孟德爾提出的基因決定性狀,經過100餘年的研究,巳經演繹為DNA決定蛋白質。三體密碼的概念,又具體生動地說明了DNA中的核苷酸與組成蛋白質的氨基酸的關係。但是,細胞學所揭示的事實是這樣的:DNA主要存在於細胞核中,而蛋白質主要存在於細胞質中,另外,由氨基酸合成蛋白質是在細胞質內進行的,而且DNA這種大分子不能隨意進人細胞質。根據這種事實,法國的生物化學家雅各布和莫諾首先提出“位於細胞核內的DNA怎樣決定蛋白質的合成”,或者說“鎖在檔案室中的密碼如何把密碼所記載的信息傳遞出去呢?”在提出問題時巳經在思考答案了。他們做出這樣的推理:
“檔案室裏的密碼雖不能外借,但一定是可以翻錄的,而翻錄帶一定可以帶出檔案室。”那麼,細胞核裏除了DNA外,有沒有結構與DNA相似又能從細胞核內進人細胞質的物質呢?有,那就是核糖核酸(RNA)。RNA的結構與DNA十分相似,因為RNA也是由核苷酸連接而成的長鏈,這種長鏈也確實是按照DNA的模子,像DNA半保留複製那樣形成的。即在細胞核內生命的DNA,首先雙鏈拆成單鏈,然後在DNA單鏈的鳥嘌呤(G)處,連上一個胞嘧啶(C),在腺嘌呤(A)的地方,接上一個尿嘧啶(U),這樣形成的一條新鏈就是RNA。由此可見,RNA與DNA相比,在堿基的種類上隻是由尿嘧啶代替了DNA鏈中的胸腺嘧啶。此外,RNA的糖是核糖,DNA是去(脫)氧核糖,DNA是雙鏈,RNA是單鏈。照著細胞核內DNA的樣子,由4種核苷酸連成RNA長鏈,叫做轉錄(或翻錄),可想而知,RNA是帶著DNA的信息的,意思是說DNA中堿基的相互連接情況也反映在RNA的結構上,例如DNA—條鏈上組成密碼的堿基如果是一AAC-CGG—,那麼,由此鏈轉錄成的RNA鏈,堿基的排列為一U-UGGCC—。這種RNA長鏈由於帶著DNA鏈上的信息,因此叫做信使RNA(mRNA)cmRNA能從細胞核內進人細胞質。但是,根據羅馬尼亞血統的美國生物化學家帕拉德1956年用電子顯微鏡觀察的結果,進人細胞質的mRNA是與細胞質中的小顆粒結合在一起的,這個小顆粒叫核糖體。細胞裏的蛋白質都是在這個小顆粒裏合成的,因此,可以說,核糖體是細胞中合成蛋白質的車間。
美國另一位化學家霍格蘭在研究細胞質中的RNA時,又發現了一種相對分子質量比mRNA小得多的RNA,後來證明,這種RNA—端能與某種特定的氨基酸結合,另一端有三個堿基組成的一個密碼子,這個密碼子能與mRNA相應的密碼子結合,為了與mRNA上的密碼子區別起見,特把這種能與氨基酸相結合的相對分子質量較小的RNA上的密碼子叫“反密碼子”。
實際上,這種RNA是專門“搬運”氨基酸的,所以也叫搬運RNA(tRNA)。