活生物體里的遺傳信息現在都被保存在脫氧核糖核酸(DNA)里,這種核酸是非常有名的糖、磷酸鹽和一種堿基的“雙螺旋”分子。但是DNA非常復雜,根本不會突然出現,科學家認為它的單鏈親屬??核糖核酸(RNA)是最先出現的。
RNA在病毒合成蛋白質的過程中扮演著重要角色,病毒主要用它儲存遺傳密碼。它在化學方面與DNA非常類似,但是它的結構更簡單,更結實。因此它看起來是地球上第一批信息密碼核酸的合適之選。但是“RNA先出現”的理論遇到了實際問題。
據傳統看法認為,它的三個成分??堿基、核糖和磷酸糖類必須分別形成后,再合成這種分子。然而評論家表示,比DNA稍微簡單一些的RNA仍是一種復雜分子,它根本無法自然合成。對這些持懷疑態度的人來說,相關人員未能找到任何切實可行的化學鏈,來解釋這三個成分是如何結合在一起的,多少對他們是一些安慰。
但是曼徹斯特大學的科學家發表在英國《自然》雜志上的一篇論文提出了不同解釋。由約翰?薩瑟蘭德教授領導的這個科研組大膽提出,類似RNA的合成是在一系列化學反應過程中發生的,這些反應是重要的媒介物。
他們的實驗室模型利用的是被認為在地球形成之初產生的物質和環境,并利用了常規“RNA先出現”的假設。他們的理論以一種被稱作羥乙醛(glycolaldehyde)的單糖分子作為起點,這種單糖跟氰胺(氰化物和氨的一種化合物)和磷酸鹽發生反應,生成被稱作2-氨基?唑的中間化合物。
太陽緩慢加溫和夜間冷卻有助于凈化2-氨基?唑,使它轉化成對新核苷酸分子的糖和堿基部分的合成有幫助的物質。磷酸鹽的出現和太陽產生的紫外線促使RNA合成過程完成。美國分子生物學家杰克?索斯塔克在《自然》雜志上發表的評論中,稱這項研究合理解釋了為什么糖和堿基在形成新分子前,不是分別單獨形成的。
他說,“這是多年來在生物前化學(prebiotic chemistry)方面取得的一次重要進步,” 生物前化學是指研究促使地球生命產生的化學過程。有關地球上的第一批生物體是何時出現的,科學家所持的觀點各不相同。一些人根據在澳大利亞發現的細菌化石進行估計,認為地球上的第一批生命是在大約38億年前產生的,即大約在地球形成7億年后。
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