主题：【原创】如果让你我来设计生命，我们要怎么做？ -- 桥上冰封火

密码子只通过碱基配对的方式和有相应反密码子的氨酰tRNA（也就是已经挂上氨基酸的tRNA）进行识别，它其实并不知道这个tRNA带的是不是正常的氨基酸。

而决定某种tRNA挂什么氨基酸的，是氨酰tRNA合成酶，他们识别的是特定的tRNA（但不是tRNA的反密码子部分）和特定的氨基酸。只要修改这些酶的氨基酸识别部分，使它们对想引入的氨基酸具有足够的结合力，基本上想往蛋白质里加什么氨基酸就可以加什么。

核糖体本身并不识别氨基酸，所以不必修改核糖体。

至于氨基酸合成本身，并不成为障碍。人类本身也不合成某些氨基酸，而是直接从食物里摄取。按现在的化工水平，做几个怪模怪样的氨基酸加进培养基真是太简单了。当然考虑到有些氨基酸样子太怪，因而进不了细胞，可能还得修改一下细胞的氨基酸转运系统，这应该也不成大问题。

所以如果真的想实验这种改造的生物，并不困难：只要修改一两个氨酰tRNA合成酶，或者需要的话，氨基酸转运蛋白，然后在培养液里加进相应的氨基酸就行了。不过这些生物的蛋白恐怕会因为新氨基酸的加入而乱了套，没两下子就给折腾死了。

其实这种事人真的也做过。有些天然氨基酸的类似物，是可以直接骗过生物的氨酰tRNA合成和转运系统的。例如在蛋白晶体学里，用人工合成的硒代蛋氨酸（硒取代硫原子的位置）来取代正常的蛋氨酸加进培养基，制造硒取代的蛋白质用于解相，就是一种很常规的作法。这个办法不仅对细菌有用，对哺乳类细胞也管用。

关于通过引入新氨基酸来促进进化的想法，说实在的，这20种氨基酸真的是足够用了。不仅够用，还稍微有点冗余：一方面，该有的差不多全有：有酸性的有碱性的，有亲水的有疏水的，有芳香的有杂环的，有带电的有不带点的，还有在生理条件下一会带电一会儿不带电的，还有供拐弯用的，还有侧链上什么都没有供到处摆来摆去用的；另一方面，同类的氨基酸，如果就差一两个碳，经常不对结构产生多大影响，有点微调的作用而已——所以蛋白质上很多突变都是可以容忍的，不关键的地方，甚至小的变成大的，酸的变成碱的都成。

除了利用这20种天然的化学多样性，在一些蛋白质里，氨基酸还会在蛋白折叠后自发的发生残基间反应，几个残基结合起来生成一些特殊的结构，来完成复杂化学结构的构建。比如绿色荧光蛋白的发光单元，就是由3个氨基酸缩合而成的。此外像青霉素等等复杂一些的小化合物也是以氨基酸为原料化合而成的。所以，结论是，多个新氨基酸未必对生物进化有多大的意义，好比是一盒积木，丢一两块多一两块并不太影响玩。