在生命出现之前,核糖核酸(RNA)统治着原始汤。 故事大概是这样的,根据所谓的RNA世界假说。 但我们似乎太草率地忽略了 RNA 更复杂的表亲——脱氧核糖核酸 (DNA)。
英国和美国的化学家已经展示了这两种分子是如何在古代地球上可能存在的条件下形成的。 这一发现可能会迫使人们重新思考生命起源的主要模型。
详细阐述一项早期研究该团队展示了一种在前生物环境中构建核酸链的方法,并展示了如何通过几个简单的步骤将 RNA 转化为 DNA 分子的成分,而无需任何酶。
“这些新发现表明,化学家如此严格地受到化学物质的指导可能是不合理的。研究地球生命起源的假设,”拉马纳拉亚南·克里希那穆蒂说来自美国斯克里普斯研究所。
为了近半个世纪, 生物学家已经获得对模型的信心声称构成第一个细胞的化学机制起源于基于 RNA 的化学反应。
乍一看,这是一个不错的选择。 现代生物化学可以归结为 DNA、RNA 和蛋白质之间的相互作用。
RNA 更简单的结构和机械劳动的能力使其在假设中具有优势,表明第一个生化反应主要由单一多功能分子控制。
它不仅可以充分完成模板和构建工作,化学家正在发现A各种潜在的方法使用更简单的有机化合物的成分列表来生长 RNA。
尽管听起来很有说服力,但 RNA 世界假说并不是这场比赛中唯一的一匹马。蛋白质可能有例如,他们也自己制作了副本。
但由于没有从更简单的前体中获取 DNA 的直接方法,很少有研究人员支持 DNA 在生命原型反应中的作用。
一段时间以来,克里希那穆蒂和他的同事们一直怀疑 RNA World 的故事比最初看上去的要复杂一些。
一方面,将纯 RNA 系统进化为基于 DNA 的系统可能需要某种交接期,其中两个分子执行类似的模板任务。
几年前,研究人员表明,这种杂合分子不如纯 RNA 和 DNA 链稳定。 这就提出了一个有趣的问题——为什么精致的混合混合物会从更强大的基于 RNA 的混合混合物进化而来?
一个答案是,从一开始就不存在纯粹的RNA世界,只有两种分子争夺霸主地位的摇摇欲坠的混合物,直到纯粹的DNA系统获胜。
“该领域开始认识到 RNA 和 DNA 最初可能混合在一起,但后来根据它们最擅长的事情分开,”克里希那穆蒂 说。
一切都很好,但是这些丰富的 DNA 分子是从哪里来的呢? 现在,克里希那穆蒂找到了答案,那就是一种名为“硫磺化学物质”的化学物质。硫尿苷。
该团队已经表明该化合物可能是 RNA 的前体,他们演示了该化合物如何在几个阶段中发生反应以形成脱氧腺苷– DNA 分子的糖主链与其遗传密码的碱基之一相连。
或者,类似的过程可以生产出其化学相关物,脱氧核糖。
不过,展示一个过程如何发生并不等同于证明它确实发生过。
但知道将 RNA 转化为 DNA 并不需要太多的时间,这至少能让它在解决 RNA 世界假说的一些重大问题方面占据一席之地。
这项研究发表于自然化学。