破解密码子

遗传密码被称为“人生最大的秘密”。¹代码与DNA核苷酸碱基序列的基因的氨基酸在蛋白质编码的基因。每个蛋白质的20种氨基酸是由不同的四个DNA核苷酸三联体(表示C、G、a、T)——或者更恰当,四核苷酸(C、G、a、U)的信使核糖核酸(mRNA)分子充当中介的翻译过程。有64个排列的基地,所以有一些冗余的代码:大多数氨基酸是由两个或两个以上的三胞胎在mRNA(称为基码)。

遗传密码的破解始于1961年,当时生化学家马歇尔Nirenberg和海因里希Matthaei马里兰州美国国家卫生研究院的发现第一个对应一个特定的密码子(下面部分)和一种氨基酸(苯丙氨酸)。到1965年代中期,Nirenberg集团已经解码54 64种可能的密码子;最后一个(佐治亚大学)在1967年终于解密,证明三个密码子之一,而不是编码一种氨基酸,讲述了核糖体的翻译机器停止。

表面上的遗传代码看起来任意:它不需要物质氨基酸密码子对应,只要翻译过程能区分它们。但是真的有一些化学为什么特定的密码子编码特定氨基酸?这个问题已经在引诱生化学家自从被破解的代码。即使是在1960年代末研究人员指出似乎有一个基地的密码子之间的关系和氨基酸的性质:²第二封信的密码子的身份似乎与疏水的氨基酸,例如。这表明,当出现遗传密码——必须发生在生命的开始,所有的代码都是一样的生物-化学的选择决定。但如何?

形式和functionalisation

一个共同的人生观的起源是第一个proto-organisms包含蛋白质和DNA,但只有中介RNA。为RNA可以作为信息载体——新生的遗传物质和pre-enzymatic化学催化剂。最终的基因作用被更多的DNA的化学稳定性,同时更通用的蛋白质催化的作用。有些人认为后者交接是RNA分子被修改的附件短肽链,多一些蛋白质酶现在functionalised与糖或其他non-peptide附属物。这将把所谓的“RNA世界变成一个Peptidated RNA世界。³渐渐地,这些肽侧链RNA接管了催化的责任,和RNA的工作只是帮助组装它们。

如果真是如此,合理怀疑peptide-RNA协会现在保存在遗传密码可能会反映出一些常见的两种类型的单体单位这些分子-氨基酸和基地在最初的原始细胞合成。这是生物化学家斯图尔特·哈里森与伦敦大学学院的尼克莱恩,英国,和其他人现在提出。⁴他们表明,第一个字母的密码子与氨基酸的顺序通过二氧化碳的生物合成的固定形式。这一过程的碳固定,使用有限公司₂和H₂作为原材料,几乎以相同的方式发生在所有生物:这是生命的“核心代谢途径”,克雷布斯循环的有氧代谢的出现。大多数氨基酸生物合成的端产品的核心代谢和莱恩和他的同事们表明,氨基酸由G在第一个密码子编码的位置是第一个从公司剥离出来₂固定。氨基酸密码子编码的开始主要是接下来的产生,其次是C-first密码子编码的最后先。

换句话说,研究人员说,氨基酸编码由嘌呤(A、G)首次密码子可能是第一个被遗传代码,原因与他们易于合成代谢途径。以及确认第二个密码子的相关性与氨基酸疏水性基地,研究小组说,至少在冗余基码,第三基地与氨基酸的规模。

这表明随机RNA序列在第一个细胞相互作用和氨基酸,以随机的方式,我们可能会希望这些序列被关联到相同的氨基酸多肽和蛋白质合成。有可能,换句话说,是第一个生物的化学线索冻到遗传密码。