2.遺傳密碼的建立及其進(jìn)化

組成生命的有機(jī)分子體系只有具備了獲得貯存信息的能力，即蛋白質(zhì)與核酸形成密碼關(guān)系時(shí)，才可能進(jìn)化并最終產(chǎn)生生命，故在化學(xué)進(jìn)化和生命進(jìn)化間有根聯(lián)系紐帶——遺傳密碼的起源。早期提出了兩種對(duì)立的理論：克里克提出的偶然凍結(jié)理論認(rèn)為，氨基酸與核苷酸之間的相互作用完全是隨機(jī)的，它們的密碼關(guān)系也是偶然的；沃斯提出的直接相互作用理論則認(rèn)為，氨基酸與核苷酸之間的密碼關(guān)系起源于它們之間的相互作用?；谟H水性、疏水性等特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)分配系數(shù)、核磁共振等的研究表明，氨基酸與反密碼子的直接相互作用在遺傳密碼起源中具有重要作用。

1989年薩克侯得勒斯根據(jù)氨基酸的氫原子數(shù)目并結(jié)合相應(yīng)的密碼子堿基組成進(jìn)行分類，發(fā)現(xiàn)通過(guò)堿基互補(bǔ)和氨基酸的電化學(xué)與空間特性，氨基酸和堿基可形成晶格狀結(jié)構(gòu)的復(fù)合物。約翰遜·楊等認(rèn)為，數(shù)字是宇宙中通用的語(yǔ)言。他將密碼子進(jìn)行數(shù)字化處理，發(fā)現(xiàn)密碼子之間數(shù)學(xué)性的堿基類型和氨基酸意義關(guān)聯(lián)，并試圖據(jù)此闡述密碼子的起源。英國(guó)一位微生物學(xué)家預(yù)示，與特定氨基酸的堿基排列順序相關(guān)的遺傳密碼是RNA的一種內(nèi)在固有特性，而且該密碼一直延續(xù)至今。他研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)由核苷酸螺旋鏈構(gòu)成的RNA向外折曲時(shí)，每隔三個(gè)核苷酸就有隙口開(kāi)啟，這種新形狀當(dāng)有RNA被附著在一固體粒子上時(shí)，便會(huì)保持下去。每個(gè)隙口邊界上有3個(gè)堿基，這些隙口每一個(gè)所具有的堿基形成一種只接受一種類型的氨基酸形狀。

一般認(rèn)為，最早的RNA信息流向蛋白質(zhì)可能是由氨基酸或多肽與特定區(qū)域的堿基序列形成復(fù)合物而實(shí)現(xiàn)的。在進(jìn)化過(guò)程中，由于環(huán)境選擇壓力，這種不成熟的、易造成差錯(cuò)的機(jī)制逐漸為嚴(yán)格的密碼對(duì)應(yīng)關(guān)系所取代，同時(shí)表現(xiàn)出一定程度的靈活性，如存在同義密碼及線粒體、葉綠體和核內(nèi)染色體密碼系統(tǒng)的微小差異，以適應(yīng)生物體復(fù)雜性進(jìn)化的需要。