DNA為什麼會有四種鹼基？為什麼是三個鹼基為1個密碼子？為什麼不直接只有兩種鹼基，二進位，不是更簡明嗎？

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樓上各位沒有涉及到為什麼是三個鹼基一個密碼子，這個我來答一下。
三個鹼基一個密碼子是建立在DNA鹼基種類為四的基礎上。
1，如果是一個鹼基一個密碼子，那麼只有四種排列，遠遠不夠。
2，如果是兩個鹼基一個密碼子，那麼是4的平方即16種排列方式，相較於20種基本氨基酸還是不夠。
3，所以三個鹼基一個密碼子就是用數量最少的來涵蓋氨基酸。這樣有4的立方64種組合，不但可以涵蓋20種基本氨基酸，還滿足擺動現象，這其中還有3種終止密碼。
順便做一下為什麼是四種基本鹼基的猜測。如果是單純二進位排列，那麼：
1，就是這兩種鹼基互相配對，突變後根據互補鏈的鹼基互補配對來修復則修復機制不能保證，整體基因突變率極高。如果是4種基本鹼基，那麼點突變的鹼基替換則得以修復，並且由於鹼基的巔換即嘧啶和嘌呤之間的替換幾率較小，保證基因的相對穩定性。
2，如果是二進位，則按照20種基本氨基酸的數量，最起碼要2的五次方32種組合才能涵蓋，這樣意味著是五個鹼基為一個密碼子，不但大大增加了遺傳信息的數量，也為dna的複製，轉錄和翻譯提供了困難，浪費時間和空間。同樣rna及核糖體等相關物質也受到影響。空間的增加勢必引起細胞體積的增大，比表面積減小，影響細胞的物質運輸和信號傳遞。這32種組合不但要包括終止密碼，還要涵蓋20種基本氨基酸，平均每種氨基酸都不到兩個密碼子，大大降低了生物對突變的應變能力。在三聯子密碼中，有移碼突變這一現象。即遺傳密碼按照三或者三的倍數來發生改變。結果是要麼沒事，要麼多或者少氨基酸。體內有一套對應的修復處理機制在這不多說。假設五聯體密碼也有類似的移碼突變，則就是五的倍數。這樣為修複製造了很大困難。
本人才疏學淺，請大家輕拍。。。。
最後想必體主你已經了解了，表面的簡單不等於整體的簡單。可能那一種簡單會引出很多不必要的不簡單。生物進化其實恰恰選擇了整體簡單精悍的這一條路。讓我們感嘆大自然的偉大。說不定上帝就是數學專業的。

遺傳物質形成的初期，單個DNA很可能只有兩種鹼基，但是生命的萌芽階段基因交融非常普遍（其實一直到真核生物出現都挺普遍的），最後可以足夠穩定的進行複製的都保留了下來。事實上自然存在的鹼基也不僅四種，還有若干種修飾鹼基。

簡單來說：我們不知道。

為什麼DNA以四種鹼基為主？密碼子又是三個？這事情我覺著吧，只能問上帝。

當然我們可以擺出有四種主要鹼基的n個好處：2個太少四個太多，三個已經夠用；四種鹼基為主剛好搞定20來氨基酸balabalabala......但我總覺得，這有種事後諸葛亮之感。如果DNA是以四個鹼基為密碼子？給我一上午，我覺著我也能扯出一大堆優點。但密碼子為何是三個？沒法像解數學題那樣說出個所以然來。

說實話，順著這個思維想下去，生命完全就是不可思議的存在：為什麼四個主鹼基ATCG採取那個嘌呤／嘧啶？世上鹼基無數，怎麼就是這四個，還兩兩結合的這麼完美？為何人體構成採取那20種氨基酸還都必須是L的?......更別提轉錄翻譯機制，我高中第一次接觸到時就覺得，這要是自然演化出來的那才有鬼！如此精密、複雜而優美的系統，只有上帝能造出來。

導師曾在閑扯時跟我說：搞研究這麼久，越來越覺得神創論是對的。

我當即就想給導師450個贊。要知道，我從高一就這麼覺得了。（逃

人類在遇到自己的知識無法解決的問題時，很容易就找上帝去了。生命體就是這麼個問題。目前——恐怕今後很長一段時間裡——人類無法解決的問題。它體系是如此複雜，超出任何一個最有才華的科學家的最瘋狂的想像；又如此完美，讓每一個嘗試了解它的人類讚嘆不已。

這樣的問題顯然是不止一個的。生命起源到底是什麼？宇宙起源又到底是什麼？為什麼質量會造成引力？......基礎學科的誘人之處就在於此：每個未知，都可能是寶藏——不管是現實還是心理上的——而目前寶庫還大著呢，大到這本身就是一個值得思考的問題。

那麼題主的問題怎麼解決？

記下來，去挖寶。沒人知道的問題，你去搞明白就好了。科研的魅力，說白了，也就是這樣。我一直堅信，對每個人來說，世界上總有那麼幾個問題使你茶不思飯不想，使你覺得值得你花一輩子去解決。有時問題本身的意義甚至無法被旁人理解，但那一點也不重要——進一寸，還真就有一寸的樂趣。

就醬。

PS:哪天要是上帝真現身了......貌似也不壞？

高中生物講到的就有五種。實際上遠不止五種，還有很多稀有鹼基。鹼基並不單純用於遺傳信息，還有其他的修飾，代謝等作用。作為遺傳物質的鹼基，不同配對之間的氫鍵強度不同，這對於核酸的結構形成，複製，非常有意義。中國人喜歡幻想一切都是那麼工整，一生二，二生三，三生萬物。但自然世界顯得隨機多了，科學，本來就是量化的科學，如果什麼都是如此規整，根本不用量化了。

進化上的事情一旦問到為什麼進化成這樣就特別沒辦法輕易進行下去了，因為你要面對的是茫茫幾億年，任何大的小的環境變動都會呈現其自然選擇作用，而且又沒有任何有效記錄，一切都只能基於猜測。╮(╯▽╰)╭
水平有限，補充一下關於為什麼是三個鹼基組成一個密碼子。
人體內共有20種氨基酸，四種鹼基，如果是一個鹼基對應一個密碼子，能對應四種氨基酸，兩個鹼基就是16種，三個才是64足夠對應所有氨基酸。
你要是繼續問為什麼是20種氨基酸，為什麼64個密碼子對應20種氨基酸，我就叫我們院長來抽你！

首先，DNA不止四種鹼基，就像樓上有人說的一樣，還有稀有鹼基。甚至還有人工引入第三對鹼基的生命存在:Life engineered with expanded DNA code。
其次，三個鹼基為一個密碼子的說法也不完全正確，因為自然界中存在四個codon的frameshift，也有研究人員證明了4-6個codon對於核糖體來說都是可以通讀的，參見：http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11880038。
再次：有些人回答的20個氨基酸也是不對的，天然存在的能被核糖體處理的氨基酸已經有22種了。硒半胱氨酸和吡咯賴氨酸都是由所謂的「終止子」編碼的。至於用人工的方法通過終止子編碼的氨基酸已經差不多100種左右了。

最後，回到正題，之所以是三個而不是兩個或者兩個。學術界有三個理論：stereochemical theory認為這是由於氨基酸和對應編碼的物化關係導致的。coevolution theory認為code其實是和氨基酸合成路線一起在進化，error minimization theory則認為這樣的編碼能最小化由點突變和翻譯錯誤帶來的危害。這三個理論之間有相容性，並且符合最大的一個假設，即frozen accident hypothesis，該假設認為，在進化過程中的某個時間點，由於某種原因，只有這樣編碼的那一個物種最終傳下了後代，於是後代便都是這樣的了。換句通俗的話來說，就是——因為這個宇宙是這樣的，所以你看見的是這樣的宇宙。

是一種巧合？嚴格來講沒有原因？說不定我們整個宇宙的產生也只是一種巧呢！無意義的宇宙產生了整天想探究意義的人類，怪不得有人說，人類一思考上帝就發笑。上帝可以上知乎的話，這一定是他最好的休閑方式，因為可以笑個不停。

因為進化不是設計出來

贊ace和薩達哈魯，真想知道答案，你得問「造物主」

因為DNA是雙鏈結構啊。
如果只有三種鹼基，沒法配對。只有兩種鹼基，那兩條鏈的含義就變得特別複雜。

如果是二進位你又會問為什麼不是三個鹼基為1個密碼子==

關於為什麼是四個鹼基，我的回答是：為了複製。至於為什麼不採用二進位，我的回答是：其實就是採用了二進位。
作為遺傳物質不論是DNA還是RNA，都是通過自我複製來進行遺傳信息的傳遞。
設想一條DNA單鏈有兩種鹼基並通過兩種鹼基的排列組合而存儲信息，假設這兩個鹼基是A和G，此為二進位。DNA單鏈的複製有點類似模子的原理，那麼，A和G作為模子，它們對應的分別是T（U）和C。如此一來就有了四種（一般意義上）鹼基。在雙鏈DNA中，鹼基成對存在，分別是AT和GC，此為二進位。
結論就是，四個鹼基是最簡介的信息承載和傳遞方式，少了不行，多了就顯多餘。
手機打字慢，就簡單說這麼多吧。

本回答存在致命缺陷……羞~(@^_^@)~