RNA的认识转变历程

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传统观念认为:三类最重要的生物高分子化合物中,DNA携带遗传信息,蛋白质是生物功能分子,而RNA在这二者间起传递遗传信息的作用(即参与蛋白质的生物合成)。
1968年,克里克率先大胆推测,第一个生命分子很可能是RNA,它兼具DNA与蛋白质的功能,可以催化自身的复制,同时还是遗传物质,毕竟许多让我们头疼不已的病毒就是使用RNA来贮存遗传信息的,但猜测RNA拥有催化能力似乎只是种纯粹的臆测,没有人当真,包括克里克自己。
一、催化功能的发现
1980年代初,耶鲁大学的悉尼·奥尔特曼发现tRNA的加工是由另一种RNA来完成的,而科罗拉多大学的切赫则发现原生动物嗜热四膜虫大核26SrRNA成熟依赖它自己的催化,这样的RNA分子被命名为核酶。在酶学领域,核酶的发现打破了多年来“酶的化学本质就是蛋白质”的传统观念。在RNA领域,这一发现对传统观念的冲击更大,它使人们认识到RNA的生物功能远非“传递遗传信息”那么简单。此后,RNA领域的新发现不断出现。
二、RNA世界学说
RNA世界学说(英语:RNA world hypothesis)是一个理论,认为地球上早期的生命分子以RNA先出现,之后才是DNA。且这些早期的RNA分子同时拥有如同DNA的遗传讯息储存功能,以及如蛋白质般的催化能力,支持了早期的细胞或前细胞生命的运作。
关于独立的RNA生命型态概念,是在1968年由卡尔•沃斯(Carl Woese)所著的《遗传密码》(The Genetic Code)一书中所建立。此外亚历山大•里奇(Alexander Rich)也曾于1963年提出类似想法。“RNA世界”一词则是由诺贝尔奖得主沃特•吉尔伯特(Walter Gilbert)于1986年提出,是依据现今RNA具有各种不同型态的催化性质所做的推论。
三、核糖体是核酶
2000年到来之际,尼克·李报道了一种在试管中进化出的核酶,它拥有将氨基酸连接在tRNA分子上的能力。
2001年,麻省理工学院的温迪·约翰斯顿合成了能精确复制RNA的核酶,虽然只能合成14个核苷酸长度的序列。显然,要在今天生存的生物体中找到完整的RNA世界,并不现实。如果RNA无所不能,DNA和蛋白质就成了多余。事实上,核糖体是核酶的发现,已经足够支撑最初的RNA世界。