-
1 # 品彬
-
2 # 生科小白
人類總有一種執著，就是想要追逐生命的起源，蛋白質，DNA，RNA都對與人體的遺傳，性狀有著十分緊密的聯絡，隨著現代技術的發展，各種不同的假說也相繼出現。
蛋白質世界假說蛋白質假說認為“海洋中的氨基酸互相碰撞，連結起來，形成了具有各種不同功能的蛋白質，然後才製造了RNA，DNA，出現了最初的生命”。支援這一觀點的人認為構成蛋白質的基本單位氨基酸比構成RNA，DNA的核苷酸分子更為穩定，從而更容易形成，同時，米勒的電火花實驗也能證明早期的地球可能分佈有很多的氨基酸分子。但是這一假說也有明顯的問題，氨基酸透過隨機碰撞產生具有生命功能的蛋白質的機率太低。RNA和蛋白質同時出現還有一些人認為RNA和蛋白質可能同時出現，開始時各自獨立存在，後來才結合到一起相互幫助作用。持這種說法的人認為RNA和蛋白質一開始可能各司其職，後來才各自發展出各自的相互依賴的特徵。RNA世界假說持這種說法的人認為最初的生命起源物質可能同時具有遺傳與製造物質的能力，他們排出DNA和蛋白質，把目光投向RNA，一部分RNA具有遺傳作用，還有一部分RNA可以具有生物催化功能。但是這一假說同第一個假說具有的問題一樣，原始地球的環境下想要形成像RNA這麼複雜的結構很難，並且RNA不能在高溫下穩定存在，這為RNA的形成產生了困難。到底那種物質是生命的起源，在科學界還沒有一個讓大家都認可的說法，各種說法很多，各有各的道理，但每種說法都有漏洞，證據不足，生命的起源，尚且需要我們繼續探索下去。
-
3 # 羅生物語
這本質上，是一個先有雞還是先有蛋的問題！當然我要先用小學生都能看懂的方式講明白這三個東東是啥關係。
對非專業人士科普這個問題一定要有好圖，看圖說話，這是一個細胞內部的CG圖。DNA大家一般比較熟悉，就是圖上黃色的雙螺旋，位於細胞核裡。大家可以簡化理解為，DNA是一長條記錄著生物體遺傳資訊的磁帶，被很好的打包，儲藏在細胞核圖書館裡。
DNA磁帶的資訊如何被解讀呢？首先要靠RNA來翻錄！可以看到圖上的黃色雙鏈DNA，被一個藍色圓球形機器（可以把它看成一個磁帶翻錄機器）分開，並且有單鏈的亮色東東延伸出來，這就是RNA啦。而將DNA資訊翻錄到RNA上的過程，專業術語就叫做轉錄。轉錄以後，原來的DNA磁帶，就還保留在圖書館裡，等待下一次借閱。
現在RNA翻錄了DNA的資訊，被輸入進核糖體（圖上紫色像個元寶一樣的東東，可以簡化理解為製造機床），核糖體就根據RNA提供的資訊開工了。開工製造什麼呢？製造氨基酸，就是圖上一個一個透明的小珠子。這些小珠子就好像樂高的部件，而核糖體機床，一共能製造20種部件。這個根據RNA提供的資訊製造樂高部件的過程，專業術語就叫翻譯。
而蛋白質呢，本質上就是由這20種樂高部件組成的奈米機器。見圖上右下角粉色的像飄帶一樣的東東，那就是蛋白質了。而剛才所說的圓球磁帶翻錄機，以及元寶核糖體，其實都是各種蛋白質機器，它們形態和功能各異，但本質上都是樂高氨基酸拼出來的。你可以把生物體理解成為各種蛋白質奈米機器協調配合組成的巨大機器。
一張圖放三遍是為了讓你方便對照著看好了，現在你明白了DNA是磁帶，RNA也是類似的東東，可以看成另一種磁帶，而蛋白質是翻錄機，翻譯機床，以及其它成千上萬種各式各樣的奈米機器。那麼問題來了，是先有磁帶，還是先有磁帶翻錄機呢？如果不是先有磁帶，那麼磁帶機是怎麼被製造出來的呢？如果不是先有磁帶機，磁帶是怎麼被翻錄的呢？如果把DNA看做基因的載體，那真的又成了基因和蛋白，基（雞）和蛋的問題了，OMG！
那麼理所當然，一定會有人支援先有蛋白，有人支援先有DNA。關於這個，有很多相應理論，我不想細說了。我想說說第三類假說，也就是不分先後論，因為你會發現，對生物學問題追根問底，竟然也變成了哲學問題。
好吧，既然是哲學問題，那麼先從哲學角度詮釋一下。康德在1790年出版的專著《判斷力批判》中指出：“如果一個事物同時是原因而又是它自己的結果（即令是在雙重的意義上），它就是作為一種自然目的的東西，是自然目的的東西就是有機體。”
德國諾貝爾化學獎得主艾根（ManfredEigen）大概是受康德黑格爾等哲學家類似思想的影響，認為DNA，RNA，蛋白質這種生物基本要素的起源，不能以時間先後順序區分，而是要從這種類哲學觀點來出發，認它們之間是一種互為因果的所謂超迴圈邏輯封閉圈。
我比較傾向於這個觀點，源於這個觀點，我對這個問題的詮釋是：它們的出現在絕對時間上可能有先有後，但它們出現的時候並不一定是相互關聯的，可能是完全獨立的出現，互相之間並沒有必然的依賴性。但是隨著系統複雜度的增加，它們之間產生了偶然的關聯，並且這種關聯在進化過程中被固化和強化，併產生了原始的生命形式。於是我們今天所有的生命形式，都在這種被固化的關聯（中心法則）大框架下，不斷的進化下去。
後記：謝華大基因寒武哥邀，今天上午還跟華大基因的幾個哥們協調了一個植物Pan-genome專案。這個問題比較大，目前有多種說法，科學層面的確切結論應該還是沒有的。不過不妨講一講我自己瞭解的科學背景，以及相關看法。儘量不寫的晦澀冗長過於專業，最主要的是希望科普非專業人士。
本文部分觀點來自於：《生命的起源—進化理論之揚棄與革新》（謝平著，科學出版社，2014年）（英文：Xie P. 2014. The Aufhebung and Breakthrough of the Theories on the Origin and Evolution of Life. Beijing: Science Press）
-
4 # 科學閏土
關於生命分子的起源是DNA、RNA和蛋白質到現在也還是沒有定論，但是幾十年來，最受青睞的一直是RNA——特別是自20世紀80年代發現，RNA也可以像蛋白質一樣摺疊和有催化活性。後來的許多理論和實驗證據進一步支援了“RNA世界”假說，即生命首先從RNA中產生。RNA基本上參與了生命活動的每一個重要過程，可以獨立完成遺傳資訊的傳遞：
1，信使RNA：從DNA轉錄攜帶遺傳資訊副本。2，催化功能：一些RNA有酶的功能，比如一些mRNA分子可以催化自我剪接。3，轉移RNA：將mRMA的三聯子密碼識別為特定氨基酸。4，核糖體RNA：蛋白質合成場所。蛋白質合成機制中最重要的部分是RNA，而蛋白質是次要的。5，調節功能：眾多miRNA參與基因表達調控。6，RNA還參與了DNA複製，DNA複製起始點的引發需要一段RNA引物的參與。7，輔酶功能
RNA酶結構活性位點上也有金屬Mg離子結合位點
考慮到蛋白酶的廣泛存在和多功能用途，以及與DNA的化學結構相似性，RNA參與這其中一些蛋白質和DNA的功能就相當奇怪了，這表明它們的存在可能只是一種退化的功能。所以最終形成了了RNA世界假說，RNA同時充當遺傳資訊儲存和酶的角色。一些RNA酶可以對RNA鹼基進行轉錄後修飾，比如tRNA和一些核酸酶，還有一些會使用輔因子，如氨基酸和卟啉。
儘管DNA在化學上比RNA更穩定，但它仍然是次要的。DNA目前只有一個功能:包含遺傳資訊複製。RNA有多個功能，由於DNA與RNA的化學相似性，DNA可以很容易地加入到RNA生命，DNA可以由RNA合成的，逆轉錄過程在現在仍然普遍存在。但即使這樣，RNA世界的起源問題還遠未得到解決，對一些科學家來說，蛋白質似乎是一個“更自然的起點”，因為它們比核酸更容易製造。另一種可能性是RNA先於其他的複製，進化的分子。
回覆列表
逆向思考，個人覺得蛋白質極可能是生命的起源，所有生命活動的直接執行都是透過蛋白質，繼而需要物種的延續進化出有RNA和DNA，具體就不一一闡述了。