密码子是由三个核苷酸组成的序列，是遗传密码中的一个信息单位。在翻译（生物学）过程中，信使RNA（mRNA）上的密码子指定应将哪种氨基酸添加到正在合成的蛋白质中，或发出停止合成的信号。这个术语也适用于脱氧核糖核酸（DNA）中相应的三联体。在标准遗传密码中，64种可能的密码子包括61种指定氨基酸的密码子和3种终止信号。(genome.gov)
组成与表示方法
RNA密码子用四个字母表示：A代表腺嘌呤，U代表尿嘧啶，G代表鸟嘌呤，C代表胞嘧啶。由于三个位置中的每一个都可以是这四种碱基中的任意一种，因此共有 种可能的组合。碱基的顺序很重要：在标准遗传密码中，GCA指定丙氨酸，而CGA指定精氨酸。密码子序列通常按5′至3′的方向书写。(educationalgames.nobelprize.org)
DNA中的对应序列用代表胸腺嘧啶的T代替U。因此，DNA编码链中的ATG对应于mRNA中的AUG。在转录（生物学）过程中，RNA序列以互补的DNA模板链为模板合成；因此，除以U替代T外，RNA序列与编码链相同。密码子表通常采用RNA的表示方法，但序列数据库也可能提供用DNA字母表示的等价表格。(nigms.nih.gov)
阅读框
阅读框决定核苷酸序列如何划分为连续的三联体。在通常的蛋白质编码序列中，密码子被连续读取，彼此之间没有分隔标记，也不相互重叠。若起始位置后移一个核苷酸，就会得到不同的三联体，并可能产生不同的氨基酸序列。因此，一条核苷酸单链有三个可能的阅读框。(ncbi.nlm.nih.gov)
例如，RNA序列AUGGCUUAA若从第一个核苷酸开始读取，可划分为AUG–GCU–UAA，分别表示甲硫氨酸、丙氨酸和终止信号。若改从第二个核苷酸开始，则得到UGG–CUU，分别指定色氨酸和亮氨酸。这些对应关系说明，在解读蛋白质编码基因时，确定正确的阅读框至关重要。一个三联体的含义取决于它在被翻译序列中的位置，而不只是它是否出现在某个RNA分子中。(ncbi.nlm.nih.gov)
翻译过程中的识别
核糖体读取mRNA，并按照其密码子指定的顺序组装氨基酸。转运RNA（tRNA）充当核苷酸信息与氨基酸之间的适配分子。每个tRNA都含有一个反密码子，即一段由三个碱基组成的序列，以反平行方向与mRNA密码子配对；同时，tRNA分子的另一部位携带一个氨基酸。(nigms.nih.gov)
识别密码子并不总是要求三个位置都严格遵循常规的碱基配对规则。摆动碱基配对主要涉及密码子的第三个位置与反密码子的第一个位置，使某些tRNA能够识别多个密码子。因此，翻译系统不必为每一种指定氨基酸的密码子都配备一种独立的tRNA。弗朗西斯·克里克于1966年提出摆动假说，用以解释密码子识别与遗传密码冗余性之间的这种关系。(pubmed.ncbi.nlm.nih.gov)
起始密码子、终止密码子与同义密码子
通常的起始密码子是AUG，它位于编码序列内部时也指定甲硫氨酸。AUG能否发挥起始信号的作用，取决于周围序列和翻译机制。在某些生物和细胞器中，还存在其他起始密码子；例如，某些细菌编码序列以GUG或UUG开头。这些密码子的起始功能，必须与它们在蛋白质内部通常指定的氨基酸相区分。(ncbi.nlm.nih.gov)
标准的终止密码子是UAA、UAG和UGA。在正常的翻译终止过程中，识别它们的是蛋白质类释放因子，而不是携带氨基酸的tRNA。识别后，新合成的肽链便从与其相连的tRNA上释放。在真核生物中，释放因子eRF1能够识别全部三种标准终止密码子。(nature.com)
大多数氨基酸都有多个对应的密码子，这一性质称为简并性或冗余性。指定同一种氨基酸的密码子称为同义密码子。例如，UUU和UUC都指定苯丙氨酸，而亮氨酸有六种密码子。在标准遗传密码中，甲硫氨酸和色氨酸各自只有一种密码子，分别为AUG和UGG。冗余通常并不意味着含义不明确：在一套给定的遗传密码中，每个指定氨基酸的密码子都只有一种对应含义。(ncbi.nlm.nih.gov)
遗传密码的变体
标准遗传密码广泛存在，但并非普遍适用。在线粒体和某些生物中，一些密码子具有不同的对应含义。在脊椎动物线粒体遗传密码中，UGA指定色氨酸，而非终止信号；AUA指定甲硫氨酸，而非异亮氨酸。因此，要准确解读编码序列，就必须使用适合其所属生物及细胞区室的翻译表。NCBI的记录通过翻译表标识符区分这些遗传密码。(ncbi.nlm.nih.gov)
突变与密码子选择
编码序列中的突变可能造成多种后果。同义替换不改变所编码的氨基酸；错义替换会改变所编码的氨基酸；无义替换则将指定氨基酸的密码子变为提前出现的终止信号。插入或缺失的核苷酸数若不是三的倍数，就可能引起移码突变，改变下游序列划分为密码子的方式，并常常导致终止信号提前出现。(ncbi.nlm.nih.gov)
同义密码子在功能上不一定可以互换。出芽酵母中的实验表明，改变同义密码子的组成可以影响mRNA的稳定性和翻译延伸过程。对大肠杆菌（Escherichia coli）中人工设计序列的研究同样表明，密码子组成、RNA结构和蛋白质产量之间存在相互作用。这些发现为基因表达研究中的密码子优化提供了依据，同时也说明密码子的效应取决于序列及其生物学背景。(pmc.ncbi.nlm.nih.gov)
实验鉴定
1961年，马歇尔·尼伦伯格和海因里希·马特海证明，由重复尿嘧啶构成的合成RNA能够指导细菌无细胞系统产生多聚苯丙氨酸，从而确立了UUU与苯丙氨酸之间的关键联系。随后，利用合成RNA和明确组成的三联体开展的实验，帮助破译了其余密码子的对应含义。尼伦伯格、哈尔·戈宾德·科拉纳和罗伯特·霍利因阐明遗传密码及其在蛋白质合成中的作用，共同获得了1968年诺贝尔生理学或医学奖。(njc.rockefeller.edu)