五 Ribozyme 在生命演化中的意义

RNA 分子催化作用的发现完全出于世人之意料。长期以来,人们都认为只有蛋白质能起催化作用。当然,Ribozyme 的发现并没有动摇蛋白质酶在生命界生物催化过程中所处的主导地位,但是,它却为生命起源的探讨点亮了又一盏明灯。的确,长期以来人们常常感到困惑:没有核酸进行编码,蛋白质酶是怎么来的;而没有蛋白质酶的辅助,核酸怎么能复制呢?这正如那个著名的永无休止的问题:鸡与鸡蛋,孰先孰后?

现在这个问题可以初步解释为:最先的催化性物质可能是 RNA 分子而不是蛋白质,与此同时,RNA 还起到遗传物质的作用。随着越来越多的蛋白质酶经过可令人信服的前生物方法被合成出后,由于蛋白质酶的催化能力远强于 RNA,因此 RNA 的催化作用逐渐被蛋白质酶所替代。

RNA 是有催化能力,而至今却没有发现 DNA 具有催化能力,可以认为在生命演化过程中,第一个复制核酸是既有催化能力又有遗传功能的RNA。然而,DNA 的前体——脱氧核糖核苷酸的合成却是由 RNA 前体—— 核糖核苷酸经过核糖核苷二磷酸还原酶还原而成的。可以推测最早的生命体系中或许只含有 RNA,经过长期的生命演化,出现了 DNA,由于 DNA 较 RNA 稳定,故被 DNA 所替代。

当然,生命起源及演化的问题是一个需要几代人甚至几十代人耗费毕生精力去努力探索的问题:“鸡与鸡蛋”的关系仍旧是一个永久的话题⋯⋯。

杂化材料刘云圻