DNA、RNA与蛋白质到底是什么关系？ —— 生命遗传密码的发现之旅

1968年，罗伯特·霍利(Robert Holley)、马歇尔·尼伦伯格(Marshall Niren-berg)和哈尔·葛宾·霍拉纳(Har Gobind Khorana)获得诺贝尔生理学或医学奖。

1953年DNA双螺旋结构公布不久，著名的俄罗斯裔美国物理学家乔治·伽莫夫（George Gamow）将一份手稿交到DNA双螺旋结构发现之一的弗朗西斯·克里克（Francis Crick）的手中，他在手稿中首次提出了DNA的A、T、C、G这4种碱基与蛋白质的20种氨基酸的对应关系，给了克里克很大的启发。

物理学家加盟

乔治·伽莫夫1904年出生于俄国，毕业于列宁格勒大学，28岁就入选了苏联科学院院士，成为最年轻的院士。1934年伽莫夫移居美国，在乔治·华盛顿大学等学校担任物理学教授。伽莫夫的研究领域极广，包括原子衰变、宇宙起源和遗传密码等，在这些领域提出了一系列开创性的理论，如倡导和发展了宇宙大爆炸理论，并预言了宇宙微波背景辐射。后来美国两位年轻的工程师阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊观测到这种源自宇宙起源之初的辐射，1978年获得诺贝尔物理学奖。遗憾的是，此时伽莫夫已过世10年。

不过，伽莫夫最为世人所熟知的，是他在科普领域的成就。伽莫夫一生共出版了25部著作，其中18部都是科普图书，包括《物理世界奇遇记》和《从一到无穷大》等。至今，这些通俗易懂、风趣幽默的科普名著仍然在全世界范围内畅销，影响了一代又一代的年轻人。

虽然1944年薛定谔在《生命是什么》一书中提到过“遗传密码本”这个概念，但是包括薛定谔本人，当时很少有科学家关注DNA与蛋白质的对应关系。读过沃森和克里克发表在《自然》杂志的文章之后，伽莫夫将目光从自己擅长的量子力学和宇宙学研究领域转向生命的遗传密码，开始思考DNA与蛋白质到底有什么关系。

伽莫夫以一名理论物理学家化繁为简的直觉，大胆断定组成蛋白质的氨基酸只有20种，并推测DNA链相连的3个核苷酸（三联体）编码一种氨基酸，因为如果是1个核苷酸对应一种氨基酸，则只能编码4种氨基酸，如果相连的2个核苷酸对应一种氨基酸，也只能编码16种氨基酸，都少于组成蛋白质的20种氨基酸，如果相连的4个核苷酸组合对应一种氨基酸，则会出现44个四联体核苷酸组合，即编码256种氨基酸，又远远多于已知的氨基酸数，只有当相连的3个核苷酸对应一种氨基酸，则只有64个三联体组合，更接近20种氨基酸。1954年10月，伽莫夫将自己的见解发表在《自然》杂志上，在文章中他提出每4个核苷酸形成一个空穴，氨基酸镶嵌其中，就像“钥匙和锁”一样。同时，他将文章副本给了克里克，激起了克里克研究遗传密码的兴趣。

此时，伽莫夫和另一位DNA双螺旋结构发现者之一的詹姆斯·沃森（James Watson）发起成立了一个RNA领带俱乐部，成员