师：同学们，我们今天继续学习基因指导蛋白质合成。上节课讲了DNA的碱基排列顺序，通过转录能一一对应传递给mRNA，碱基排列顺序遵循碱基互补配对原则。mRNA碱基排列顺序通过翻译最终决定氨基酸排列顺序。RNA的4种碱基如何与21种氨基酸对应呢？少数和多数能一一对应吗？就像摩斯电码，在电话出现前用于长距离电报通讯，战争或突发事件会用到，它只有长音和短音两个音，通过不同组合能表达26个字母含义。这是不同组合得到字母含义及阿拉伯数字等示例。
这里有份电报，大家能不能根据左侧摩斯电码表把它翻译成英文字母呢？比如开始的点横对应的就是字母“w”。大家可以按暂停键试试。这是答案，是不是很神奇？4种碱基跟21种氨基酸的对应关系也类似吗？几个碱基决定一种氨基酸呢？
我们可以像科学家一样进行数学推理。如果一个碱基决定一个氨基酸，4种碱基只能决定4种氨基酸，显然不够生物体的21种氨基酸。如果两种碱基决定一个氨基酸，根据数学排列组合，最大可能是4×4 = 16种氨基酸，还是差一点。如果3个碱基决定一个氨基酸，最大可能性就变成4×4×4 = 64种，绰绰有余了。由此可以得出，mRNA中可能3个碱基编码一个氨基酸。那它的阅读方式是重叠式还是非重叠式呢？
非重叠式就是123碱基决定α氨基酸，456决定β氨基酸，456碱基和123碱基没有任何关系。重叠式的话，比如重叠一个碱基，123决定α氨基酸，345决定β氨基酸；也可以重叠两个，123决定α氨基酸，234决定β氨基酸。到底是重复还是非重复，重复的话是重复一个还是两个呢？
我们不妨做个推理，假如α氨基酸确定，也就是123碱基确定，那么β有几种可能性呢？如果是非重复的，β不受α影响，因为456不受123影响，β就应该有21种。如果是重叠一个碱基的情况，123决定α氨基酸，345决定β氨基酸，3是确定的，4、5不确定，4、5都有A、U、C、G四种可能，合在一起就是4×4 = 16种。如果是重叠两个碱基的情况，123决定α氨基酸，234决定β氨基酸，2、3确定，4不确定，4只有A、U、C、G四种可能，β就只有四种可能。
科学家实验结果表明，生物界氨基酸之间没有固定搭配，任何氨基酸都可能连在一起。所以得出结论，核酸碱基应该是非重叠式阅读。克里克做了著名相关实验，研究T4噬菌体某个基因碱基数量改变对蛋白质的影响。他发现正常碱基数目合成的多肽最终形成的蛋白质功能正常。增加一个或两个碱基，形成多肽的氨基酸种类和最终蛋白质功能都不正常。增加3个碱基，只有一个氨基酸不一样，最终蛋白质功能一样。这说明核酸中三个碱基编码一个氨基酸，而且是非重叠式阅读。
究竟哪三个碱基决定哪一种氨基酸呢？1961年尼伦伯格和马泰的实验很给力，他们能在生物体外合成蛋白质。首先在不同试管加同种氨基酸作为原料合成蛋白质。多肽合成听从谁的命令呢？他们在试管中加入人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸的RNA，即UUU作为模板，还需要酶、能量等其他条件。怎么满足这些条件呢？加入细胞提取液就行，但要除去DNA和mRNA这些核酸信息，保证按人工模板指令合成蛋白质。
实验结果猜猜是什么？只有苯丙氨酸的试管里合成了多肽。这个结果说明苯丙氨酸和多聚尿嘧啶UUU有一一对应关系，结合之前三个碱基决定一个氨基酸，也就是说UUU决定苯丙氨酸。这是人类破译出的第一个氨基酸和碱基的对应关系，是第一个揭秘的遗传密码。不过有个小问题，怎么知道合成多肽的氨基酸来自试管还是细胞提取液呢？可以用同位素标记法验证氨基酸来源，如果产物多肽有同位素标记，那就是来自试管。
通过大量尝试，科学家确定三个碱基决定一个氨基酸，并把4×4×4 = 64种排列所控制的氨基酸编制成表格，这就是密码子表，像字典一样。它有第一个字母、第二个字母和第三个字母，分别代表第一位碱基、第二位碱基和第三位碱基，每个密码子由三个碱基组成。这里要注意，第三个碱基和第一个碱基不能互换，密码子是沿着5'到3'方向阅读的。密码子表还可以有其他形式，比如圆形，中间碱基表示第一个碱基，由里往外依次是第二个碱基、第三个碱基以及氨基酸英文缩写。
一共有64个密码子，是不是每个密码子都编码氨基酸呢？不是的，这里面有终止密码子，像UAA、UAG，到这多肽合成终止。不过UGA在不同条件下，有时是终止密码子，有时编码硒代半胱氨酸。什么时候开始呢？我们看到甲硫氨酸，它表示起始含义，在原核细胞中GUG也可代表起始密码子编码甲硫氨酸，还能编码缬氨酸。一种氨基酸只有一个密码子吗？不是的，比如亮氨酸就有很多密码子，这就是密码子的简并性。有什么意义呢？即使DNA突变或转录出现差错，氨基酸可能不变，有利于性状稳定。这是谁的遗传密码呢？是通用的，是生命的一般规律，说明地球生物有共同起源，这是分子生物学证据。这是不是意味着把人的基因或mRNA转给其他生物也能表达相同含义？是的，所以有了转基因技术。
总结一下，什么叫密码子？mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基，含起始密码和终止密码。既然是RNA，不会出现T。那密码子如何呼唤氨基酸呢？比如UUC代表苯丙氨酸，这需要转运RNA（tRNA）帮忙。tRNA是转运氨基酸的“车”，氨基酸游离在细胞中，有很多tRNA，氨基酸坐在tRNA的3'端，而且一种tRNA只能转运一种氨基酸。