Calea parcursă de la descoperirea structurii dubla helix a ADN-ului la descifrarea codului genetic este atât de sinuos încât prezentarea cronologică a acestuia ar părea prea confuză. Există două abordări posibile pentru rezolvarea problemei rolului genelor în sinteza proteinelor: într-una care este inspirată din genetică, cercetătorii încearcă să determine din structura ADN-ului (și acțiunea genelor din celulă) rolul său în sinteza proteinelor.

descifrarea

În celălalt, mai biochimic, ei încearcă să creeze sisteme fără celule capabile să sintetizeze proteinele. A doua abordare de cercetare este cea care duce la descifrarea codului genetic.

În numeroasele lucrări ale lui Watson și Crick, ideea că descoperirea structurii ADN-ului necesită aproape în mod natural clarificarea codului genetic. Conform acestei ipoteze, secvența nucleotidelor (bazelor) din ADN „codifică” diverși aminoacizi, a căror legare într-un lanț duce la formarea proteinelor.

În al doilea articol, 30 mai 1953, Watson și Crick au scris că secvența exactă a bazelor este codul care poartă informațiile genetice. Această propoziție reflectă doar răspândirea termenilor și conceptelor de cod în rândul biologilor moleculari. Nu înseamnă că Crick și Watson au avut o idee clară despre existența cod genetic.

Dovada acestui fapt este că acești doi oameni de știință au fost surprinși când, după publicarea articolelor lor în Nature, au primit o scrisoare de la fizicianul american George Gamow, care le-a trimis o propunere specifică pentru un cod genetic, pentru conexiunea directă între baze și aminoacizi.

Ideea lui Gamow este că în dubla helix a ADN-ului există o serie de cavități structurate diferit care corespund naturii nucleotidelor înconjurătoare. Aceste cavități, în număr de douăzeci, ar putea „absorbi” aminoacizii. Nu a mai rămas decât să se lege covalent diferiții aminoacizi, astfel încât o proteină să corespundă unei secvențe a acestor baze.

Scrisoarea lui Gamow a avut un efect dublu asupra lui Watson și Crick: prima lor reacție a fost să încerce să arate că Gamow a greșit. Punctul slab al modelului său a fost alegerea a douăzeci de aminoacizi. Unele dintre ele se găsesc în toate proteinele, altele - doar în unele dintre ele și probabil rezultatul modificării altor aminoacizi nu a fost cel mai bun posibil. Francis Crick, care a lucrat în proteine ​​de mulți ani, oferă o altă listă cu cei douăzeci de aminoacizi esențiali.

Selecția Gamma de aminoacizi bazici și derivați nu a fost cea mai bună. Francis și Crick, care au lucrat în domeniul proteinelor de mai mulți ani, oferă o altă listă cu 20 de aminoacizi esențiali, care, în mod surprinzător, s-au dovedit mai târziu a fi cel potrivit.

Lecția învățată de la Gamow încă dă roade. Crick acceptă ideea codului genetic, a codului genetic, a legăturii dintre nucleotide și aminoacizi. Exemplul lui Gamow sugerează că codul genetic ar putea fi probabil descifrat, doar într-un mod teoretic, fără a efectua experimente, fără a fi nevoie să studieze toate etapele biochimice intermediare care duc de la ADN la proteine.

În codul Gamma propus, fiecare set de trei baze, numit triplet, codifică un aminoacid diferit, dar tripletele corespunzătoare acizilor succesivi se suprapun. Acest tip de cod limitează numărul posibilelor secvențe de aminoacizi. Cele câteva secvențe proteice deja cunoscute. Puținele secvențe proteice cunoscute permit lui Watson și Crick să respingă acest cod.

George Gamow și Martinas Ikas au introdus apoi un alt tip de cod, „cod de combinație”, în care dispunerea bazelor nu contează, singurul lucru care contează este combinația lor de patru obiecte, iar în acest caz cele patru baze, luate trei de trei. Cu toate acestea, a fost dificil din punct de vedere fizic să înțelegem cum mașinile celulare ar putea recunoaște o combinație.

Francis Creek și Leslie Orgel în 1957 au propus o soluție elegantă la aceste două probleme. Presupunând că fiecare triplet nucleotidic citit în „cadrul” corect de citire codifică un aminoacid și că, dacă este citit cu o schimbare de bază, toate tripletele își pierd sensul, poate arăta că doar 20 de triplete au sens. Această coincidență remarcabilă a numărului de codoni găsiți și a numărului de aminoacizi pare „atât de bună încât nu ar putea fi falsă”.