世界上是先有dna还是先有蛋白质（生命起源中先有蛋白质还是核酸

为什么微生物是生命演化中的真正主人公？ 生命的起源：先有DNA还是先有蛋白质？

前几天，互联网上有这样几则新闻引起了科幻迷和天文发烧友的广泛关注：

5月17日，美国国会就不明飞行物（UFO）相关问题举行听证会；

6月6日，日本航天局小行星探测器“隼鸟2号”带回的沙子样本中发现氨基酸；

6月9日，美国国家航空航天局（NASA）宣布将组建一个科学家团队研究UFO现象；

6月11日，俄罗斯航天局局长罗戈津在一档电视节目中表示他相信外星生命的存在，且外星生命可能正在研究人类文明，只是没被发现；

6月14日，“中国天眼”发现地外文明可疑信号。

等等！难道说？

然而，

我们今天讨论的话题并不是外星人。

别急！

跟外星人似乎也算有那么一丝关系。

物理学家恩里克·费米

在和他的同事吃午饭时，

曾经发出疑问：

这个宇宙真的存在外星人吗？

如果存在外星人，他们到底在哪里？

如果有外星人，

为什么一直不能被我们发现？

这一系列问题及衍生出来的理论，

后来被人们称作“费米悖论”。

宇宙如此广袤，

生命，

究竟是一种普遍的现象？

还是一个美丽的巧合？

回答这些问题之前我们需要明白：

生命是什么？

物理学家薛定谔曾对这个问题，

有过深入思考。

在他看来，

生命的特征之一是负熵（shāng），

怎么理解呢？

一滴红墨水滴入一杯清水中，

一段时间之后，

整杯水都将被染成红色，

这就是熵增的过程。

负熵即熵减少。

热力学第二定律指出，

一切自然过程总是沿着分子热

运动无序性增大的方向进行，

而生命，

却表现出极高的秩序性，

换句话说，

“生命以负熵为生”。

生命的另一项基本特征是复制，

从具有细胞结构的各种微生物，动、植物

到不具备细胞结构的病毒颗粒。

（此处暂时放下病毒

属不属于生命的争论）

总之，

生命与非生命的本质区别在于

生命能够完成自我复制。

从组成生命的关键分子来看，

DNA，

被称为“生命的蓝图”。

生命的繁衍、演化，

无不是其复制的结果。

而蛋白质，

被称为“生命的基石”。

生命的产生、存在、消亡，

均与其作用密切相关。

这样看来，

似乎生命起源于DNA或是起源于蛋白质

都有其合理之处。

然而，

仔细一想，

似乎存在着这么一个问题：

DNA的复制，

必须依靠蛋白质的协助；

而蛋白质的产生，

也必须有DNA的存在。

那么，

是先有DNA？

还是先有蛋白质的呢？

现在，

越来越多的证据表明，

这两者可能都不是生命的真正起源。

而介于两者之间，

起桥梁作用的，

RNA，

可能才是生命最初始的形态。

这就是所谓的，

RNA世界假说。

RNA被认定为生命可能的最初形式，

主要有两方面的原因。

其一，

RNA能够存储遗传信息：

RNA由含有A、U、C、G四种碱基

的核糖核苷酸组成。

时至今日，仍有许多病毒，

以RNA为唯一的遗传物质。

（比如现在谈之色变的新冠病毒）

其二，

RNA能够执行各种功能，

以保持生命的存活:

RNA独特的单链结构

以及碱基配对的存在，

使其能形成一定的二级甚至三级结构，

并行使特定的生物学功能。

除了人们熟知的tRNA、rRNA、mRNA外，

还有很多具有独特功能的RNA分子

如miRNA、siRNA、piRNA

以及功能各异的lncRNA。

在这之中，还有极其特殊的一种存在核酶。

核酶是一类具有催化功能的小分子RNA。

核酶的发现，

打破了“酶都是蛋白质”的固有认知。

也正是核酶的发现，让人们意识到，

也许RNA可以单独构成

一套完整的生命系统。

如前所述，

RNA作为最原始的生命物质，

其需要具备自我复制的能力。

因此，证明RNA能够催化其自身进行复制

就成为RNA世界假说最关键的一步。

在2011年发表于

Science杂志的一篇研究中，

（点击阅读原文跳转该研究）

科研人员以R18核酶为基础

（这是一种在以往研究中发现的

具有RNA多聚酶活性的核酶），

设计了一种能够组装合成

多达95个核苷酸长度的RNA合成酶。

除了催化母体RNA序列合成外，

这种核酶还能够合成更广谱RNA序列，

甚至包括另一个具有酶活性的RNA。

可以说，这项研究为RNA世界假说的成立

补上了最关键的一块拼图。

一个完全由RNA组成的生命系统，

也许是可以实现的。

那么，RNA分子又是如何诞生的呢？

且听我们下回分解~

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作者/捉蝴蝶的猫

审核/莫十二

编辑/莫十二

生命起源中先有蛋白质还是核酸 生命的起源是dna还是rna还是蛋白质