有机界中有大约1010~1011中蛋白质，其基本单元氨基酸却只有20种。目前已经清楚，多肽链上氨基酸的排列次序最终是由DNA上核昔酸的排列次序决定的，而直接决定多肽链上氨基酸次序的却是信使RNA。不论是DNA或mRNA，基本上都由4种核苷酸构成。这4种核苷酸如何编制成遗传密码，遗传密码又如何被翻译成20种氨基酸组成的多肽，这就是蛋白质生物合成中的遗传密码的翻译问题。

一、密码单位

用数学方法推算；如果RNA分子中每两不相邻的碱基决定一个氨基酸在肽链中的位置，那么4²=16，即4种碱基组成的核酸只能编制出16组密码，不足以应付20种氨基酸的编码问迹。如果采用每三个相邻碱基为一个氨基酸编码，则4³=64，可以满足20种编码的需要。所以这种编码方式的可能性最大。应用生物化学和遗传学研究技术，己经证明是三个碱基编码一个氨基酸，所以称它为三联体密码或密码子。

先介绍一下生物化学方面的证明。1961年Nirenberg等用大肠杆菌无细胞体系，外加20种标记氨基酸混合物及polyU，经保温反应后，发现在酸不溶性部分中(即多肽中)只有笨丙氨酸的多聚体。显然polyU起了信使RNA的作用。所以UUU是编码苯丙氨酸的密码子。

进一步，Nirenberg核Ochoa等用polyUG，polyAC重复上述类似实验，发现标记氨基酸掺入新合成的肽链的频率与按统计学方法推算出的多核苷酸种三联体密码出现的频率相符合。应用这种方法，很快确定了为20种氨基酸编码的全部密码子。

进一步要解决的问题是密码子中三个碱基的排列次序题。1964年Nirenberg等应用大肠杆菌核糖体与人工合成的多聚核苷酸，Mg²⁺及一种与人工模板上的密码子相对应的氨酰-tRNA（只缺GTP）一起保温。由于反应体系中无GTP，掺入的氨基酸不可能形成多肽。应用这种方法，发现具有密码子功能的最短链为三核苷酸，最有效的是3‘-OH和5‘-磷酸基的三核苷酸。3’-磷酸基为末端的三核苷酸无模板功能。所以密码子的读法是有方向的。如pGpUpU对缬氨酸专一而UpUpGp却对亮氨酸专一。

与此同时，Khorana应用合成的具有重复序列的多核苷酸如CUCUCU……进行体外蛋白质人工合成，发现产物为亮氨酸与丝氨酸交迭出现的多肽。当应用合成的三核苷酸重复序列作模板时，得到很有意义的结果。如以polyUUC作摸板时，得到的产物是三种不同的多肽。多聚苯丙氨酸、多聚丝氨酸和多聚亮氮酸。这是因为从不同的碱基开始阅读密码所引起的：

下表列出了应用带有重复序列的人工合成的多核苷酸模板与掺入的氨基酸之间的关系。在此基础上人们得出了密码子表。

用遗传学方法也证明了遗传信息是三联体密码。用某些吖啶染料可以引起T₄噬菌体DNA插入或删去1，2或3个碱基。实验的原理可用假设的噬菌体DNA加以说明。

当删去一个碱基A时，从这一点以后的密码就发至了差错。删去两个碱基时，情形也如此。但是删去三个碱基时，情况就不同了。最先也形成几组错误的密码子，但以后又恢复正常。前面两类突变往往使基因产物全部失去活力，而第三种突变类型使基因产物仍具有一定活力。这只能用遗传密码是三联体这个事实来加以解释。