剖析遗传密码

密码子

RNA密码子指定特定的氨基酸。密码子序列中碱基的顺序决定了要产生的氨基酸。RNA中的四个核苷酸中的任何一个都可能占据三个可能的密码子位置之一。因此，有64种可能的密码子组合。61个密码子指定氨基酸，3个密码子（UAA、UAG、UGA）作为停止信号，指示蛋白质合成的结束。密码子AUG编码氨基酸蛋氨酸，并作为翻译开始的开始信号。

多个密码子也可以指定相同的氨基酸。例如，密码子UCU、UCC、UCA、UCG、AGU和AGC都指定氨基酸丝氨酸。上面的RNA密码子表列出了密码子组合及其指定的氨基酸。阅读表格，如果尿嘧啶（U）位于第一密码子位置，腺嘌呤（A）位于第二密码子位置，胞嘧啶（C）位于第三密码子位置，则密码子UAC指定氨基酸酪氨酸。

氨基酸

下面列出了所有20种氨基酸的缩写和名称。

丙氨酸精氨酸精氨酸天冬酰胺天冬氨酸天冬氨酸

半胱氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酰胺甘氨酸甘氨酸

His:组氨酸Ile:异亮氨酸Leu:亮氨酸Lys:赖氨酸

蛋氨酸苯丙氨酸脯氨酸丝氨酸丝氨酸

苏氨酸：苏氨酸-色氨酸-酪氨酸-缬氨酸

蛋白质生产

蛋白质是通过DNA转录和翻译过程产生的。DNA中的信息不能直接转换成蛋白质，但必须首先复制成RNA。DNA转录是蛋白质合成的过程，涉及将遗传信息从DNA转录到RNA。某些被称为转录因子的蛋白质解开DNA链，让酶RNA聚合酶仅将单链DNA转录成单链RNA聚合物，称为信使RNA（mRNA）。当RNA聚合酶转录DNA时，鸟嘌呤与胞嘧啶配对，腺嘌呤与尿嘧啶配对。

由于转录发生在细胞核内，因此mRNA分子必须穿过核膜到达细胞质。一旦进入细胞质，mRNA与核糖体和另一种称为转移RNA的RNA分子一起将转录信息翻译成氨基酸链。在翻译过程中，读取每个RNA密码子，并通过转移RNA将适当的氨基酸添加到正在生长的多肽链中。mRNA分子将继续翻译，直到达到终止密码子或终止密码子。一旦转录结束，氨基酸链在变成一个功能完整的蛋白质之前就被修饰了。

突变如何影响密码子

基因突变是DNA中核苷酸序列的改变。这种变化可以影响单核苷酸对或染色体的较大片段。改变核苷酸序列通常会导致无功能的蛋白质。这是因为核苷酸序列的改变改变了密码子。如果密码子发生了变化，那么合成的氨基酸和蛋白质就不会是原始基因序列中编码的氨基酸和蛋白质。

基因突变通常可分为两类：点突变和碱基对插入或缺失。点突变改变单个核苷酸。当核苷酸碱基插入原始基因序列或从原始基因序列中删除时，会导致碱基对插入或删除。基因突变最常见的是两种情况的结果。首先，化学物质、辐射和太阳紫外线等环境因素会导致突变。其次，突变也可能是由细胞分裂（有丝分裂和减数分裂）过程中的错误引起的。

关键收获：遗传密码

• 遗传密码是DNA和RNA中的核苷酸碱基序列，编码产生特定氨基酸。氨基酸连接在一起形成蛋白质。
• 该密码是以三重碱基（称为密码子）的形式读取的，这些碱基指定特定的氨基酸。例如，密码子UAC（尿嘧啶、腺嘌呤和胞嘧啶）指定氨基酸酪氨酸。
• 一些密码子代表RNA转录和蛋白质生产的开始（AUG）和停止（UAG）信号。
• 基因突变可以改变密码子序列并对蛋白质合成产生负面影响。

来源

• 《遗传密码》，遗传分析导论。第7版，美国国家医学图书馆，1970年1月1日，www.ncbi.nlm.nih.gov/books/nbk2150/。
• “基因组学导论”，NHGRI，www.genome.gov/About-Genomics/Introduction-to-Genomics。