DNA、RNA與蛋白質到底是什么關系？ —— 生命遺傳密碼的發現之旅

1968年，羅伯特·霍利(Robert Holley)、馬歇爾·尼倫伯格(Marshall Niren-berg)和哈爾·葛賓·霍拉納(Har Gobind Khorana)獲得諾貝爾生理學或醫學獎。

1953年DNA雙螺旋結構公布不久，著名的俄羅斯裔美國物理學家喬治·伽莫夫（George Gamow）將一份手稿交到DNA雙螺旋結構發現之一的弗朗西斯·克里克（Francis Crick）的手中，他在手稿中首次提出了DNA的A、T、C、G這4種堿基與蛋白質的20種氨基酸的對應關系，給了克里克很大的啟發。

物理學家加盟

喬治·伽莫夫1904年出生于俄國，畢業于列寧格勒大學，28歲就入選了蘇聯科學院院士，成為最年輕的院士。1934年伽莫夫移居美國，在喬治·華盛頓大學等學校擔任物理學教授。伽莫夫的研究領域極廣，包括原子衰變、宇宙起源和遺傳密碼等，在這些領域提出了一系列開創性的理論，如倡導和發展了宇宙大爆炸理論，并預言了宇宙微波背景輻射。后來美國兩位年輕的工程師阿諾·彭齊亞斯和羅伯特·威爾遜觀測到這種源自宇宙起源之初的輻射，1978年獲得諾貝爾物理學獎。遺憾的是，此時伽莫夫已過世10年。

不過，伽莫夫最為世人所熟知的，是他在科普領域的成就。伽莫夫一生共出版了25部著作，其中18部都是科普圖書，包括《物理世界奇遇記》和《從一到無窮大》等。至今，這些通俗易懂、風趣幽默的科普名著仍然在全世界范圍內暢銷，影響了一代又一代的年輕人。

雖然1944年薛定諤在《生命是什么》一書中提到過“遺傳密碼本”這個概念，但是包括薛定諤本人，當時很少有科學家關注DNA與蛋白質的對應關系。讀過沃森和克里克發表在《自然》雜志的文章之后，伽莫夫將目光從自己擅長的量子力學和宇宙學研究領域轉向生命的遺傳密碼，開始思考DNA與蛋白質到底有什么關系。

伽莫夫以一名理論物理學家化繁為簡的直覺，大膽斷定組成蛋白質的氨基酸只有20種，并推測DNA鏈相連的3個核苷酸（三聯體）編碼一種氨基酸，因為如果是1個核苷酸對應一種氨基酸，則只能編碼4種氨基酸，如果相連的2個核苷酸對應一種氨基酸，也只能編碼16種氨基酸，都少于組成蛋白質的20種氨基酸，如果相連的4個核苷酸組合對應一種氨基酸，則會出現44個四聯體核苷酸組合，即編碼256種氨基酸，又遠遠多于已知的氨基酸數，只有當相連的3個核苷酸對應一種氨基酸，則只有64個三聯體組合，更接近20種氨基酸。1954年10月，伽莫夫將自己的見解發表在《自然》雜志上，在文章中他提出每4個核苷酸形成一個空穴，氨基酸鑲嵌其中，就像“鑰匙和鎖”一樣。同時，他將文章副本給了克里克，激起了克里克研究遺傳密碼的興趣。

此時，伽莫夫和另一位DNA雙螺旋結構發現者之一的詹姆斯·沃森（James Watson）發起成立了一個RNA領帶俱樂部，成員