基本概念
遺傳密碼是三聯密碼,在一個mRNA中3個核苷酸形成一個密碼子,編碼一個胺基酸。有的胺基酸是由一個以上的密碼子編碼的。遺傳密碼是通用的,閱讀時沒有間隔,且是連續的,不重疊的。mRNA在核糖體上作為翻譯的模板。胺基酸由tRNA分子運送到核糖體上。正確的胺基酸順序是通過mRNA上的密碼子和tRNA上的反密碼子互補結合來完成的,而每個特異的胺基酸又是特異地結合到tRNA上。在原核和真核生物中,AUG是翻譯開始的起始密碼子。肽鏈的延伸涉及到結合在核糖體的A位和P位上的tRNA所攜帶的胺基酸之間形成肽鍵。一旦肽鍵形成,核糖體沿著mRNA移動一個密碼子,為下一個負載tRNA的結合做好準備。翻譯是持續的,直到mRNA上終止密碼子(UAG,UAA或UGA)出現方完成。這些終止密碼子是由一個或多個釋放因子蛋白來閱讀,然後將多肽從核糖體上釋放出來,蛋白質合成裝置的其他成份也將解離。在真核生物中,有的蛋白質是游離在細胞質中,有的存在於各種細胞器中,如核,線粒體,葉綠體和分泌泡中。要進入細胞器的蛋白質具有特殊的信號,指導蛋白質越膜和定位。如分泌蛋白具有N端的信號肽,使它們能進入粗面內質網,然後再進入高爾基體,最終分泌到體外。預定要到核、線粒體或葉綠體的一些蛋白,也都有特異順序,使它們最後定位於這些細胞器中。
在細胞中mRNA的鹼基順序信息轉變成多肽的胺基酸順序稱為翻譯(translation)。決定多肽特異胺基酸順序的DNA信息就稱為遺傳密碼。
首先我們來介紹一下遺傳密碼的破釋,這也是遺傳學發展中的重大事件之一。遺傳密碼的破譯,測序方法的建立以及體外重組的實現是基因工程的三大基石,因此在遺傳密碼破譯後僅2~3年的時間這項工作就獲得了諾貝爾獎,由此可見意義之深遠,功績之巨大。