(胡安·加特纳/科学图片库/盖蒂图片社)
RNA世界假说是对生命如何通过基础化学在地球上出现的拟议解释。
关于生命起源本质的一个长期存在的悖论是,现代生物化学如何可能通过自然选择首先管理自己的复制。
今天,这个过程是复杂分子相互作用良好协调混合的结果,其中没有一个本身代表一个生命系统。任何一个组件的孤立开发都会引发“鸡和蛋' 难题
核糖核酸 (RNA) 是一类有机化学单元,它们形成能够编码信息和执行物理任务的复杂分子。这种多任务处理可能使它们能够在古代地球上发挥类似生命的功能,这些功能慢慢进化以融入更先进的生命化学形式。
某种 RNA 世界假说的提议已经存在了几十年。在 20 世纪 60 年代,科学家们,包括弗朗西斯·克里克和美国生物物理学家卡尔·沃斯,强调了 RNA 在无需 DNA 或蛋白质直接支持的情况下执行各种生命支持任务的潜力。
1986年,美国生物化学家、诺贝尔奖获得者沃尔特·吉尔伯特创造了“RNA世界”这个术语来描述古代地球的一种假设状态,这种状态可以创造出如此多样化的核酸形式,每种核酸都以一种强制自然选择的方式进行竞争,以促进化学复杂性的增加。
从那时起,人们已经清楚地知道,由基于蛋白质的酶进行的某些代谢任务现在可能曾经仅由 RNA 来完成。
这个想法仍然存在一些争议,有证据支持和挑战这个假设。
我们有什么证据?
到目前为止,证据大多是间接的。 RNA 可以像 DNA 一样编码和复制,同时也可以催化简单的反应,或多或少像蛋白质一样。这可能允许自我复制、基于 RNA 的酶等价物,称为“核酶”以支持制造不完美副本所需的物理过程,从而引发分子进化。
简而言之,RNA 的化学性质使其适合作为有机化学汤和实际活细胞之间的早期垫脚石。还有一些场景可以允许生成各种核酸分子在古代条件下。
任何一个核酸家族是如何在混合物中运作的提出具有挑战性的问题。如今,一些人认为最初的“活”化学是 DNA 和 RNA 的混合体。形式完全新颖如今自然界中已不再存在的核酸也可能起到了一定作用。
由于这个古代时期没有任何保存下来的有机材料,找到足够的证据来支持任何一个假设都是一项挑战。
虽然有研究表明如何RNA单位可能已形成在古代地球的表面,以及其他提供可能的链接与其他自由漫游的代谢过程一样,很难证明哪些反应必然发生在近四十亿年前,从而产生了今天疯狂复杂的生物圈。
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