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遗传密码是地球上所有现存生命（除少数例外）用来将基因翻译为蛋白质的规则。它通常以一个 4×4×4 的表格表示，将 64 种可能的 RNA 三联体密码子映射到 20 种标准氨基酸（AA）。遗传密码的起源是生物学中一个尚未解决的根本问题。本文回顾无逗号密码的概念，并提出一种普遍理由，说明为何原始遗传密码可能是无逗号的（尽管现代遗传密码并非如此）。我们解释了为何这一原始密码随后应作为无逗号子密码保留在现代遗传密码中，并指出了这种子密码的五种最优候选形式。接着，我们引入“兼容无逗号密码”的概念，说明它们如何使多种遗传密码得以并行演化，从而规避一种常见论证：当相关基因组足够复杂时，遗传密码的演化实际上应当冻结。具体而言，我们着重探讨这样一种可能性：最初的遗传密码是无逗号双联体密码，随后被与之兼容的无逗号三联体密码取代，最终在起始密码子和核糖体演化之后，发展为现代的饱和三联体密码。为评估这一设想，我们对所有互不等价的兼容无逗号双联体—三联体密码进行了分类，并从中找出现代遗传密码最有可能的三种前身。这三种最佳候选密码与基因翻译中的“摆动规则”相吻合，为这一可能性提供了实质性证据。
遗传密码是当今地球上所有生命（除少数改动外）将基因翻译成蛋白质时所采用的规则。它可由一个 4×4×4 的表加以概括，该表将 64 种可能的三联体 RNA 密码子映射到 20 种规范氨基酸（“AAs”）。理解这一密码的起源是生物学领域一个根本性的开放问题。我们回顾了无逗号密码的概念，并提出了一个普遍理由，认为原始遗传密码很可能是无逗号的（尽管现代遗传密码并非如此）。我们解释了为什么这一原始密码随后应当作为现代遗传密码中的一个无逗号子密码而持续存在，并确定了五个最适合作为此类子密码的候选者。随后，我们引入“相容的无逗号密码”这一概念，并阐明其如何使多个密码能够并行演化，从而规避一种传统观点：当相关基因组变得足够复杂时，遗传密码的演化实际上应当被冻结。具体而言，我们强调了一种可能性：最初的遗传密码是无逗号的双联体密码，随后被一种相容的无逗号三联体密码所取代，而后者最终在起始密码子和核糖体演化之后，进一步演化为现代的饱和三联体密码。为评估这一观点，我们对所有彼此不等价的相容无逗号双联体—三联体密码进行了分类，并从中确定出现代遗传密码最有希望的三个前身。这三个最佳密码与基因翻译中的“摆动规则”之间的一致性，为这一可能性提供了具有非平凡意义的证据。
作者声明不存在任何竞争性利益。
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关键词：遗传密码起源 · 无逗号密码 · 密码子演化 · 蛋白质翻译 · 摆动规则
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.08.757769v1?rss=1