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转运RNA:生命起源中的一种复杂关联|DNA|进化|翻译

发布时间:2021-03-11 15:00:06
发夹结构能有助于基因链与相邻链杂化。| 图片来源:A.Kühnleinet。al。/ eLife

  在对它们的序列进行测试后,研究人员发现在外部温度条件发生了变化的情况下,这些有着微小突变的“早期”形式的转运RNA可以自主地发生相互作用,自我组装成能够复制存储在其序列中的信息的复制因子。

  温度变化是通过四个过程驱使复制过程的:首先,通过快速冷却,发夹会被激活形成闭合的构象;接着,从分子池中提取到的互补的链会与模板链中信息匹配的部分配对;随着时间的推移,链中的发夹的波动能够促进与相邻链的杂化,形成稳定的主干;再接着,当温度在短时间内陡然升高,那么模板链就会与新形成的复制因子分离,二者都可以在下一轮复制中作为模板链存在。

  发夹结构能有助于基因链与相邻链杂化。| 图片来源:A.Kühnlein et。 al。 / eLife

  也就是说,这样的系统可以通过互补配对形成复合体。根据配对模式,8个这样的复制因子复合在一起能够编码4位二进制代码,实现指数级的信息复制能力。这是一个重要发现,它表明复制机制非常能够抵抗由于错误积累而导致的系统崩溃。复制因子复合体本身的结构与现代转运RNA相似,这一事实表明,在转运RNA分子承担其现代作用,将信使RNA序列翻译成蛋白质之前,早期的转运RNA就可能已经参与了分子复制过程。

  研究人员表示,在生命的早期进化中,作为复制和翻译之间的联系,转运RNA可以为“先有鸡还是先有蛋”问题提供一个解决方案,它证明了信息的复制可以仅通过类转运RNA分子之间的相互作用来实现,这个过程是由外部的非平衡物理环境所驱动的,比如实验中的热振荡,它不依赖于特定的酶或催化,仅仅需要依靠序列互补就能做到。

  这些实验加深了生物学家对早期生命起源的理解,阐明了转运RNA在被用于翻译之前所起的作用,同时也让生物化学家离在实验室中创造出能自我复制的分子机器的目标又近了一步。

原标题:转运RNA:生命起源中的一种复杂关联|DNA|进化|翻译

关键词:DNA,进化,翻译

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