.D,1926))在他们发表的《DNA结构的遗George)首先提出了遗传密码的概念,并提出了氨传学意义》一文中提出:/碱基的排列顺序就是携基酸是有3个一组的碱基编码的天才猜测,其后带遗传信息的密码0的论断.这就是说,在碱基(或克里克通过对生化学家所做的基因实验结果的分核苷酸)的顺序中含有特定的遗传信息,
5、这种遗传析,确定了遗传密码的一般性质,为遗传密码的破信息能翻译成蛋白质上确定的氨基酸顺序.译奠定了理论基础.20世纪60年代,生化学家做要解答遗传密码和其中所含的信息问题,需了大量的实验工作.在生化实验研究中,经历了从要从两方面思考:(1)克里克和沃森倡导的密码问简单到复杂的过程.从以均聚物为模板指导蛋白题其解决方式如何?密码是怎样破译的?(2)细质的合成,再以随机共聚物为模板指导蛋白质的胞使用怎样的机制从遗传信息合成蛋白质?本文合成,到以特定共聚物为模板指导蛋白质的合成,要讨论的是第1个问题.最后运用多种实验手段和多种实验方法,确定了从195
6、3年提出遗传密码问题到1966年破译全部密码所对应的氨基酸,揭示了生命的秘密.通全部遗传密码,其间经历了从抽象的理论分析到过对这一探索过程的分析与讨论,我们从中可以*本文研究课题得到清华大学工科物理基地教改项目资助.17物理与工程Vol.17No.22007得到丰富的教益和启迪.类.结果他们惊讶地发现标准的氨基酸正是[3]20种.1三联体密码的提出在此前提下,他们思考了遗传密码的问题,即用4个字母表示的核苷酸语言和用20个字母表1953年克里克和沃森的文章发表后,首先引示的氨基酸语言之间的关系问题.他们用排列组起了物理学家伽莫夫的注意.这时他正
7、在访问加合的方法分析,在4种碱基中,如果一次只取1个利福尼亚大学伯克利分校,正如他后来回忆的:碱基,你只能有4种不同的组合;如果一次取2个/我走在放射实验室的走廊上,碰上了阿尔瓦雷斯一对的碱基,你可以有16种不同的碱基对(4@(Alvarez.Luis),他手上拿着一份《自然》杂4),因为无论4种碱基中你取哪个作为碱基对中志,,他说:-看,沃森和克里克写了一篇多棒的的头一个,第二个碱基都有4种选择.然而16种文章..这是我第一次见到这篇文章.后来我便回组合对于所有生物体中20种不同的氨基酸基本[1]到了华盛顿,开始思考这篇文章.0成分的编码来说
8、仍是不够的.如果一次取3个一1954年2月伽莫夫把他对于密码问题思考的组的碱基,你可以得到64种不同的组合(4@4@最初成果,以题为/DNA和蛋白质结
