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分子生物学约 5 分钟阅读

克里克 1958:信息进了蛋白质就出不来

1958 年实验生物学学会研讨会上,克里克把信息写成一旦进入蛋白质就不能再出来,并提议氨基酸需要接头才能对上核酸模板。演讲没有给出密码子表,也没有把后来的逆转录说成蛋白质把序列写回核酸。

克里克中心法则接头蛋白质合成

1958 年,弗朗西斯·克里克在实验生物学学会的研讨会上作《论蛋白质合成》,刊在该会辑刊第 12 卷,页码 138–163。对象不是一张已经填满的密码子表,也不是逆转录酶的发现。对象是这次演讲对信息流向的限制,以及他为此提出的接头。总览把中心法则说成:遗传信息从核酸流向蛋白质,而不能从蛋白质流回核酸。演讲用的图像是,信息一旦进入蛋白质,就不能再出来。DNA 可以被抄成 RNA,RNA 可以按序列去装配蛋白质。成品蛋白质上的氨基酸顺序,不能把自己写回核酸。

破除误解:禁的是蛋白质写回,不是一切反向抄录

第一个误解,是把 1970 年发现的逆转录读成这篇演讲被推翻。逆转录是 RNA 的序列被抄进 DNA。抄的两端都是核酸。演讲禁止的是信息从蛋白质再出来。蛋白质不是 RNA。后来克里克自己把这个区别写清楚:法则限制的是蛋白质,不是核酸之间的哪一种抄写。把逆转录说成「中心法则破产」,是把两条不同的箭头并成一条。本页保持 1958 年的那一条:出了蛋白质,就不再是可以回到核酸的序列信息。

第二个误解,是把接头读成他已经分离了转移 RNA,或已经写出哪三个碱基对哪种氨基酸。演讲论证的是:核酸模板和氨基酸对不上形状,中间需要一种接头分子,一头识别模板,一头携带氨基酸。接头在当时是假说所要求的角色。化学上把转移 RNA 和合成酶钉死,是同时代和随后的实验。密码子表是再后面的无细胞翻译。1958 年没有那张表。总览说他预言过接头。预言是角色,不是纯化记录,也不是密码表。

第三个误解,是把序列假说读成蛋白质的一切性质都只由氨基酸顺序决定,包括折叠的每一种细胞条件。演讲把基因的特异性收成碱基序列,并把碱基序列收成氨基酸顺序。这是信息意义上的决定。它没有测量一种蛋白质在细胞里还受哪些伴侣和修饰影响。那些条件可以改变成品的形态。它们不把氨基酸顺序写回 DNA。顺序和形态要分开。分开之后,法则仍然只禁止顺序从蛋白质倒流。

第四个误解,是把这次演讲写成中心法则页面上所有后来的例子。剪接、帽、夏因–达尔加诺序列、增强子,都是后文。1958 年还没有这些名词需要它来解释。它解释的是流向和接头的必要性。后文可以沿这条流向往下写。后文不能把 1958 年没有的机构写进演讲。

它证明什么,停在哪里

它证明:在 1958 年这次演讲里,信息被限制为不能从蛋白质再回到核酸。它证明他提出需要接头,才能把氨基酸对上核酸模板。它证明特异性被放在序列上。它没有给出密码子表。它没有报告转移 RNA 的纯化。它没有禁止核酸之间的反向抄录。它也没有因此说明每一种细胞状态。细胞状态是别的页。这一页只负责不要把逆转录写成蛋白质的胜利,也不要把密码表写成 1958 年已经印出。

跨域连接

  • 中心法则:总览用 1958 年的接头说明合成酶才是把氨基酸装上 tRNA 的那一步。本页说明接头在演讲里仍是一个被要求的角色,密码表还不在。对读时不要把夏因–达尔加诺序列写进 1958 年。
  • 克里克:人物页用母版和施工的比喻重述单向流动。本页把比喻还给演讲的原句:信息一旦进入蛋白质就不能再出来。对读时,逆转录不在这句的禁止范围里。
  • 雅各布–莫诺:1961 年问结构基因何时被抄成短寿命的信使。1958 年问抄出来的信息怎样变成氨基酸顺序,以及为什么不能从蛋白质倒流。对读时不要把阻遏物写成接头。
  • 尼伦伯格–马太:1961 年的 poly-U 把一种密码子和一种氨基酸对上。1958 年还没有这支试管。对读时,接头是「应当有一种分子」。poly-U 是「这一串碱基给出苯丙氨酸」。两句不要并成同一年的同一结果。
  • 比德尔–塔特姆:1941 年把基因和一种酶的缺失对齐。1958 年把基因收成序列,把序列收成氨基酸顺序。对读时不要把一种营养缺陷写成已经读出了碱基。

参考文献

  1. Crick, F. H. C. "On Protein Synthesis." Symposia of the Society for Experimental Biology 12 (1958): 138–163.
  2. Crick, Francis. "Central Dogma of Molecular Biology." Nature 227 (1970): 561–563. 用来把后来对逆转录的澄清和 1958 年的禁止对象分开。