原来关于密码子还有这些小秘密
在前文（昨天和前天）中，咱们介绍了组成蛋白质的22种氨基酸，以及它们所对应的密码子。本文介绍下密码子的小秘密。
我们先来复习一下，这64种密码子有59种普通密码子，有五种特殊密码子，分别是起始密码子和终止密码子。起始密码子编码氨基酸，终止密码子不编码氨基酸（其实这个说法正在被打破，在24日和25日发布的文章中也能看出端倪，且看下面分解）。
提出三个碱基编码一个氨基酸的是谁?——伽莫夫（G.Gamov,1904——1968）。但他并没有给予证明。克里克是第一个用实验（这个实验在高中课本(P73)有这里不再赘述）证明遗传密码中3个碱基编码1个氨基酸的科学家。这个实验同时表明：遗传密码从一个固定的起点开始，以非重叠的方式阅读，编码之间没有分隔符。你们计算下这一口气说出了密码子的几个特点。①三联体密码（遗传密码子是三联体密码：一个密码子由mRNA上相邻的三个碱基组成）②起始密码子和终止密码子③遗传密码子读码的不重叠性（任何两个相邻的密码子不共用任何核苷酸。）④密码子的连续性（两个密码子之间没有任何其他核苷酸予以隔开）。
密码子还有一些其他特点：⑤密码子具有简并性：除了甲硫氨酸和色氨酸外，每一个氨基酸都至少有两个密码子。这样可以在一定程度内，使氨基酸序列不会因为某一个碱基被意外替换而导致氨基酸错误。在简并密码子中，不同的生物往往偏向于使用其中一种。这种经常被使用的密码子称偏爱密码子。⑥密码子具有通用性：地球上几乎所有的生物体都共用这一套密码子。这是生物统一性的又一个有力的证据。但是这个通用性也是有例外，线粒体DNA的编码和这一通用密码就有许多不同之处。例如，UGA是一个终止密码子，但在人类的线粒体DNA的密码子中UGA翻译为色氨酸；AUA在通用密码中是异亮氨酸，在人类的线粒体DNA的密码中则是甲硫氨酸。另外，终止密码子终究是特殊的，在组成蛋白质的氨基酸的两个新成员，硒半胱氨酸是由原来称为终止密码子的(UGA)编码的（又是你）；吡咯赖氨酸则是由终止密码子(UAG)编码的。也就是说终止密码（UGA, UAG)在通用密码中已经出现了新的解释。密码子还有一个特点⑦密码子的专一性：通过观察密码子表可以看出，氨基酸视乎主要由前两个碱基决定，第三个碱基的改变，不致引起氨基酸的改变，也即是说，密码子第三位发生变化时，密码的意义常常不会改变。
第一个密码子是谁破译的
尼伦伯格(M.W.Nirenberg，1927——2010)和马太（H.Matthaei，1929—）破译了第一个密码子UUU（苯丙氨酸）。这个实验在高中课本密码子的破译也有，这里也不再赘述，从这个实验可以看出起始密码子的功能并不是使翻译开始，而是充当定位翻译起始的位置信号（因为他们用的mRNA是所有碱基都是U，没有起始密码子）。
密码子AUG和GUG除了分别决定甲硫氨酸和缬氨酸以外，还是翻译的起始信号，叫做起始密码子。（这种双重功能在生物学上的优点尚不清楚。）应该指出，当AUG和GUG不在起始点时，编码甲硫氨酸和缬氨酸；在起始点时，原核细胞的翻译过程证明，AUG将编码甲酰甲硫氨酸。肽链开始合成后不久，甲酰基会被甲酰基酶切除掉，有些原核细胞中甚至还可以切除邻近开头的几个氨基酸。至于GUG作为起始密码子，到目前为止只在一种噬菌体的蛋白质中发现过，在正常情况下，它是缬氨酸的密码子，但当缺少起始密码子时，可以由它来充当。所以，一般肽链合成时第一个氨基酸总是甲硫氨酸。
在细菌中，AUG或GUG作为起始密码子时均读作甲酰甲硫氨酸。翻译时从AUG或GUG起读，所以这密码子充当多肽（从氨基酸开始）的起始信号。从细菌的实验知道，位于mRNA顺序起点的AUGA和GUG都代表甲酰甲硫氨酸。在合成多肽时，甲酰化的甲硫氨酸充当多肽链的起点，随后在合成过程中，或者把甲酰基分解掉，这样多肽的第一个氨基酸是甲硫氨酸；或者把甲酰甲硫氨酸分解掉，或者甚至把氨基端的几个氨基酸分解掉，这样肽链的第一个氨基酸可以是其他任何氨基酸。从而mRNA序列的起读虽然从AUG或GUG开始，但合成后多肽的第一个氨基酸可以是各种氨基酸。
起始密码子是跑道的起点，它决定从哪开始，不决定你是否开始。（是转录的起点，但并不是有它就能开始，也不是无他就不能开始，即起始密码子的功能并不是使翻译开始，而是充当定位翻译起始的位置信号。）
终止密码子是红灯，他决定你在哪停，你不能闯红灯。（终止密码子不决定氨基酸，所以终止密码子前就是停止线，不能超过停止线）
核糖体和mRNA就像汽车和马路，是汽车在马路上跑并且不能逆行。（核糖体沿着mRNA移动密码子阅读与翻译具有一定的方向性：从5'端到3'端。）
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编辑：黎高飞