六十年代的分子生物学革命中,基因密码的揭示堪称科学史上的壮举。始于五十年代的数学推理,乔治·伽莫夫(George Gamov)这位物理学家凭借DNA的四碱基与蛋白质二十种氨基酸的对应关系,提出了关键的猜想。他推算,单个核苷酸编码只能决定四种氨基酸,而每两个核苷酸编码最多16种,显然无法覆盖全部。伽莫夫通过逻辑分析,认为三个核苷酸编码(4的三次方,即64种)可能是理想选择,因为它能恰好对应20种氨基酸,而四个或更多则违背了生物进化中的经济原则。1961年,布伦纳和格里克的实验验证了这一猜想,证实了三联体密码子的存在。
密码的破译是建立在蛋白质合成体系和核酸人工合成技术的基石上,尤其是尼伦伯格博士在竞赛中的领先表现。破译方法主要有两种:
1964年,尼伦伯格和莱德创新性地使用tRNA与确定的密码子结合实验,揭示了特异的氨基酸-tRNA能在缺乏蛋白质合成因子的情况下,与核糖体-mRNA复合物结合。通过观察不同三联体的特异性结合,科学家得以确定剩余氨基酸的密码子,最终在1965年完成了所有氨基酸密码的破解。
伽莫夫的数理洞察和实验家们的技术突破,共同推动了科学的进展,证明了生命密码的三联体结构。这段历史告诉我们,跳出常规思考,往往能发现科学的奥秘。而深入理解这些基础原理,仍是生物学研究的基石,正如经典的教材和文献所示。