在1900年——1953年的半个多世纪里,经典的遗传学虽然在理论和应用上取得了重大的成就,但对遗传物质的基本单位— — 基因仍然被认为是一个不可分割的抽象概念,缺乏明确的物质内容,许多人还无法说明基因怎样控制细胞内特定的生理、生化过程。直到20世纪60年代,经过大量的实验证明,得出了密码子和遗传密码的概念,进而明确了生物界中遗传密码的通用性、兼并性、方向性等特征,然后归纳出了经典的遗传信息表达过程即:
再后来的研究发现,许多单链的RNA病毒,在感染宿主细胞后,也可以复制,并在逆转氨酶的作用下,反向合成DNA,于是得出较完整的遗传信息表达过程。
然而,科学的发展常常是出人意料的,遗传信息的表达也是如此,有人在离体实验中观察到,与核糖体相互作用的某些抗生素,如链霉素和新霉素,能打乱核糖体对mRNA的选择,而接受单链DNA分子代替mRNA,由单链DNA指导,把它的核昔酸顺序译成多肽的氨基酸顺序,也有人发现一种蛋白质可以复制DNA。除此之处,目前发现的朊病毒只含有蛋白质,没有核酸的存在,它是通过蛋白质的构型的改变来致病的,是既可以在群体水平传播,也可以像遗传病一样垂直传递,从而对原有的遗传信息表达提出了新的挑战,说明遗传信息的表达仍需进一步完善。
如此看来,一般来说,核酸是信息流的主宰物质,而蛋白质是物质运动的主宰物质,只有一定的条件下,当以核酸为主宰的信息系统和以蛋白质为主宰的代谢系统发生耦联时,生命运动才能够发生和持续进行。因此,我们可以概括为遗传信息的表达是以核酸、蛋白质整合体系为主宰的原生质各组分之问存在的相互作用。我们仍需用发展的眼光关注这种遗传信息表达时谱写的各种壮丽的生命运动。