遗传密码的破解历史
自从DNA的结构被发现以来，科学家们就开始研究制造蛋白质的秘密。乔治·盖莫夫指出，编码20个氨基酸需要三个核酸。1961年，美国国立卫生研究院的Heinrich Matthaei和nirenberg在无细胞系统环境下，将一种仅由尿嘧啶(U)组成的RNA转化为仅由苯丙氨酸(Phe)组成的多肽，从而破解了第一个密码子(UUU)。Phe).然后哈尔·戈宾·霍拉纳破解了其他密码子，接着罗伯特·W·霍利发现了负责转录过程的tRNA。从65438年到0968年，Corana、Holly和nirenberg分享了诺贝尔生理学或医学奖。尼伦伯格等人发现由三个核苷酸组成的MicromRNA可以促进相应的氨基酸-mRNA与核糖体的结合。但MicromRNA不可能是合成肽，所以不一定可靠。科兰纳(科兰纳，Har Gobind)人工合成具有两个、三个或四个已知核苷酸序列的mRNA，在细胞外翻译系统中加入放射性标记的氨基酸，然后分析合成多肽中的氨基酸组成。
通过对比，我们可以在实验中找出三联体密码的相同部分，然后在多肽中找出相同的氨基酸，这样就可以确定三联体密码就是该氨基酸的遗传密码。科兰纳用这种方法破译了所有的遗传密码，从而与尼伦伯格分别获得了1968的诺贝尔奖。
后来，尼伦伯格等人用不同的人工mRNA做实验，观察多肽链中氨基酸的类型，然后用统计学方法计算人工mRNA中三联体编码的频率，分析与合成蛋白质中各种氨基酸频率的相关性。通过这种方法，20个氨基酸的所有遗传密码也可以被发现。最后，科学家们还使用了由三个核苷酸组成的各种多核苷酸链来检查相应的氨基酸，进一步确认了所有的密码子。DNA分子是四个核苷酸的聚合体。这四种核苷酸的区别在于碱基的不同，即A、T、C、G，如果A、T、C、G分别代表四种核苷酸，那么DNA分子就会含有四种编码符号。对于一段含有1000对核苷酸的DNA来说，这四个编码的排列可以有41000种形式，理论上可以表达无限的信息。
遗传密码
遗传密码是如何翻译的？首先以一条DNA链为模板，合成与之互补的mRNA。根据碱基互补配对原理，在这条mRNA链上，A变成U，T变成A，C变成G，G变成C，所以这条mRNA上的遗传密码和原来模板DNA的互补DNA链是一样的，唯一的区别就是U取代了T..然后由mRNA上的遗传密码翻译成多肽链上的氨基酸序列。显然，碱基和氨基酸的密码关系不能以1个碱基来确定1个氨基酸。所以一个碱基的密码子不能成立。如果两个碱基决定1个氨基酸，那么两个碱基可能的密码子组合将是42=16。这比现有的20种氨基酸差了4种，不够应用。如果每三个碱基决定一个氨基酸，三联体密码的可能组合将是43=64。这比20个氨基酸多了44个，所以会产生多余的密码子。可以认为每个特定的氨基酸是由1或更多的三联体密码决定的。一个氨基酸由一个以上三联体密码子决定的现象称为简并性。
每个三联体编码决定哪些氨基酸？从1961开始，经过大量实验，利用64个已知的三联体编码，找出它们对应的氨基酸。1966-1967，遗传密码字典完成。大多数氨基酸都有几个三联体密码，从6到2不等，就是上面说的简并现象。除色氨酸和蛋氨酸外，只有1个三联体编码。此外，还有三个三联体密码UAA、UAG和UGA，它们不编码任何氨基酸，是蛋白质合成的终止信号。三联体编码AUG在原核生物中编码甲酰甲硫氨酸，在真核生物中编码甲硫氨酸，并作为合成的起点发挥作用。GUG编码甲硫氨酸，它也是一些生物合成的起点。在分析简并现象时，我们可以看到，在确定三联体密码的第一个和第二个碱基时，有时可能不考虑第三个碱基而确定相同的氨基酸。例如，脯氨酸由以下四个三联体编码决定:CCU、CCC、CCA和CCG。也就是说，在三重密码中，第一和第二个碱基比第三个碱基更重要，第三个碱基是简并的基础。
同义密码子越多，生物遗传的稳定性越大。因为当DNA分子上的碱基发生变化时，突变后形成的三联体密码可能会翻译成与原三联体密码相同的氨基酸，或者化学性质相似的氨基酸，而不会在多肽链上表现出任何变异或明显变化。因此，简并性对生物遗传的稳定性具有重要意义。