理论教育 RNA世界假说:探索原生生命形态的理论

RNA世界假说:探索原生生命形态的理论

时间:2023-07-06 理论教育 版权反馈
【摘要】:虽然仅凭上述发现还不足以说服整个科学界相信生命始于RNA,但这一观点依然是最先进的假说理论之一。从那时候起,这个主张第一批活体生物仅通过RNA运转的理论就被称为RNA世界假说。RNA同时拥有以上两种特性。参考阅读//No. 14 “露卡”假说,第32页No. 100 有 生 源 说,第204页要构建一个新的有机体,就需要一个由三个不同类型的特殊分子构成的复杂系统的参与。

RNA世界假说:探索原生生命形态的理论

会是遗传学的黎明吗

到20世纪后半叶,科学家们已经开始认识到,所有生物复制自身的系统已经达到了令人难以置信的复杂程度。它包含了三个不同类型的复杂有机分子:DNA(脱氧核糖核酸)、RNA(核糖核酸)和蛋白质。这个精密的系统给科学家们留下了一个谜团:这样一个复杂的系统最初到底是怎样形成的呢?

20世纪60年代,莱斯利·奥格尔、弗朗西斯·克里克和其他少数生物学家提出,这个系统一定曾经有一个更简单的前身。在地球生命的黎明时期,肯定存在一个系统,在这个系统中仅有一种复杂分子参与复制。他们认为这个分子就是RNA。

今天,RNA似乎在复制过程中扮演了一个相对次要的角色。用来建立一个新有机体的遗传编码储存在DNA之中。这个编码被用来制作生物“砖块”——实际上就是构成有机体的蛋白质。RNA在DNA和产生蛋白质的细胞机器之间运送遗传信息,它的角色似乎和信使没什么分别。但是奥格尔和克里克认为,在地球生命的最早期,RNA发挥了更多的作用。

确切地说,研究人员提出的主张是,最终RNA将作为基因库(就像DNA)和生物积木(就像蛋白质)发挥作用。他们所提的前半部分已经被证实了。RNA可以携带遗传信息这一点是很清楚的,因为它在DNA和蛋白质生成器之间渡运着遗传指令。

多年以后,托马斯·切赫在20世纪80年代初证实了奥格尔和克里克所提主张的第二部分,他发现RNA的确可以像蛋白质一样运转。

虽然仅凭上述发现还不足以说服整个科学界相信生命始于RNA,但这一观点依然是最先进的假说理论之一。1986年,沃尔特·吉尔伯特在一篇评论文章中为它取了一个朗朗上口的名字。从那时候起,这个主张第一批活体生物仅通过RNA运转的理论就被称为RNA世界假说。

RNA的分子结构表明,它原本可以帮助最早出现的生命体的构建和复制。(www.daowen.com)

DNA分子像一把微型的扭曲的梯子,而遗传密码就附着在梯子的梯级上。蛋白质却与前者大不相同:它们是大型的分子缠结,且能够折叠成复杂的三维形状,从而拥有了积木属性。RNA同时拥有以上两种特性。它看起来有点像半个DNA分子,所以仍然携带着可储存遗传信息的“梯级”,但因为那些梯级只附着于一个而非两个“端点”之上,整个RNA分子就比DNA要灵活得多。这就意味着它也可以像蛋白质一样折叠成复杂的三维形状。换言之,RNA既可以表现得有点像DNA,又可以表现得有点像蛋白质。

参考阅读//

No. 14 “露卡”假说,第32页

No. 100 有 生 源 说,第204页

要构建一个新的有机体,就需要一个由三个不同类型的特殊分子(DNA、RNA和蛋白质)构成的复杂系统的参与。

但是最早出现的那批生物可能只用了RNA这个万金油来完成自身的复制。

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