1、备课资料1.对遗传密码的破译工作1944年奥地利物理学家薛定谔就在他的生命是什么一书中，最早提出了遗传密码的设想。他猜想染色体中的有机分子单体严格、精确地排列，构成了遗传密码。遗传密码决定了生物的遗传性状。这个大胆的猜想，吸引了一批优秀的科学家投身到生命科学的研究中，去破译遗传密码。1953年美国物理学家伽莫夫了解到了沃森和克里克提出的DNA双螺旋模型后，设想DNA的四种碱基可能就是薛定谔所说的遗传密码。他还通过排列组合计算，推断出一个遗传密码子可能是由三个碱基组成的三联体密码，一种氨基酸可以用几种碱基密码来表达。伽莫夫的三联体密码设想很好地解决了四种碱基与二十种氨基酸的对应关系，但遗传密码在
2、DNA上，DNA在细胞核中，密码是怎样到细胞核外指挥蛋白质的合成的呢？哪一种密码子代表哪一个氨基酸呢？1959年克里克在许多科学家工作的基础上提出了遗传信息从DNA到RNA再到蛋白质的设想。遗传密码就不再是DNA中的碱基序列，而是mRNA中的碱基序列了。1961年美国的生物化学家尼伦伯格首先用化学方法合成出尿嘧啶（U）多聚体。然后把尿嘧啶（U）多聚体放入一个含有核糖体和多种氨基酸的系统中，结果得到了完全由苯丙氨酸组成的蛋白质。从而破译了苯丙氨酸的一个密码子。此后，各国科学家在此思路的基础上，通过化学合成含有不同碱基的RNA的方法，开展了破译密码子的工作。到1966年科学家们破译了全部密码子。2
3、.遗传密码的特点遗传密码是生物体遗传信息保存的最小功能单位，它的特点归纳起来有以下五点：第一，遗传密码是连续地排列在RNA分子上的。在RNA分子上，两个密码之间没有任何其他核苷酸予以隔开。因此要正确地阅读密码必须从一个正确的起点开始，以后连续不断地一个一个往下读，直到读到终止信号。假如在密码上插入一个或删去一个碱基，就会使这一点以后的密码读取全部发生错误。这是一种重要的基因突变形式，关于这一点我们以后还要谈到。第二，遗传密码具有简并性的特点。遗传密码一共有64个，而生物体中氨基酸总共只有20个，因此多数氨基酸必定有几个密码与之对应。研究发现，与亮氨酸对应的密码有UUA、UUG、CUU、CUC、
4、CUA、CUG。只有色氨酸及甲硫氨酸各只有一个密码。密码的简并性在遗传的稳定性上有一定的意义，如UUA改为UUG时，依然是亮氨酸不变。这样可以减少生物体因基因突变造成的损害。第三，密码有专一性的特点。通过观察密码表我们不难发现，氨基酸似乎主要由前两个碱基决定。第三个碱基的改变，常不致引起氨基酸的改变，也就是说，密码第三位发生变化时，密码的意义往往不改变，如上述的UUA改为UUG时，表示的氨基酸仍然是亮氨酸。这样的例子还有很多，大家不妨在表中再找几个例子。曾经有科学家因为遗传密码的专一性而提出：密码在进化过程中很可能一直是一个二联体密码，后来才改变为三联体密码。第四，在这64个密码中有三个不编码
5、的任何氨基酸，是肽链合成的终止密码。它们是UAG、UAA及UGA。另外，还有一个密码AUG既是甲硫氨酸的密码，又是肽链合成的起始密码，可见肽链合成时第一个氨基酸总是甲硫氨酸。第五、密码的通用性。上面表中所列的三联体密码，无论对病毒还是原核生物或真核生物都是通用。可以说，三联体密码是一个通用字典，绝大多数生物都是按照这一字典的规定来翻译自己的蛋白质，这是生命统一性的一个有力证据。但是也有例外，生物线粒体DNA的编码和这一通用密码就有不少不同之处。例如，UGA是一个“终止密码”，不翻译成任何氨基酸，但人线粒体DNA中密码UGA翻译为色氨酸。又比如AUA在通用密码中是异亮氨酸，但在人线粒体密码中则是甲硫氨酸。
