世界与核酸

2.RNA世界与核酸

在过去的10年间（1995年前），大量令人满意的证据已为假设的RNA世界确实存在提供了凭证，值得提及的是1983年托马斯·柯克和西得蒙·奥特曼各自将具有催化活性的核酸第一次称为核酶（核糖酶），在此以前，蛋白质一直被认为在当代生物中是执行全部催化反应的。实际上，“酶”这个术语通常就是指蛋白质类物质。尽管如此，RNA的行为像酶类一样的事实增加了对这样一种观点的重视，即古老的RNA也可能有催化能力的。

迄今为止尚未在自然界中找到可以直接复制另一种RNA分子的RNA。可是由柯克和杰克·索斯塔克发明的精巧的技术已改变了自然发生的核酶，它们能够进行一些最重要的RNA复制的次级反应，如像把核苷酸或寡核苷酸串在一起（短序列的核苷酸）。

最近索斯塔克甚至还找到了较有力证据，由生物前化学反应产生的RNA分子可能已在早期的地球上进行过RNA复制。他通过建立随机的寡核苷酸库开始，推算出40亿年前随机产生假定会发生的事情。他能够从库中分离出可以把寡核苷酸连接在一起的催化剂，相当重要的是，该催化剂可以从三磷酸根（三个连接的磷酸）中吸取反应所需的能量，据目前所知，在生命系统中，此种逸出的相同基团（根）起着点燃起包括核酸复制在内的大多数生物化学反应的作用。这种相似性支持着这样一种观点：RNA分子可能已经具有类似（并优于）在活的生物体中进行遗传物质复制的蛋白质催化剂的行为。大量的工作仍有待去做，但现在似乎可以看出，在不太遥远的将来会证明某些种类的RNA催化了RNA的复制。

核蛋白体（通常叫做细胞的蛋白质因子）的研究已成为各种RNA世界假说的重要组成部分，为假定RNA可能已经产生了蛋白质的合成提供了支持。由核蛋白体RNA和蛋白质组成的核蛋白体输送信使RNA的长链（DNA载有编码蛋白质的单链转录本的基因），由于核蛋白体的移动，它们把一个特定的氨基酸通过氨基酸之间形成肽核蛋白体的方法连接到下一个氨基酸上。小哈里·罗勒已发现，有可能是核蛋白体中的RNA而不是蛋白质催化肽键的形成。

其他研究人员的工作表明，由于要满足产生最后共同祖先的基因的任何物质的需要，最原始的RNA必然已具有进化的能力。索斯派格曼和受他的观点启发的研究人员已证明，RNA分子能够诱导新性状的出现。例如，在核糖核酸酶（通常断裂RNA的一种酶）的存在下，当RNA被允许重复复制时，RNA最终对RNA降解酶有了抗性。相类似的是，斯克里普思研究所的格瓦德·乔依斯和其他研究人员最近已采用较为先进的方法，以获得可裂解（包括肽键在内）的各种化学键的核酶。

因此，这里有充分的理由认为，RNA世界确实存在，而且此种RNA创造了蛋白质的合成。如果这个结论是正确的话，那么研究生命起源的主要任务就变成阐明RNA世界是怎样产生的。对这个问题的回答需要知道一些关于生物前地球各化学基本元素混合物——生命起源的有机分子之水溶液的化学反应之知识。幸运的是，即使在RNA世界假说提出之前，研究人员已获得了对此种化学反应的有用知识。