密码子(codon)是指信使RNA分子（即mRNA）中每相邻的三个核苷酸编成一组，在蛋白质合成时，代表某一种氨基酸的规律。信使RNA在细胞中能决定蛋白质分子中的氨基酸种类和排列次序。信使RNA分子中的四种核苷酸(碱基)的序列能决定蛋白质分子中的20种氨基酸的序列。而在信使RNA分子上的三个碱基能决定一个氨基酸。

• 中文名 密码子
• 外文名 genetic code
• 学科 生物学
• 别称 三联体密码

种类

　　构成RNA的碱基有四种，每三个碱基的开始两个决定一个氨基酸。从理论上分析碱基的组合有4的3次方=64种，64种碱基的组合即64种密码子。怎样决定20种氨基酸呢?仔细分析20种氨基酸的密码子表，就可以发现，同一种氨基酸可以由几个不同的密码子来决定，起始密码子为AUG(甲硫氨酸) ， 另外还有UAA、UAG、UGA三个密码子不能决定任何氨基酸，是蛋白质合成的终止密码子。1994年版曾邦哲著《结构论》中对密码子和氨基酸的组合数学计算公式为:C1/4+2C2/4+C3/4=20氨基酸，C1/4+6(C2/4+C3/4)=64密码子。(另有算法4*4*4=64，一个密码子里面三个碱基每个位置有4种可能)

特点

　　①. 遗传密码子是三联体密码:一个密码子由信使核糖核酸(mRNA)上相邻的三个碱基组成。② 密码子具有通用性:不同的生物密码子基本相同，即共用一套密码子。

　　③ 遗传密码子无逗号:两个密码子间没有标点符号，密码子与密码子之间没有任何不编码的核苷酸，读码必须按照一定的读码框架，从正确的起点开始，一个不漏地一直读到终止信号。

　　④ 遗传密码子不重叠，在多核苷酸链上任何两个相邻的密码子不共用任何核苷酸。

　　⑤ 密码子具有简并性:除了甲硫氨酸和色氨酸外，每一个氨基酸都至少有两个密码子。这样可以在一定程度内，使氨基酸序列不会因为某一个碱基被意外替换而导致氨基酸错误。

　　⑥ 密码子阅读与翻译具有一定的方向性:从5'端到3'端。

　　⑦有起始密码子和终止密码子，起始密码子有两种，一种是甲硫氨酸(AUG)，一种是缬氨酸(GUG)，而终止密码子(有3个，分别是UAA、UAG、UGA)没有相应的转运核糖核酸(tRNA)存在，只供释放因子识别来实现翻译的终止。

　　在信使RNA中，碱基代码A代表腺嘌呤，G代表鸟嘌呤，C代表胞嘧啶，U代表尿嘧啶(注意:RNA与DNA不同，RNA没有胸腺嘧啶T，取而代之的是尿嘧啶U，按照碱基互补配对原则，U与A形成配对)。

起源

　　除了少数的不同之外，地球上已知生物的遗传密码均非常接近;因此根据演化论，遗传密码应在生命历史中很早期就出现。现有的证据表明遗传密码的设定并非是随机的结果，对此有以下的可能解释 :

　　最近一项研究显示，一些氨基酸与它们相对应的密码子有选择性的化学结合力(立体化学假说，stereochemical hypothesis)，这显示现在复杂的蛋白质制造过程可能并非一早存在，最初的蛋白质可能是直接在核酸上形成。但也有学者认为，氨基酸和相应编码的忠实性反映了氨基酸生物合成路径的相似性，并非物理化学性质的相似性(共进化假说，co-evolution hypothesis)。

　　谢平指出，遗传密码子是生化系统的一部分，因此，必须与生化系统的演化相关联，而生化系统的核心是ATP，只有它才能建立起核酸和蛋白质之间的联系(ATP中心假说，ATP-centric hypothesis) :ATP(a)是光能转化成化学能的终端，(b)导演了一系列的生化循环(如卡尔文循环、糖酵解和三羧酸循环等)及元素重组，(c)它通过自身的转化与缩合将错综复杂的生命过程信息化--筛选出用4种碱基编码20多个氨基酸的三联体密码子系统、精巧地构建了一套遗传信息的保存、复制、转录和翻译以及多肽链的生产体系，(d)演绎出蛋白质与核酸互为因果的反馈体系，在个体生存的方向性筛选中，构筑了对细胞内成百上千种同步发生的生化反应进行秩序化管控(自组织)的复杂体系与规则，并最终建立起个性生命的同质化传递机制--遗传 。

ATP中心假说示意图

　　原始的遗传密码可能比今天简单得多，随着生命演化制造出新的氨基酸再被利用而令遗传密码变得复杂。虽然不少证据证明这观点，但详细的演化过程仍在探索之中,。 经过自然选择，现时的遗传密码减低了突变造成的不良影响。即，遗传密码是由选择(selection)、历史(history)和化学(chemistry)三个因素在不同阶段起作用的(综合进化假说) 。

作用

密码表

　　首先，密码表不是生物的事实。而是基于已有的20个必需氨基酸首字母缩写，添加缺如的6个字母后得到的。依次根据氨基酸三字母缩写，中文译名拼音首字母寻找相关，再以其中密码子简并性(即重复性)最强的氨基酸为首选进行替代，具体变换为:

　　GCA,GCG: A→B

　　AGA,AGG: R→J

　　CCA,CCG: P→O

　　UUA,UUG: L→U

　　GUA,GUG: V→X

　　CAC : H→Z

　　对终止密码子亦进行了调整。

　　需要强调，这一编码方案忽略了既有的B、Z的使用，以及忽略了终止密码子间真实的强弱性。

　　正向翻译备选方案

　　A: GCU, GCC.

　　B: GCA, GCG.

　　C: UGU, UGC.

　　D: GAU, GAC.

　　E: GAA, GAG.

　　F: UUU, UUC.

　　G: GGU, GGC, GGA, GGG.

　　H: CAU.

　　I: AUU, AUC, AUA.

　　J: AGA, AGG.

　　K: AAA, AAG.

　　L: CUU, CUC, CUA, CUG.

　　M: AUG.

　　N: AAU, AAC.

　　O: CCA, CCG.

　　P: CCU, CCC.

　　Q: CAA, CAG.

密码子表

　　R: CGU, CGC, CGA, CGG.

　　S: UCU, UCC, UCA, UCG, AGU, AGC.

　　T: ACU, ACC, ACA, ACG.

　　U: UUA, UUG.

　　V: GUU, GUC.

　　W: UGG.

　　X: GUA, GUG.

　　Y: UAU, UAC.

　　Z: CAC.

　　起始符:AUG【与M的编码相同，但之后需加空格□(UAA)】

　　空格□:UAA

　　断句符:UAG

　　终止符:UGA反向翻译:见图"修改后的密码表"

氨基酸特性

　　第 一 位 碱 基 U

　　UUU (Phe/F)苯丙氨酸

　　UUC (Phe/F)苯丙氨酸

　　UUA (Leu/L)亮氨酸

　　UUG (Leu/L)亮氨酸

　　UCU (Ser/S)丝氨酸

改错，苯丙氨酸 简写 F;缬氨酸 简写 V

　　UCC (Ser/S)丝氨酸

　　UCA (Ser/S)丝氨酸

　　UCG (Ser/S)丝氨酸

　　UAU (Tyr/Y)酪氨酸

　　UAC (Tyr/Y)酪氨酸

　　UAA (终止)

　　UAG (终止)

　　UGU (Cys/C)半胱氨酸

　　UGC (Cys/C)半胱氨酸

　　UGA (终止)

　　UGG (Trp/W)色氨酸

　　第 一 位 碱 基 C

　　CUU (Leu/L)亮氨酸

　　CUC (Leu/L)亮氨酸

　　CUA (Leu/L)亮氨酸

　　CUG (Leu/L)亮氨酸

　　CCU (Pro/P)脯氨酸

　　CCC (Pro/P)脯氨酸

　　CCA (Pro/P)脯氨酸

　　CCG (Pro/P)脯氨酸

　　CAU (His/H)组氨酸

　　CAC (His/H)组氨酸

　　CAA (Gln/Q)谷氨酰胺

　　CAG (Gln/Q)谷氨酰胺

　　CGU (Arg/R)精氨酸

　　CGC (Arg/R)精氨酸

　　CGA (Arg/R)精氨酸

　　CGG (Arg/R)精氨酸

　　第 一 位 碱 基 A

　　AUU (Ile/I)异亮氨酸

　　AUC (Ile/I)异亮氨酸

　　AUA (Ile/I)异亮氨酸

　　AUG (Met/M)甲硫氨酸(起始)

　　ACU (Thr/T)苏氨酸

　　ACC (Thr/T)苏氨酸

　　ACA (Thr/T)苏氨酸

　　ACG (Thr/T)苏氨酸

　　AAU (Asn/N)天冬酰胺

　　AAC (Asn/N)天冬酰胺

　　AAA (Lys/K)赖氨酸

　　AAG (Lys/K)赖氨酸

　　AGU (Ser/S)丝氨酸

　　AGC (Ser/S)丝氨酸

　　AGA (Arg/R)精氨酸

　　AGG (Arg/R)精氨酸

　　第 一 位 碱 基 G

　　GUU (Val/V)缬氨酸

　　GUC (Val/V)缬氨酸

　　GUA (Val/V)缬氨酸

　　GCU (Ala/A)丙氨酸

　　GCC (Ala/A)丙氨酸

　　GAU (Asp/D)天冬氨酸

　　GAC (Asp/D)天冬氨酸

　　GAA (Glu/E)谷氨酸

　　GGU (Gly/G)甘氨酸

　　GGC (Gly/G)甘氨酸

　　GCA (Ala/ A)丙氨酸

　　GCG (Ala/A)丙氨酸

　　GUG (Val/V)缬氨酸

　　GAG (Glu/E)谷氨酸

　　GGG (Gly/G)甘氨酸G)

语法及举例

　　语法:

　　a.以AUG表示进入正式信息编码区;

　　b.空格 (□) 用 UAA;

　　c.逗号或其它文章内断续标点用 UAG;

　　d.编码结束(最后一个句号)用 UGA表示;

　　e. 默认为表达英语，如果需要表达其它语种，可以在起始信号(5'端)前延长6个碱基，编码语言使用语言的国家双字母缩写，如拼音加注CN，日语假名罗马体加注JP等。

　　举例:

　　通用语言:I love U.

　　中转:(Start)□I□love□U.

　　最终的核酸语言:AUG UAA AUU UAA CUG CCA GUC GAA UAA UUA UGA

　　可以和连鹤或串珠等实体结构结合来进行空间变换，加强教学效果。但需要使使用者谨记这套密码系统是修改过的。

破解历史

　　尼伦伯格(M.W.Nirenberg，1927-2010 )和马太(H.Matthaei)破译出了第一个遗传密码。

　　尼伦伯格和马太采用了蛋白质的体外合成技术。他们在每个试管中分别加入一种氨基酸，再加入除去了DNA和mRNA的细胞提取液，以及人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸，结果加入了苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链。实验结果说明，多聚尿嘧啶核苷酸导致了多聚苯丙氨酸的合成，而多聚尿嘧啶核苷酸的碱基序列是由许多个尿嘧啶组成的(UUUUUUUU......)，可见尿嘧啶的碱基序列编码由苯丙氨酸组成的肽链。结合克里克得出的3个碱基决定1个氨基酸的实验结论，与苯丙氨酸对应的密码子应该是UUU。在此后的六七年里，科学家沿着蛋白质体外合成的思路，不断地改进实验方法，破译出了全部的密码子，并编辑出了密码子表。

区别联系

　　遗传信息、密码子、反密码子的区别与联系

密码子

　　遗传信息是指DNA分子中基因上的脱氧核苷(碱基)排列顺序，密码子是指信使RNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基的排列顺序，反密码子是指转运RNA上的一端的三个碱基排列顺序。其联系是:DNA(基因)的遗传信息通过转录传递到信使RNA上，转运RNA一端携带氨基酸，另一端反密码子与信使RNA上的密码子(碱基)配对。