互联网起源的了解 生命的起源是什么

互联网起源的了解 生命的起源是什么大多数科学家都认为:地球生命存在之前,是核糖核酸(RNA)“统治”着世界。也就是RNA才是生命的源头,也是唯一的遗传物质,即“RNA世界假说”。但是,一些科学家们对这一理论产生质疑,认为忽略了RNA的“表亲

大多数科学家都认为:地球生命存在之前,是核糖核酸(RNA)“统治”着世界。也就是RNA才是生命的源头,也是唯一的遗传物质,即“RNA世界假说”。但是,一些科学家们对这一理论产生质疑,认为忽略了RNA的“表亲”——脱氧核糖核酸(DNA)。

生命的起源是什么物质?在细胞出现之前,RNA或许“统治”着地球

半个世纪以来,生物学家对“RNA世界假说”的理论充满信心,认为世界上第一个细胞的产生就归因于RNA的某种化学反应,因为生物化学的理念本身就可归结为DNA、RNA和蛋白质之间的相互作用,而RNA的简单结构与高生物活性确实有可能通过自我复制独立完成世界上第一次生化反应。

生命的起源是什么物质?在细胞出现之前,RNA或许“统治”着地球

但是,RNA世界假说并不是唯一合理的理论。例如,蛋白质也可以实现自我复制,更不用说DNA了。目前,来自英国和美国的化学家已经证明了在原始环境中构建RNA和DNA的可能性,并展示了如何通过几个简单的步骤将RNA转化为DNA分子,且这个简单的过程中不需要添加任何酶。这一发现迫使科学家对生命起源进行重新的思考。

生命的起源是什么物质?在细胞出现之前,RNA或许“统治”着地球

来自美国斯克里普斯研究所的Ramanarayanan Krishnamurthy表示:“一些新发现表明人们在探寻地球生命起源时受到了RNA世界假说错误的诱导暗示,事实证明该假说可能并不合理。”

Krishnamurthy认为,单纯的RNA演化成DNA的过程中可能会形成某种杂合分子,在这个交接期内,DNA和RNA都在执行类似的自我复制任务。但研究人员发现,这种杂合分子不如单纯的RNA和DNA分子链稳定。于是科学家们产生了一个疑问:为什么复杂的高级生物一定要从RNA中发展而来呢?

生命的起源是什么物质?在细胞出现之前,RNA或许“统治”着地球

对于这个疑问,一个可能的答案是:根本没有纯粹的RNA世界起源,而是RNA和DNA两种分子之间相互竞争,直到DNA从中胜出,并成为最终指导生命演化的物质。但这些丰富的DNA分子又来自哪里呢?Krishnamurthy认为,很可能来自硫脲(CH4N2S)这种含硫化学物质。

科学家已经证明,硫脲可能在几个演变阶段中反应形成脱氧腺苷,而脱氧腺苷是DNA分子的骨架,与遗传密码的一个碱基相连接。研究人员认为类似的过程还可以产生脱氧核糖。

生命的起源是什么物质?在细胞出现之前,RNA或许“统治”着地球

RNA世界假说、小行星假说、神创论…对于地球生命起源的议题而言,至今没有一个定论。在今天的生命形式中,DNA-RNA-Pro早已形成了一个相互依存、无法割裂的循环,难以甄别谁才是生命演化的起点。

作者/朱张航宇

参考文献:Prebiotic phosphorylation of 2-thiouridine provides either nucleotides or DNA building blocks via photoreduction, Nature Chemistry (2019)

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