乐高氨基酸
四种DNA字母要编码20种氨基酸。绝不可能是一对一编码,也不可能是二对一编码,因为两个字母最多只能组成16种组合(4×4)。因此,最低要求是三个字母,也就是DNA序列里面最少要有三个字母对应到一个氨基酸,被称为三联密码,后来被克里克和西德尼·布伦纳证实。
但是这样看起来似乎很浪费,因为用四种字母组成三联密码,总共可以有64种组合(4×4×4),这样应该可以编码64个不同的氨基酸,那为什么只有20种氨基酸呢?一定有一个神奇的答案来解释为什么4种字母,3个一组,拼成64个单词,然后编码20种氨基酸。
1952年,沃森就曾写信告诉克里克:“DNA合成信使RNA(mRNA), mRNA合成蛋白质。”克里克开始研究这一小段mRNA的字母序列,如何翻译成蛋白质里面的氨基酸序列。他认为mRNA可能需要一系列“适配器”来帮助完成翻译,每一个适配器都负责携带一个氨基酸。当然每一个适配器一定也是RNA,而且都带有一段“反密码子”序列,这样才能和mRNA序列上的密码子配对。
适配器分子也由RNA分子组成。它们现在叫作“转运RNA”或tRNA。现在整个工程变得有点像乐高积木,一块块积木接上来又掉下去,一切顺利的话,它们就会这样一个接一个地搭成精彩万分的聚合物。
随着实验技术进步而且越来越精密,在20世纪60年代中期许多实验室陆续解开了序列密码。然而经过一连串不懈的译码工作后,大自然却好像随兴地给了个潦草结尾,让人既困惑又扫兴。遗传密码子的安排一点也不具创意,只不过“简并”了(意思就是说,冗余)。有三种氨基酸可对应六组密码子,其他的则各对应一到两组密码子。每组密码子都有意义,还有三组的意思是“在此停止”,剩下的每一组都对应一个氨基酸。这看起来既没规则也不美,根本就是“美是科学真理的指南”这句话的最佳反证。甚至,我们也找不出任何结构上的原因来解释密码排列,不同的氨基酸与其对应的密码之间似乎并没有任何物理或化学的关联。
克里克称这套让人失望的密码系统为“冻结的偶然”,而大部分人也只能点头同意。他说这个结果是冻结的,因为任何解冻(试图去改变密码对应的氨基酸)都会造成严重的后果。一个点突变也许只会改变几个氨基酸,而改变密码系统本身却会从上到下造成天大灾难。就好似前者只是一本书里无心的笔误,并不会改变整本书的意义,然而后者却将全部的字母转换成毫无意义的乱码。克里克说,密码一旦被刻印在石板上,任何想改动它的企图都会被处以死刑。这个观点至今仍有许多生物学家认同。
线上科普丰富学生假期生活活动
什么是蛋白质?氨基酸有几种?哪些食物里的蛋白质又多又好?近日,深圳的科研工作者和山东省招远市仓口陈家村的学生们开展了一场有趣的线上“头脑风暴”——认识蛋白质。
这是中国科学院深圳先进技术研究院把传统科普项目“博士课堂”搬到网上的一次尝试。今年寒假期间,该院招募了生物、医学等多个领域的科研工作者担任志愿者,计划与仓口陈家村合作开展5次线上科普活动。除了蛋白质,科研工作者们还将陆续为学生们揭开细菌活动、抗生素杀菌等常见科学现象背后的奥秘。

科研工作者线上讲解关于蛋白质的趣味知识。受访者供图
让低年级学生理解抽象的蛋白质并不容易。对此,科普志愿者、中国科学院深圳先进技术研究院助理研究员马寅仲费了一番心思,他围绕营养和成长相关话题设计课程,选取贴近生活的角度,通过类比的方法激发学生兴趣。“把氨基酸组成蛋白质的过程比作‘拼乐高’,把人体循环系统比作‘城市交通网’,学生们一下子就理解了这些概念。”
“身体里的蛋白质会不会全部耗光?”“吃燕窝是不是就是吃蛋白质?”“新鲜鱼和冷冻鱼的蛋白质有没有区别?”通过网络视频系统,仓口陈家村的学生们提出了不少有趣的问题,在师生互动中加深了对蛋白质的理解。据工作人员统计,当天村里有40多名学生参与了认识蛋白质的线上科普活动。

仓口陈家村的学生们参与“博士课堂”科普活动。受访者供图
2016年起,中国科学院深圳先进技术研究院就开始举办“博士课堂”,涵盖物质科学、生命科学、地球与环境、工程与技术四个科学门类。目前,该院有71位科研工作者参与“博士课堂”授课,开发了100多门趣味前沿科学课程,这些课程不仅在深圳的部分中小学落地,还通过网络把科普的触角延伸到了陕西、内蒙古、新疆、广西、山东、港澳等地。
科技部2020年12月发布的2019年度全国科普统计调查结果显示,当前,以多媒体尤其是新媒体技术为支撑的科普传播更加广泛,网络化线上参与模式不断涌现,成为近年来科普活动的亮点。同时,不少科普工作者反映,受新冠肺炎疫情影响,线上科普越来越成为科普活动不可或缺的形式。
2020年5月,中国科学院深圳先进技术研究院把连续10年线下举办的“公众科学日”搬到了线上,成为了50万人次在线观看的网红活动。“未来,我们将继续探索更多高质量线上科普课程,让科学的种子播撒得更远,在更多小朋友心中生根发芽。”马寅仲说。(完)
来源: 新华社
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【氨基酸】是植物生长所必需的营养物质。氨基酸是构成蛋白质的基本单位,植物少了它不能正常生长