失依儿童
在人教版高中生物学教材必修2《基因指导蛋白质合成》课后的生物科学史话“遗传密码的破译”中提到尼伦伯格和马太破译了第一个遗传密码。勤奋学习全面发展
在这个实验中，多聚尿嘧啶核苷酸就相当于mRNA，这个mRNA的碱基序列是由许多尿嘧啶组成的（UUUUU……），并没有起始密码子，那么，多肽链是如何合成的呢？为了回答这个问题，我们以原核生物细菌为例，看看在生物体内翻译是怎样开始的。尼伦伯格和马太实验所用的细胞提取液实际上是大肠杆菌的非细胞合成体系，所以其翻译过程的解析应该参照原核生物，而不是课本正文的真核生物。（想直接知道结论，可以拉到最下面，有两个重要的原因）翻译的过程与转录类似，也分为起始、延伸和终止三个步骤。在细菌的活细胞中，翻译的起始需要如下7种成分：①核糖体30S小亚基；②模板mRNA；③起始tRNA；④3个翻 译起始因子，IF–1、IF–2、IF–3；⑤GTP；⑥核糖体50S大亚基；⑦Mg2+。
翻译起始又可被分成三步：第一步，核糖体30S小亚基首先与翻译起始因子IF–l，IF–3结合，通过识别mRNA 的SD序列与mRNA相结合。SD序列是细菌和古细菌中信使RNA中核糖体结合位点序列。通常位于翻译起始密码子AUG上游约8~10个碱基位置。SD序列帮助招募核糖体RNA，并将核糖体比对并结合到信使RNA（mRNA）的起始密码子，从而开始蛋白质合成。一旦被招募，tRNA可以按照密码子的指令顺序添加氨基酸，从翻译起始位点向下游移动进行蛋白质合成。
切削机第二步，在IF–2和GTP的帮助下，起始tRNA进入小亚基的P位，tRNA上的反密码子与mRNA上的起始密码子配对；第三步，带有tRNA、mRNA及3个翻译起始因子的小亚基复合物与50S大亚基结合，GTP水解，释放翻译起始因子（翻译起始因子是非核糖体蛋白质，它们只是临时性地与核糖体发生作用，参与蛋白质的起始，之后会从核糖体复合物上解离下来）。
由此可知，起始密码子的功能并不是使翻译开始，而是充当定位翻译起始的位置信号。尼伦伯格和马太实验所用的细胞提取液实际上是大肠杆菌的非细胞合成体系。其制备过程是将大肠杆菌细胞破碎，离心除去细胞碎片，上清液含有蛋白质合成所需的各种成分，其中包括DNA、mRNA、tRNA、核糖体、tRNA合成酶及蛋白质合成必需的各种因子。将上清液加入DNA酶，降解体系中的DNA，再保温一段时间，以消耗掉内源mRNA，导致该系统自身蛋白质的合成即停止。性陪护
上述非细胞合成体系和翻译起始所需的7种成分中只有一种不一样，就是mRNA。人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸（用poly-U表示）没有起始密码子也无SD序列。所以当时认为poly- U不能代替mRNA，或活性很低。但后来研究发现poly-U之所以能合成多聚苯丙氨酸，是因药用植物学与生药学
为上述非细胞体系中Mg2+浓度很高，以致人工合成的多聚核苷酸不需要起始密码子就能指导多肽的生物合成，并且读码起始位点位置也是随机选择的。也就是说当没有SD序列时，翻译起始第一步核糖体与poly-U的结合是随机的；起始第二步tRNA上的反密码子与 poly-U的结合也是随机的。由于序列都是U，因此，无论从哪开始，对应的氨基酸都是苯丙氨酸。由于随机性，如果人工合成的mRNA不止一种碱基，比如是UUUAAAUUUAAA．．．．．．，那么翻译出来的就不会只有UUU和AAA决定的氨基酸，还会有UUA，UAA，AAU，AUU决定的氨基酸，因为开始阅读密码子的位置是随机的。但是，在生理情况下，由于Mg2+浓度太低，没有起始密码子的多聚核苷酸则不能被用作多肽合成的模板。原文献的反应液是 8mM Mg余晓红2+，大概为生理状态下的3-4倍。后来有文献研究表示，添加了超出生理浓度的Mg2+确实增加了核糖体活性。另外，在同一篇论文下，在相同条件下，还用了poly-A、poly-C、poly-I、随机混合的poly-AU，均没有产物。现在分析，poly-AU这种很容易遇到终止密码子还好理解（一开始就结束），但是其他的也没有成功，应该就不仅仅是翻译系统的问题了。研究发现，核糖体对poly-U有很强的亲和性，所以大肠杆菌无细胞翻译系统可以不依赖AUG起始密码子、在poly-U内部启动翻译。
所以，尼伦伯格和马太破译第一个遗传密码的实验之所以成功，有赖于高浓度的Mg2+，以及核糖体对poly-U有很强的亲和性，这两个即是实验的关键。
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