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第二章 DNA生命密码(第8页)

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今天的细胞通过一连串的生物化学反应,把数个简单的前体合成一个氨基酸。

让科学家惊讶的是,这些前体似乎都和三联密码的第一个字母有某种关系,举例来说,所有以丙酮酸为前体合成的氨基酸,它们密码的第一个字母都是T。

[5]我这里用丙酮酸举例,是因为在第一章我们已经见过它了。

我们提到这种分子可以在碱性热泉,经由矿物催化剂的帮助,通过氢和二氧化碳反应合成。

然而不只是丙酮酸,所有氨基酸的前体,都是克氏循环这个生命基础化学反应的一部分,因此都可以在前面提过的碱性热泉中合成。

也就暗示了热泉和三联密码的第一个字母有某种程度的关联,我承认现在这样说还很牵强,不过后面会详述。

那么三联密码的第二个字母有没有意义?第二个字母和氨基酸是否容易溶于水有关,或者说和氨基酸的疏水性有关。

亲水性氨基酸会溶于水,疏水性氨基酸不会溶于水,但会溶在脂肪或油里,比如溶在含有脂质的细胞膜里。

所有的氨基酸,可以从“非常疏水”

到“非常亲水”

排列成一张图谱,而正是这张图谱决定了氨基酸与第二个密码字母之间的关系。

疏水性最强的六个氨基酸里有五个,第二个字母都是T,所有亲水性最强的氨基酸第二个字母都是A。

介于中间的有些是G有些是C。

总结来说,不管是什么原因,三联密码的前两个字母和它翻译的氨基酸之间确有关联。

最后一个字母是造成密码简并的主因,其中有八个氨基酸存在所谓的四重简并(科学家爱死这种术语了)。

一般人听到这个词可能会在脑海里面想象一个摇摇晃晃的醉汉,连续掉进四条水沟。

但是当生物化学家这么讲的时候,意思是三联密码的第三个字母不含任何信息,那么不管接上哪一个字母都没关系,这组密码子都会翻译出一样的氨基酸。

以甘氨酸为例,它的密码子是GGG,但是最后一个G可以代换成T、A或C,这四组三联密码都编码甘氨酸。

第三个字母的简并性暗示了一些有趣的事情。

前面提过,二联密码可以编码16种氨基酸。

如果我们从20个氨基酸里拿掉5个结构最复杂的(剩下15个氨基酸,再加上一个终止密码子),这样前两个字母与这15个氨基酸特性之间的关联就更明显了。

因此,最原始的密码可能只是二联密码,后来才靠“密码子捕捉”

的方式成为三联密码,也就是各氨基酸彼此竞争第三个字母。

如果是这样,那么最早的15个氨基酸在“接手”

第三个字母时,很可能会“作弊”

比如说,那15个由初期二联密码所编码的早期氨基酸,占用了如今的53组密码(总共有64组),也就是每个氨基酸平均使用3.5组密码子,而剩下5个比较晚出现的氨基酸只使用了8组密码子,平均每个氨基酸才用1.6组密码子。

显然早起的鸟儿有虫吃。

好,现在就假设最原始的密码是二联密码而非三联密码,它们总共负责编码15个氨基酸(外加一个终止密码子)。

这套早期的密码看起来似乎非常符合决定论,也就是说,早期密码完全由物理或化学因素形成。

第一个字母和氨基酸前体之间的关系直截了当,而第二个字母又和氨基酸的疏水性相关。

“偶然”

在这里恐怕没太多插手的机会,因为物理定律不容许任何偶然。

但是第三个字母却是另外一回事。

这个位置有很大的弹性,因此可以随机选择,所以就有可能让自然选择去选出一个“最适当”

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