氢分子医学分享 http://blog.sciencenet.cn/u/孙学军 对氢气生物学效应感兴趣者。可合作研究:sunxjk@hotmail.com 微信 hydrogen_thinker

博文

RNA生命起源学说再获新证据

已有 6856 次阅读 2015-3-17 18:08 |个人分类:自然科学|系统分类:海外观察

生命起源不仅是科学问题,也是哲学问题,所以是哲学问题,是因为科学上无法给出让人满意的理论解释,虽然有许多假说,但都是假的比较严重,无法让多数人心服口服。生命的特点是能进行自我复制,所以必须有一种分子具有自我复制的能力,从这个角度出发,科学家推测生命起源的分子是DNA RNA。这些分子不仅能自我复制,而且能携带制造蛋白质的密码,这看上去是不错的想法。在各种假说中,RNA假说最为流行,但是过去仍然存在一些缺陷。最新研究给分子进化的RNA假说提供了更多证据。


Previously assumed synthesis of beta-ribocytidine-2',3'-cyclic phosphate 1 (blue; note the failure of the step in which cytosine 3 and ribose 4 are proposed to condense together) and the successful new synthesis described here (green). p, pyranose; f, furanose.

但是现代的细胞如果离开蛋白质的帮助,DNA RNA根本不可能自我复制。其实即使存在蛋白质,如果没有脂类物质的参与,蛋白质和核酸也没有办法成就生命过程。因为生物化学反应需要脂类形成的膜结构提供的庇护和反应支架。这些问题充满着大量矛盾。

最近英国化学家发表论文,提出了解决这些矛盾的方案,该方案认为,在地球生命形成早期,有一对简单分子大量存在,这种分子能通过一种简单反应网络,制造出核酸、氨基酸和脂类,这三种基本生物化学分子(材料),核酸、氨基酸和脂类是生命起源启动的基础。虽然这种研究没有证明生命是如何开始的,但能帮助我们解释现代生命科学领域的一个重要谜团。

麻省总医院分子生物学家Jack Szostak也对生命起源有所研究,他认为这是一项非常重要的研究论文,因为这是第一次解释了自然界如何从一种简单分子经过自然条件制造出生命基本材料的方案。

科学家一直纠结于到底什么分子是生命的起源分子,RNA假说认为是生命的起源分子,或者说是生命形成前的分子进化过程最接近生命的分子。RNA被选中是因为这种分子确实比较合适,因为RNA不仅能携带遗传信息,而且具有类似蛋白一样的酶催化能力。拥有两种能力是DNA、蛋白质和脂类分子都不具备的。代谢优先支持者认为,简单金属也具有催化能力,也能制造原始有机物成分,并利用这些成分制造其他生物分子。RNA假说在2009年获得了重要进展,英国剑桥大学化学家John Sutherland等发现一些相对简单的分子,如乙炔与甲醛能经过一系列反应产生两种组成RNA的核苷酸,说明RNA能不经过酶催化条件在原始汤内天然产生。批评者指出,乙炔与甲醛本身也是复杂分子。这给他们提出一个要命的问题。

最新研究中,Sutherland和同事进一步把研究向前推动,沿着过去研究的思路希望找到能自动合成大分子的更简单化合物。他们最终获得成功。在《自然化学》发表的最新论文中,Sutherland小组报道了他们的最新工作。最新研究使用更简单的分子氰化氢、硫化氢结合紫外线照射,这些条件能制造出核苷酸、氨基酸和脂肪酸。研究提示复杂生物分子确实能从简单化合物通过自然化学反应形成。

Sutherland认为,早期地球具备这些条件,氰化氢在彗星中大量存在,当彗星靠近地球时,在地球引力作用下可降落到地球上。在地球早期很长历史阶段,这种现象持续不断地发生。硫化氢在早期地球上非常丰富。紫外线或金属催化能驱动化学反应可能是它们产生的原因。

Sutherland指出,制造每种化合物的产量有很多区别,并需要不同的金属催化。所以不是所有的分子在同样的地点形成。雨水的作用可能将它们冲洗到同一水池中。

http://www.nature.com/nature/journal/v459/n7244/full/nature08013.html



https://blog.sciencenet.cn/blog-41174-875111.html

上一篇:超声疗法进军大脑疾病
下一篇:人类基因组中存在植物和细菌基因
收藏 IP: 116.246.19.*| 热度|

16 杨正瓴 吕洪波 李亚平 苏光松 杨金波 张南希 孙爱军 侯成亚 霍艾伦 吕健 zhangling rfm2007 tm66jjbj divingmed yangb919 Allanmu

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (4 个评论)

数据加载中...
扫一扫,分享此博文

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2024-12-23 21:12

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部