RNA加工与RNA世界

RNA世界假说(RNA-world hypothesis)

/ AR-en-ay world hy-POTH-uh-sis /

今天的生命依靠一种合作运转:DNA保存信息,蛋白质做化学反应,RNA在两者之间往返穿梭。但这给生命起源带来一个先有鸡还是先有蛋的难题。复制DNA需要蛋白质,可指定蛋白质又需要DNA,两者谁也不能率先出现。RNA世界假说给出了一条出路:在两者出现之前很久,曾有一个时代,RNA同时身兼这两职。

这个想法是说,早期生命把RNA既当作遗传物质,又当作催化剂。一种既能储存序列(像DNA)、又能折叠起来加速反应(像酶)的单一分子,原则上就可以自我复制并演化,而不需要别的东西。RNA正好合适,因为我们如今知道它两样都能做:它携带序列,而作为核酶,它能切割、连接,甚至在实验室里复制短段的RNA。假说认为,随着时间推移,RNA把信息储存外包给了更稳定的DNA,把化学反应外包给了更多面的蛋白质,自己留下了今天我们看到的信使和接头角色。

最有力的证据,是RNA留在现代细胞里的那些化石。核糖体的催化核心是RNA。细胞的核心能量载体ATP,以及辅酶A、NAD这些关键帮手,都是围绕类似RNA的核苷酸搭建起来的。剪接也牵涉RNA催化剂。这些看上去都像是RNA当家做主那个时代留下的遗物。这个假说证据充分、被广泛接受,但并非已被证明的事实:还没有人从零搭出一条能自我复制的RNA,而第一条RNA究竟如何出现,仍是一个开放而诚实的问题。

ATP——你的细胞当作能量货币花用的那个分子——本质上就是一个腺嘌呤RNA核苷酸再加上额外的磷酸。一个核心代谢物竟是一块RNA砖块,这正是RNA为基础的化学先行一步的线索之一。

代谢核心处那些类似RNA的分子,暗示着一个早期由RNA主导的世界。

RNA世界是一个有力而流行的假说,而非确立的事实。RNA在化学上很脆弱,在早期地球条件下也难以生成,因此有些研究者主张RNA另有更简单的前体,或者与多肽共同演化。应把它当作目前最好的说法,而不是盖棺定论。

又称
RNA worldRNA-first hypothesisRNA世界RNA世界学说