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第一 代 的 數學 分析 數值 積分 計算機 ( Mathematical胺 Analyzer , Numerical Integrator , and Computer , MANIAC ) , 參與 氫彈 研究 的 計算 。 1954年 夏天 , 伽莫夫 在 洛沙拉摩斯 國家 實驗室 , 與 理論 物理學家 兼 電算 與 邏輯 設計 專家 梅楚羅利斯 ( Nicholas Metrololis ) 合作 , 用 MANIAC 進行 「 蒙地卡羅 模擬 」 , 測試 重疊 密碼 。 電腦 根據 重疊 密碼 , 建構 「 人為 的 蛋白質 」 , 然後 和 已 知 的 天然 蛋白質 比較 。 9月 結果 出來 , 結論 是 負面 的 。 電腦 分析 的 結果 顯示 , 胺基酸 在 人為 的 和 天然 的 蛋白質 的 分佈 情形 沒有 差別 , 都 是 純粹 隨機 的 ; 雖然 根據 重疊 密碼 , 胺基酸 在 蛋白質 中 的 分佈 應該 受到 很多 限制 , 不會 是 隨機 的 。 1956年 布藍納 寄 一 篇 短文 〈 論 所有 重疊 三聯體 密碼 之 不可能性 〉 給 RNA 領帶 俱樂部 , 用 已 知 的 蛋白質 胺基酸 序列 , 推翻 任何 重疊 密碼 的 可能性 。 這 篇 論文 隔年 發表 在 《 美國 國家 科學院 學報 》 。 在 那 個 時代 , 發表 在 《 美國 國家 科學院 學報 》 的 論文 都 是 來自 學院 院士 , 或者 來自 他們 的 推薦 。 布藍納 這 篇 推翻 伽莫夫 密碼 模型 的 論文 , 是 伽莫夫 以 院士 身分 推薦 的 。 無 逗點 密碼 遺傳 密碼 有 兩 個 神聖 的 數字 : 4 和 20 。 4 是 DNA 的 鹼基 種類 數目 , 20 是 蛋白質 的 胺基酸 種類 數目 。 生物 如何 用 4 種 鹼基 編碼 20 種 胺基酸 ? 如果 一 個 鹼基 編碼 一 個 胺基酸 , 那 就 只 有 4 組 「 密碼子 」 , 只 能 編碼 4 種 胺基酸 。 如果 兩 個 鹼基 ( 「 二聯體 」 ) 編碼 一 個 胺基酸 , 那 總共 就 有 16 (42 ) 組 密碼子 , 能 編碼 16 種 胺基酸 , 還是 不 夠 。 如果 三 個 鹼基 ( 「 三聯體 」 ) 編碼 一 個 胺基酸 , 總共 有 64 (43 ) 組 密碼子 , 又 超過 胺基酸 總數 很多 。 雖然 大部份 的 科學家 都 相信 「 三聯體 」 , 但是 64 組 密碼子 的 數目 比 胺基酸 的 多出 44 個 , 怎麼辦 ? 有 兩 個 可能性 , 第一 、 可能 有 很多 密碼子 沒有 用來 編碼 胺基酸 ( 稱為 「 無意義 」 的 密碼子 ) ; 第二 、 密碼子 有 重複 的 , 也就是說 同 一 個 胺基酸 可能 由 幾 個 不同 的 密碼 子編碼 。 這 兩 個 可能性 並 不 互相 排斥 。 另外 一 個 重要 的 問題 是 , 如果 三聯體 是 正確 的 , 在 一 串 漫長 的 鹼基 序列 中 , 細胞 如何 知道 從 哪 一 個 鹼基 開始 , 到 哪 一 個 鹼基 結束 呢 ? 每 一 個 鹼基 序列 都 有 三 個 可能 的 唸法 ( 稱為 「 讀 框 」 ) , 譬如 123123123123123 … … 這 個 序列 , 可以 唸成 123,123, 123 … … , 或 231,231 , r 231 … … , 或 312,312,312 … … 。 這 三 種 讀 框 , 細胞 如何 正確 地 選擇 呢 ? 以 克里克 的 說法 是 : 「 細胞 如何 知道 把 逗點 放 在 哪裡 ? 」 1957年 , 克里克 想到 一 個 模式 可以 解決 這 問題 , 他 稱 之 為 「 無 逗 點 密碼 」 ( comma-less code ) 。 他 假設 編碼 蛋白質 的 鹼基 序列 中 的 三 個 讀框 , 只有 一 個 是 「 有 意義 」 的 ,讀框 裡 每 一 個 三聯體 密碼子 都 編碼 某 一 個 胺基酸 ; 另外 的 兩 個 讀框 中 的 密碼子 通通 是 「 無意義 」 ( nonsense ) 的 , 都 不 編碼 任何 胺基酸 。 譬如 RNA 序列 AGACGAUUA … … , 只有 AGA 、 CGA 、 UUA … … 這 個 讀框 中 的 密碼子 有 意義 ; 另外 兩 個 讀框 中 的 密碼 子疊 GAC 、 GAU 、 UAU … … 以及 ACG 、 AUU 、 AUC … … 都 無意義 。 這樣 的 密碼 模式 解決 了 讀 框 選擇 的 問題 , 因為 只有 一 個 讀框 有 編碼 胺基酸 , 沒 得 選擇 , 也 不必 選擇 。 他 很 興奮 地 把 這 點子 告訴 歐吉爾 。 歐吉爾 思考 了 一下 , 就 告訴 克里克 , 根據 這 個 系統 , 有 意義 的 密碼子 剛好 是 20 種 ! 神奇 的 20 ! 克里克 更加 興奮 。 歐吉爾 如何 計算 呢 ? 首先 , 他 去除 四 個 重複 序列 的 三聯體 ( AAA 、 CCC 、 GGG 和 UUU ) , 它們 一定 是 無意義 的 。 為什麼 呢 ? 讓 我們 考慮 AAAAAA … … 這 個 連續 序列 , 它 三 個 讀框 的 三聯體 都 一樣 , 都 是 AAA , 不可能 同時 有 意義 又 無意義 。 同樣 道理 , CCC 、 GGG 和 UUU 也 一定 是 無意義 。 排除掉 這 四 個 重複 密碼字 , 剩下 60 個 三 聯體 。 再 來 考慮 剩下 60 個 三聯體 密碼 中任 的 一 個 , 譬如 AAC 。 我們 讓 AAC 一直 重複 成為 AACAACAAC … … 。 這 序列 三 種 不同 的 讀框 有 三 種 不同 的 密碼子 AAC 、 ACA 和 CAA , 三 者 只 能 有 一 個 有 意義 , 其他 兩 種 必定 是 無意義 的 。 也就是說 如果 AAC 有 意義 , 那 ACA 和 CAA 應該 就 是 無意義 , 以 此 類推 。 依據 這樣 循環 排列 的 推理 , 剩下 的 60 個 三 聯體 可以 分成 20 組 循環 序列 。 每 組 循環 序列 中 只 有 一 個 三聯體 是 有 意義 的 密碼子 , 所以 , 最後 的 結論 就 是 : 「 無 逗點 密碼 」 系統 裡 只 會 有 20 個 有 意義 的 密碼子 , 另外 44 個 是 無意義 的 。 「 無逗點 密碼 」 不但 解決 了 讀 框 的 問題 , 也 一舉 解決 了 64 個 密碼子 如何 編碼 20 個 胺基酸 的 問題 。 此外 , 它 的 密碼子 沒有 重疊 , 所以 沒有 胺基酸 序列 的 限制 , 任何 胺基酸 序列 都 是 可 容許 的 。 也 因為 如此 , 「 無 逗點 密碼 」 沒辦法 用 已 知 的 蛋白質 序列 來 檢驗 它 的 正確性 。 理論 上 「 無逗點 密碼 」 可以 用 DNA 序列 來 檢驗 , 因為 它 對 DNA 的 序列 有 限制 。 譬如 在 正確 ( 有 意義 ) 的 讀框 序列 中 , 不可以 出現 無意義 的 密碼子 。 以 上述 AAC 的 例子 而言 , 如果 AAC 是 有 意義 的 , ACA 和 CAA 就 不可以 出現 在 任何 有 意義 的 讀框 中 。 如果 這 三 個 密碼子 中 有 兩 個 同時 存在 一 個 基因 序列 的話 , 「 無 逗 點 密碼 」 就 是 錯誤 的 。 不過 , 這 個 檢驗 方法 只 是 空談 , 因為 當時 還 沒有 核酸 的 定序 技術 。 克里克 和 歐吉爾 開始 只是