RNA世界

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RNA世界 — 引言
RNA世界假说试图为生命起源的研究者面临的关于早期地球上原始信息储存媒介的问题提供一个详实的答案。DNA负责储存细胞需要的折叠蛋白质成正确形状的信息,这些形状是它们行使各自功能的关键。事实上每个细胞和细胞外结构都由蛋白质构成。鉴于这种重要性,DNA中存储的信息定义了生命中最根本的运作和结构。

当细胞经历复制时,DNA和其储存的资料被复制,随后传递给子细胞。生化蓝图通过DNA的复制被传达给下一代。这一过程会产生两个与 ‘母’分子相同的‘子'分子。一旦复制完成,产生的这两个DNA分子被分布到分裂过程中产生的子细胞中。

创建蛋白质需要DNA中的遗传信息,但DNA中的信息没有许多特定的蛋白质和蛋白质复合物是不能进行处理的。自20世纪80年代中期起,DNA和蛋白质的相互依存在生命起源这个问题上就一直是达尔文模型的一个大的障碍。生命起源的研究者甚至把它比作是鸡和蛋的矛盾。由于蛋白质对于DNA复制方法是如此的重要,DNA和蛋白质不能同时源于同一锅原汤。

RNA世界 — 一个解决方案?
人们提出RNA世界假说是为了解决这一矛盾。该模型认为,RNA在DNA与蛋白质之前作为初始基本信息的存储介质。DNA可以同时存储信息(像DNA一样)和催化化学反应(像蛋白质一样)。因此,有人认为RNA世界最终演变成当代生物化学的DNA蛋白,目前与DNA一起作为DNA和蛋白质的中介。

虽然RNA世界假说避开早期生命系统中DNA和蛋白质在理论上相互依赖的需要,在实际中它似乎是站不住脚的。RNA世界假说被重重困难所包围。比如,第一个RNA分子的形成会使更小的分子成分先期出现成为必要,包括核糖,磷酸盐分子的,和四个RNA的碱基。然而情况表明,合成和维持这些基本的RNA构建分子(尤其是核糖)和碱基的困难重重,如果不在现实的生命起源的条件下进行才有可能。

另一个RNA世界假说的支持者面临的主要难题是,自然发生的RNA分子具有十分特殊的蛋白质酶性质。核酶可以履行的只是数以千计的蛋白质职能中的极少数。

RNA的分子无法履行蛋白质酶的许多职能提出了另一个与RNA世界模型相关的问题。 迄今为止,还没有提出令人信服的解释来说明早期RNA分子的自我复制是如何过渡到现在高度依赖多种蛋白质进行遗传信息处理的细胞系统。想想从最初的复制过渡到构建第一批蛋白质的系统。即使这样构建蛋白质的核酶系统已经由RNA的复制产生,该分子系统仍然需要丰富的信息模板来构建具体的蛋白质。关于这一信息的来源,并没有可以预见的解释。

RNA世界 — 结论
总之,RNA只能执行少数的几个职能,即使是那样,也是研究者有意‘策划’的RNA催化剂的结果。即使在极端困难面前,大多数新达尔文主义者仍然相信RNA世界一定存在,从而为后来的DNA蛋白世界铺路。如果不这样的话,鸡和蛋的矛盾-从物唯物的角度看-不能得到解决。

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