遗传密码的进化

① 遗传密码的一代密码

遗传密码是由核苷酸组成的三联体。翻译时从起始密码子开始，沿着mRNA的5′——3′方向，不重叠地连续阅读氨基酸密码子，一直进行到终止密码子才停止，结果从N端到C端生成一条具有特定顺序的肽链。
“遗传密码”一词，现在被用来代表两种完全不同的含义，外行常用它来表示生物体内的全部遗传信息。分子生物学家指的是表示四个字母的核酸语言和20个字母的蛋白质语言之间关系的小字典。要了解核苷酸顺序是如何决定氨基酸顺序的，首先要知道编码的比例关系，即要弄清楚核苷酸数目与氨基酸数目的对应比例关系。
从数学观点考虑，核酸通常有四种核苷酸，而组成蛋白质的氨基酸有20种，因此，一种核苷酸作为一种氨基酸的密码是不可能的。如果两种核苷酸为一组，代表一种氨基酸，那么它们所能代表的氨基酸也只能有42=16种（不足20种）。如果三个核苷酸对应一个氨基酸，那么可能的密码子有43=64种，这是能够将20种氨基酸全部包括进去的最低比例。因此密码子是三联体（triplet），而不是二联体，（plet），更不是单一体（singlet）。
国际公认的遗传密码，它是在1954年首先由盖莫夫提出具体设想，即四种不同的碱基怎样排列组合进行编码，才能表达出20种不同的氨基酸。1961年，由尼伦伯格等用大肠杆菌无细胞体系实验，发现苯丙氨酸的密码就是RNA上的尿嘧啶UUU密码子，到1966年，64种遗传密码全部破译。
在64个密码子中，一共有三个终止密码子，它们是UAA、UAG和UGA，不与tRNA结合，但能被释放因子识别。终止密码子也叫标点密码子或叫无意义密码子。有两个氨基酸密码子AUG和GUG同时兼作起密码子，它们作为体内蛋白质生物合成的起始信号，其中AUG使用最普遍。
密码的最终破译是由实验室而不是由理论得出的，遗传密码体现了分子生物学的核心，犹如元素周期表是化学的核心一样，但二者又有很大的差别。元素周期表很可能在宇宙中的任何地方都是正确的，特别是在温度和压力与地球都相似的条件下。但是如果在其他星球也有生命的存在，而那种生命也利用核酸和蛋白质，它们的密码很可能有巨的差异。在地球上，遗传密码只在某些生物中有微小的变异。克里克认为，遗传密码如同生命本身一样，并不是事物永恒的性质，至少在一定程度上，它是偶然的产物。当密码最初开始进化的，它很可能对生命的起源起重要作用。

② 地球上所有的生物都共用一套遗传密码！那么岂不是所有的生物都共有一个祖先

你好！
是厌氧的单细胞生物，生物界共用一套遗传密码，从进化的角度去理解：所有生专物所含的元属素种类基本相同，进化理论认为，生物不是神创造的。而且最初的生命起源于原始海洋，比如说，是由更古老！
并且这个理论是有依据的，都来自共同的祖先进化而来，更简单的生物进化出来的，地球上的所有生物，也就是说，还有大多数生物都是由细胞组成的，等等是的
仅代表个人观点，不喜勿喷，谢谢。

③ 密码子和遗传密码的区别

遗传密码是由64个密码子组成的，所以在本质上密码子和遗传密码没有区别。

1、遗传密码子是三联体密码：一个密码子由信使核糖核酸（mRNA）上相邻的三个碱基组成。密码子具有通用性，不同的生物密码子基本相同，即共用一套密码子。

2、、 遗传密码子无逗号：两个密码子间没有标点符号，密码子与密码子之间没有任何不编码的核苷酸，读码必须按照一定的读码框架，从正确的起点开始，一个不漏地一直读到终止信号。遗传密码子不重叠，在多核苷酸链上任何两个相邻的密码子不共用任何核苷酸。

3、 密码子具有简并性：除了甲硫氨酸和色氨酸外，每一个氨基酸都至少有两个密码子。这样可以在一定程度内，使氨基酸序列不会因为某一个碱基被意外替换而导致氨基酸错误。

(3)遗传密码的进化扩展阅读：

应用：

提高基因的异源表达

可通过分析密码子使用模式，预测目的基因的最佳宿主；或者应用基因工程手段，为目的基因表达提供最优的密码子使用模式。3种不同的方式，目的都是利用密码子偏性来提高异源基因的表达。

翻译起始效应

mRNA浓度是翻译起始速率的主要影响因素之一，密码子直接影响转录效率，决定mRNA浓度。如单子叶植物在“翻译起始区”的密码子偏性大于“翻译终止区”，暗示“翻译起始区”的密码子使用对提高蛋白翻译的效率和精确性更为重要，因此，通过修饰编码区5′端的DNA序列，来提高蛋白质的表达水平将有望成为可能。

影响蛋白质的结构与功能

基因的密码子偏性与所编码蛋白质结构域的连接区和二级结构单元的连接区有关、翻译速率在连接区会降低。马建民等通过聚类分析的方法研究发现，哺乳动物MHC基因的密码子偏性与所编码蛋白质的三级结构密切相关，并可通过影响mRNA不同区域的翻译速度，来改变编码蛋白质的空间构象。其研究所选取的蛋白结构单位是蛋白指纹，它在很大程度上也是一种蛋白功能单位，表明密码子偏性与蛋白的功能也存在密切相关。改变密码子使用模式可目的性改变特定蛋白质的结构与功能。

基因定位功能

密码子的使用模式在细胞核和细胞质遗传物质之间也存在差异，如核基因中的起始密码子只有ATG，而线粒体基因中的起始密码子为ATN；核基因中的终止密码子TGA在线粒体基因中用来编码色氨酸等。因此，可以通过比较密码子的使用模式，来进行真核生物核糖体在细胞内以及未知蛋白基因在基因组的定位。

预测进化规律

类似的密码子使用模式，预示着物种相近的亲缘关系或生存环境。目前已有研究通过比较密码子偏性的差异程度，来分析物种间的亲缘关系和进化历程。线粒体基因组具有母系遗传、分子结构简单、多态性丰富等优点，是一种重要的分子标记，研究其密码子使用偏好性，可以很好地用于确定动物类群的遗传分化和系统发生关系。

④ 遗传密码的历史起源

除了少数的不同之外，地球上已知生物的遗传密码均非常接近；因此根据演化论，遗传密码应在生命历史中很早期就出现。现有的证据表明遗传密码的设定并非是随机的结果，对此有以下的可能解释 ：
韦斯（Carl Richard Woese）认为，一些氨基酸与它们相对应的密码子有选择性的化学结合力（立体化学假说，stereochemical hypothesis），这显示现在复杂的蛋白质制造过程可能并非一早存在，最初的蛋白质可能是直接在核酸上形成。但王子晖（J. Tze-Fei Wong）认为，氨基酸和相应编码的忠实性反映了氨基酸生物合成路径的相似性，并非物理化学性质的相似性（共进化假说，co-evolution hypothesis）。谢平指出，遗传密码子是生化系统的一部分，因此，必须与生化系统的演化相关联，而生化系统的核心是ATP，只有它才能建立起核酸和蛋白质之间的联系（ATP中心假说，ATP-centric hypothesis） ：ATP（a）是光能转化成化学能的终端，（b）导演了一系列的生化循环（如卡尔文循环、糖酵解和三羧酸循环等）及元素重组，（c）它通过自身的转化与缩合将错综复杂的生命过程信息化——筛选出用4种碱基编码20多个氨基酸的三联体密码子系统、精巧地构建了一套遗传信息的保存、复制、转录和翻译以及多肽链的生产体系，（d）演绎出蛋白质与核酸互为因果的反馈体系，在个体生存的方向性筛选中，构筑了对细胞内成百上千种同步发生的生化反应进行秩序化管控（自组织）的复杂体系与规则，并最终建立起个性生命的同质化传递机制——遗传。
原始的遗传密码可能比今天简单得多，随着生命演化制造出新的氨基酸再被利用而令遗传密码变得复杂。虽然不少证据证明这一观点，但详细的演化过程仍在探索之中。经过自然选择，现时的遗传密码减低了突变造成的不良影响。Knight等认为，遗传密码是由选择（selection）、历史（history）和化学（chemistry）三个因素在不同阶段起作用的（综合进化假说） 。
其它假说：艾根提出了试管选择（in vitro selection）假说，奥格尔（Leslie Eleazer Orgel）提出了解码（decoding）机理起源假说，杜维（Christian de Duve）提出了第二遗传密码（second genetic code）假说。Wu等推测，三联体密码从两种类型的双联体密码逐渐进化而来, 这两种双联体密码是按照三联体密码中固定的碱基位置来划分的, 包括前缀密码子（Prefix codons）和后缀密码子（Suffix codons）。不过，Baranov等推测三联体密码子是从更长的密码子（如四联体密码子quadruplet codons）演变而来，因为长的密码子具有更多的编码冗余从而能抵御更大的突变压力 。

⑤ 基因的基因（密码子）起源

基因就是编译氨基酸的密码子，因此，密码子的起源就是基因的起源。除了少数的不同之外，地球上已知生物的遗传密码均非常接近；因此根据演化论，遗传密码应在生命历史中很早期就出现。现有的证据表明遗传密码的设定并非是随机的结果，对此有以下的可能解释：
韦斯（Carl Richard Woese）认为，一些氨基酸与它们相对应的密码子有选择性的化学结合力（立体化学假说，stereochemical hypothesis），这显示现在复杂的蛋白质制造过程可能并非一早存在，最初的蛋白质可能是直接在核酸上形成。但王子晖（J. Tze-Fei Wong）认为，氨基酸和相应编码的忠实性反映了氨基酸生物合成路径的相似性，并非物理化学性质的相似性（共进化假说，co-evolution hypothesis）。谢平提出，遗传密码子是生化系统的一部分，因此，必须与生化系统的演化相关联，而生化系统的核心是ATP，只有它才能建立起核酸和蛋白质之间的联系（ATP中心假说，ATP-centric hypothesis） 。
原始的遗传密码可能比今天简单得多，随着生命演化制造出新的氨基酸再被利用而令遗传密码变得复杂。虽然不少证据证明这一观点，但详细的演化过程仍在探索之中。经过自然选择，现时的遗传密码减低了突变造成的不良影响。Knight等认为，遗传密码是由选择（selection）、历史（history）和化学（chemistry）三个因素在不同阶段起作用的（综合进化假说）。
其它假说：艾根提出了试管选择（in vitro selection）假说，奥格尔（Leslie Eleazer Orgel）提出了解码（decoding）机理起源假说，杜维（Christian de Duve）提出了第二遗传密码（second genetic code）假说。Wu等推测，三联体密码从两种类型的双联体密码逐渐进化而来, 这两种双联体密码是按照三联体密码中固定的碱基位置来划分的, 包括前缀密码子（Prefix codons）和后缀密码子（Suffix codons）。不过，Baranov等推测三联体密码子是从更长的密码子（如四联体密码子quadruplet codons）演变而来，因为长的密码子具有更多的编码冗余从而能抵御更大的突变压力。

⑥ 高中生物遗传与进化中发现遗传密码对应规则的实验有一地方不懂

“起始密码子”的功能并不是“使翻译开始”，而是“定位翻译开始位置的信号标记”。

比如做多聚尿嘧啶核糖核苷酸指导合成多聚苯丙氨酸肽链的实验用的就是大肠杆菌的核糖体，正常的mRNA上有一段叫做Shine-Dalgarno sequence的区域，能够引导mRNA的AUG密码子定位到核糖体RNA 3'末端与之互补的位置上。然后翻译能够按照正常的密码子顺序进行。

而对于人工合成的mRNA，没有Shine-Dalgarno sequence，也没有起始密码子，所以翻译开始的位置是随机的，核糖体和mRNA结合的位置在哪里，翻译就从哪里开始，因为都是U，所以不管从哪里开始，氨基酸都是Phe。

如果人工合成的mRNA不止一种碱基，比如是UUUAAAUUUAAA……这样子的，那么翻译出来的就不会只有UUU和AAA的氨基酸，还会有UUA，UAA，AAU，AUU的氨基酸，因为开始阅读密码子的位置是随机的。

所以这个实验只要明确是UUU就可以了，其它不影响

⑦ 遗传密码在遗传信息中的作用

遗传信息是指遗传物质(DNA)中碱基的排列顺序.而遗传密码是指RNA上碱基排列顺序版,是DNA一条链复制权而来的.遗传密码在信使RNA(mRNA)的翻译合成蛋白质的过程中起到了不可替代的作用。好了知道的就这么多``闪

⑧ 密码子的起源

除了少数的不同之外，地球上已知生物的遗传密码均非常接近；因此根据演化论，遗传密码应在生命历史中很早期就出现。现有的证据表明遗传密码的设定并非是随机的结果，对此有以下的可能解释:
最近一项研究显示，一些氨基酸与它们相对应的密码子有选择性的化学结合力（立体化学假说，stereochemical hypothesis），这显示现在复杂的蛋白质制造过程可能并非一早存在，最初的蛋白质可能是直接在核酸上形成。但也有学者认为，氨基酸和相应编码的忠实性反映了氨基酸生物合成路径的相似性，并非物理化学性质的相似性（共进化假说，co-evolution hypothesis）。谢平指出，遗传密码子是生化系统的一部分，因此，必须与生化系统的演化相关联，而生化系统的核心是ATP，只有它才能建立起核酸和蛋白质之间的联系（ATP中心假说，ATP-centric hypothesis） ：ATP（a）是光能转化成化学能的终端，（b）导演了一系列的生化循环（如卡尔文循环、糖酵解和三羧酸循环等）及元素重组，（c）它通过自身的转化与缩合将错综复杂的生命过程信息化——筛选出用4种碱基编码20多个氨基酸的三联体密码子系统、精巧地构建了一套遗传信息的保存、复制、转录和翻译以及多肽链的生产体系，（d）演绎出蛋白质与核酸互为因果的反馈体系，在个体生存的方向性筛选中，构筑了对细胞内成百上千种同步发生的生化反应进行秩序化管控（自组织）的复杂体系与规则，并最终建立起个性生命的同质化传递机制——遗传 。

原始的遗传密码可能比今天简单得多，随着生命演化制造出新的氨基酸再被利用而令遗传密码变得复杂。虽然不少证据证明这观点，但详细的演化过程仍在探索之中,。 经过自然选择，现时的遗传密码减低了突变造成的不良影响。即，遗传密码是由选择（selection）、历史（history）和化学（chemistry）三个因素在不同阶段起作用的（综合进化假说） 。

⑨ 遗传密码有那些特点这些特点有何生物学意义 （主要是生物学意义） 考研 生物 简答题

简并性。变偶性。通用性。变异性。密码子一共有64个，除了三个终止密码子外，61个密码子编码20个氨基酸，只有甲流氨酸与色氨酸只有一个密码子其余都有两个及以上密码子。这种简并性可以减少有害突变。边偶性。密码子的简并性变现在第三为碱基上，第一第二伟碱基一般是严格配对，这一现象为变偶性。可以减少因基因突变对生物的危害。通用性是所有生物公用一套密码子表。说明生物有共同的起源，同时也说明密码子十分保守。