神奇的遺傳物質DNA不僅能夠自我複製將遺傳信息傳給後代,還能“指令”細胞合成自身生命活動所需要的一切蛋白質,表現出與親代相似的性狀,這在遺傳學上叫基因的表達。上麵談到,在高等生物的細胞中,基因或DNA幾乎全部集中在細胞核裏,而蛋白質的合成卻在細胞質中進行,中間隔著一層核膜。這就好像一個工廠,技術資料都存在檔案室裏,而車間裏卻要按照資料規定的工序進行生產。怎麼辦呢?將所需要的技術資料抄錄一份送到車間去豈不是萬事大吉了嗎!實際上,生命正是這樣進行的。承擔這一任務的便是一種核糖核酸,叫“信使核糖核酸”(簡稱mRNA)。信使核糖核酸具有一種高超的本領,它能把DNA上合成蛋白質的密碼抄錄下來,這個過程叫“轉錄”。然後信使核糖核酸作為DNA的“全權代表”,攜帶這個遺傳信息從細胞核中被“派往”細胞質。

正是由於它能傳遞信息,所以才得到信使核糖核酸的美名。

那麼,DNA是如何把遺傳信息傳給信使核糖核酸的呢?

DNA的轉錄技巧是很高超的。所謂轉錄就是指遺傳信息由DNA錄製到mRNA上。通過研究知道,信使核糖核酸隻有一條單鏈,鏈上核苷酸的堿基跟脫氧核糖核酸的堿基僅是一“字”之差:核糖核酸沒有胸腺嘧啶(T),而有尿嘧啶(U)。因此,脫氧核糖核酸傳遞遺傳信息時,堿基配對就多了一個新規律:A對U,其餘仍按G對C、T對A進行。這個過程好比底片轉印照片似的,於是人們便起名叫“轉錄”。

轉錄而成的信使RNA從細胞核進入細胞質後便可以指導蛋白質的合成了。然而,實際過程要費一些周折,這是因為蛋白質和核酸是不同的生物大分子,核酸文字與蛋白質文字就像“不同國家文字”一樣,也有所不同。構成蛋白質文字的“字母”是氨基酸,蛋白質是由20種氨基酸組成的。所以可以說,蛋白質的文字是由20個“氨基酸字母”編碼的。而核酸是由4種核苷酸組成的,所以核酸文字由4種“核苷酸字母”編碼的。那麼,核酸是怎樣決定蛋白質合成的呢?也就是說,如何把由4個核苷酸字母組成的核苷酸文字翻譯成由20個氨基酸字母組成的蛋白質文字呢?這裏就有個翻譯的規則。科學家們發現遺傳密碼是由3個字母(也就是3個堿基)組成的三聯體密碼,即每個“密碼子”由3個字母組成,也就是說3個相鄰的核苷酸決定一種氨基酸。例如,賴氨酸的遺傳密碼是AAA,甘氨酸是GGG,精氨酸是AAG……從而編製出一本密碼字典。令人驚奇的是,成千上萬種生物用的基本上都是這一套密碼。這一點具有非常重大的意義,有關這方麵的事情我們後麵再談。

在生物的蛋白質合成中,有翻譯的準則。那由誰來擔任翻譯呢?實際上,通曉蛋白質和核酸兩種文字的“譯員”是另外一種核糖核酸,叫轉運RNA(簡稱tRNA)。轉運核糖核酸的本領不僅具有“翻譯”的作用,而且還能將蛋白質合成的原料——氨基酸搬運到蛋白質合成的地點去對號入座,它還起著“搬運工”的作用。至於翻譯工作的場所,就在細胞質內核糖體上。核糖體是一種微小的顆粒,它是合成蛋白質的“車間”。