科學(xué)家認為，遺傳機制之所以不再變化，可能是因為DNA翻譯產(chǎn)生蛋白質(zhì)的方式本身存在著(zhù)某種限制。

　　科學(xué)家們認為轉運RNA沒(méi)有足夠的識別要素，因此遺傳機制數十億年來(lái)再也沒(méi)有改變過(guò)。轉運RNA能夠將合成蛋白質(zhì)的“磚塊”運送到“裝配線(xiàn)”上，但品種有限，只能對應20種氨基酸。

　　新浪科技訊 北京時(shí)間5月16日消息，地球上的生命一直處在不斷進(jìn)化之中，但控制這一過(guò)程的基因代碼卻始終不變，還是同樣的組成部分，同樣的排列方式，與數十億年之前別無(wú)二致。

　　在歷史上的某個(gè)時(shí)間點(diǎn)，我們的遺傳機制忽然達到了平臺期，基因代碼從此固定了下來(lái)，不會(huì )再發(fā)生任何改變。

　　科學(xué)家認為，其中的原因可能是DNA翻譯產(chǎn)生蛋白質(zhì)的方式本身存在著(zhù)某種限制。

　　西班牙的一支基因學(xué)家團隊對轉運RNA(tRNA)進(jìn)行了研究。轉運RNA能夠將合成蛋白質(zhì)的“磚塊”運送到“裝配線(xiàn)”上，讓它們以正確的順序連接在一起。

　　弗朗西斯?克里克(Francis Crick)于上世紀60年代破解了基因密碼的內在機制，因此贏(yíng)得了諾貝爾獎。他將該機制稱(chēng)作“凍結事故”。這是因為遺傳機制只能使用20種氨基酸(合成蛋白質(zhì)的原料)，而這一數字已經(jīng)超過(guò)30億年沒(méi)有增加過(guò)了。

　　人類(lèi)可以在體內將這些氨基酸合成蛋白質(zhì)，但我們也需要遺傳機制無(wú)法產(chǎn)生的、額外的氨基酸。

　　從理論上來(lái)說(shuō)，基因密碼可以使用63種氨基酸，但在數十億年前，這一數字卻遇到了某種障礙，沒(méi)能繼續增長(cháng)下去。

　　但如果我們能夠利用的氨基酸超過(guò)了20種，在合成蛋白質(zhì)的過(guò)程中就可能經(jīng)常出現各種各樣的誤差，制造出錯誤的蛋白質(zhì)，最終導致整個(gè)生物系統土崩瓦解。

　　每個(gè)轉運RNA都有兩塊關(guān)鍵區域，這兩塊區域的不同組合為每個(gè)tRNA賦予了獨特的身份。如果氨基酸種類(lèi)過(guò)多的話(huà)，在產(chǎn)生新的tRNA時(shí)，整個(gè)系統肯定會(huì )出現混亂。

　　該團隊同時(shí)還將目光投向了合成生物學(xué)這一新領(lǐng)域，希望能突破大自然的限制，進(jìn)一步擴大遺傳密碼范圍。

　　“根據遺傳密碼進(jìn)行的蛋白質(zhì)合成是生物系統的決定性標志，最重要的就是保證信息的翻譯準確無(wú)誤。” 西班牙生物醫藥研究所的一名基因學(xué)家、本文的主要作者路易斯?里巴斯?德?波普拉納教授(Lluís Ribas de Pouplana)解釋道。

　　每個(gè)轉運RNA都有兩塊關(guān)鍵區域，其中一端與一種特定的氨基酸相連，另一端則負責識別由三個(gè)堿基構成的密碼子——但同一種氨基酸可以對應多種密碼子。這兩塊區域的不同組合為每個(gè)tRNA賦予了獨特的身份。
　　該研究團隊表示，遺傳密碼之所以只能利用20種氨基酸，是因為如果氨基酸種類(lèi)過(guò)多的話(huà)，在產(chǎn)生新的tRNA時(shí)，整個(gè)系統肯定會(huì )出現混亂。

　　里巴斯教授說(shuō)道：“我們的研究工作顯示，轉運RNA沒(méi)有足夠的識別要素，因此這個(gè)系統無(wú)法識別出63種不同的RNA。由于每種氨基酸都需要對應一種專(zhuān)門(mén)的轉運RNA，轉運RNA數量的上限也就決定了能利用的氨基酸數量的上限。這一上限碰巧就是20種，而且已經(jīng)30億年沒(méi)有變過(guò)了。”

　　但該團隊同時(shí)還將目光投向了合成生物學(xué)這一新領(lǐng)域，希望能突破大自然的限制，進(jìn)一步擴大遺傳密碼范圍。

　　里巴斯教授解釋道：“這一限制不可能自然而然地發(fā)生改變，你可以將它稱(chēng)作分子多樣性的瓶頸。但我們可以在實(shí)驗室中人為地增加細胞使用的氨基酸的數量。在自然環(huán)境中，添加新的氨基酸需要整個(gè)生物系統進(jìn)行非常大的調整，我認為我們的研究工作再次證明了這一點(diǎn)。大自然是做不到這樣的事情的。在此次研究之后，如何進(jìn)行這樣的調整就是我們面臨的主要問(wèn)題。”(葉子)