斯特里普研究所的科学家最近创造出一种DNA的类似物,这种物质可以在不需要酶的催化下进行自我组装和分离。因为这一新体系包含原始世界中的某些遗传物质的成分,因此可以利用该化学体系解开地球上生命起源的奥秘。该研究报告发表在近期的《Science》杂志上。
一直以来,科学家都对地球上生命起源物质感到十分好奇,其中一个重要的理论认为在DNA出现之前,最早的生物是以RNA为遗传物质,即Leslie Orgel所提出的“RNA世界(RNA World)”理论。但针对该理论,有人提出在RNA之前应该有比RNA更简单的物质存在。
在1996年,Ghadiri课题组就曾注意到氨基酸在原是世界的重要作用,该课题还首次得到第一条多肽链,在无酶条件下可以进行自我复制。目前,该课题组进一步探索这个问题。
虽然曾经有人提出如PNA(DNA类似物)的物质,但Ghadiri认为早期遗传物质应该与DNA和PNA不同,是一种类似于积木的简单物质,可以在无酶的条件下编码遗传信息。
这个新体系的骨架单位是由半胱氨酸连接的多肽链,这些多肽链与核碱基相互作用,但是每一个核碱基还和有机化合物硫酯结合。可逆的硫酯键和半胱氨酸相结合形成硫酯肽核酸(thioester peptide nucleic acid,tPNA),核碱基在无酶条件下可以自我组装和分离,这样某一多肽链上的核碱基就可以自由的变换。
组成tPNA的所有成分在生命起源之间的原始世界里都可以找到,因此,Ghadiri解释说,多肽和酸等作为原始世界的遗传系统是非常有可能的。然而,由于tPNA很容易断裂,所以tPNA不能传递遗传信息,该功能是依靠DNA完成的。
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参考文献:
Yasuyuki Ura, John M. Beierle, Luke J. Leman, Leslie E. Orgel, M. Reza Ghadiri.
elf-Assembling Sequence-Adaptive Peptide Nucleic Acids. Science, 2009 DOI: 10.1126/science.1174577
(译者:Vivian)
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