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“简化”RNA也有催化作用
【字体: 大 中 小 】 时间:2002年12月23日 来源:
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[生物通讯]生命的日常活动都是由酶催化的,但某些RNA分子也能够加速化学反应。现在,科学家发现,即使是只有两个碱基而非通常的4个碱基组成的RNA分子也能执行催化功能。这种人工简化RNA分子行使酶功能的能力支持了一个广为流行的理论:地球上的早期生命是由RNA分子主宰的。
RNA分子帮助“读取”DNA的遗传信息,并将遗传信息转化为执行生物活动的蛋白质。近年来,科学家已经逐渐相信RNA可能曾经远远不仅是只扮演中间人的角色。在生命历史的早期,RNA可能催化着对生物体维系生命至为重要的化学反应,同时肩负着DNA和蛋白的职责。这个“RNA世界”理论得到了证明一些RNA分子能够催化其它分子复制的证据的支持--正常情况下,这本是蛋白质执行的关键任务(ScienceNOW, 17 May 2001)。
加州Scripps研究院的生化学家Gerald Joyce与其指导的博士后研究人员John Reader想知道,类似于假说中的RNA先祖的更为原始的RNA分子是否能够诱导同样的反应。为此,他们合成了只由腺嘌呤(A)和尿嘧啶(U)两个碱基组成的RNA分子。但如何对这两个碱基进行最佳排序?为此,Joyce 和 Reader根据达尔文自然选择的理论找到了这些碱基的最佳排列方案。他们创造出100万亿个版本,每个RNA分子含有约75个碱基。
研究结果显示,极小一部分,约为十亿分之一的简化RNA分子,能够进行自我复制。选取其中一个表现较好的,科学家进行了更为细致的研究。有关研究结果发表在12月18日期的《自然》杂志上。研究人员指出,虽然这些简化的RNA分子能够自我复制,但复制速度相当缓慢,比正常酶的速度慢了1000到1百万倍。
“真是不可思议,只要两个核苷就能获得催化能力。”哈佛大学的分子生物学家Jack Szostak说。但他补充说,由于简化RNA分子的活动是缓慢,因而还不知道这能否暗示两碱基RNA分子确实在原始生命时代占主导地位。要回答这个问题,研究人员需要检查能够通过实验加速简化RNA分子的活动。
生物通编译自SCIENCE NOW