挑战“RNA世界”假说,地球上的第一个生命是由RNA-DNA混合产生的

2021-01-06 15:42   来源: 互联网    阅读次数:3024

最近,美国斯克里普斯研究所(Scripps Institute)的科学家在"德国应用化学杂志"(德国应用化学杂志)上发表了一篇论文,该期刊是化学研究领域的核心期刊。他们说,在生命出现之前,一种简单的化合物苯磷酸盐二胺(DAP)可能已经存在于地球上,它可以通过化学手段将称为脱氧核苷酸的微小DNA结构单元编织在一起,从而形成最初的DNA链。


这些发现表明,dna和rna共同出现的可能性是类似化学反应的产物,而地球上第一种自我复制的分子,即第一种生命形式,是这两种分子的混合物。近几十年来,"RNA世界"假说在生物化学领域占据主导地位,认为早期生命分子完全基于RNA,而DNA只是RNA进化的产物。这一发现挑战了这一假说,并进一步解释了地球上生命起源的古老问题。


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一条RNA链可以吸引其他的RNA结构单元,并依附于RNA链形成镜像链。如果新链能够脱离模板链,通过同样的过程开始将其他新链作为模板结合起来,那么它就实现了构成生命的自我复制的"壮举"。


然而,RNA链可以很好地结合互补链,但它们不能很好地分离它们。现代有机体产生的酶可以迫使RNA(或DNA)双链分离成两条链,从而实现复制,但在一个没有酶的世界里如何做到这一点尚不清楚。


这项研究的资深作者、斯克里普斯研究所化学副教授克里希纳穆西指出,一些DNA和一些RNA的"嵌合"分子链可能解决这个问题,因为它们可以以不那么粘稠的方式结合互补链,使它们相对容易分离。


在过去的研究中,科学家发现简单的核糖核酸和脱氧核糖核酸(分别是RNA和DNA的组成单位)在早期的地球上可能是在非常相似的化学条件下产生的。有机化合物DAP在修饰核糖核酸并将它们串在一起形成第一RNA链方面起着关键作用。这项研究表明,在类似的条件下,DAP可以在DNA中扮演同样的角色。


这一发现为更广泛地研究自复制dna-rna混合物是如何在原始地球上进化和传播以及如何构建更完美的现代生物学铺平了道路。

责任编辑:无量渡口
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