早期地球上出現(xiàn)的簡(jiǎn)單原料可以產(chǎn)生RNA的所有四種化學(xué)成分

RNA似乎是地球生命分子舞蹈中的核心角色。核糖核酸可以像脫氧核糖核酸一樣儲(chǔ)存遺傳信息，并像蛋白質(zhì)一樣加速化學(xué)反應(yīng)。但是這個(gè)分子的起源一直是個(gè)謎?，F(xiàn)在，研究人員第一次證實(shí)，一組可能出現(xiàn)在早期地球上的簡(jiǎn)單原料可以產(chǎn)生RNA的所有四種化學(xué)成分。

這些成分——胞嘧啶、尿嘧啶、腺嘌呤和鳥嘌呤3354先前在實(shí)驗(yàn)室中由其他原料重新制造。2009年，由英國(guó)劍橋大學(xué)約翰薩瑟蘭(John Sutherland)領(lǐng)導(dǎo)的化學(xué)家設(shè)計(jì)了五種可能出現(xiàn)在早期地球上并形成胞嘧啶和尿嘧啶(俗稱嘧啶)的化學(xué)成分。兩年后，由德國(guó)慕尼黑大學(xué)化學(xué)家托馬斯卡雷爾領(lǐng)導(dǎo)的研究人員報(bào)告說(shuō)，他們有一種同樣簡(jiǎn)單的方法來(lái)形成腺嘌呤和鳥嘌呤(稱為嘌呤的成分)。然而，這兩組化學(xué)反應(yīng)是不同的。沒(méi)有人知道同時(shí)生產(chǎn)兩種成分所需的條件是如何在同一時(shí)間和地點(diǎn)出現(xiàn)的。

卡雷爾說(shuō)，現(xiàn)在他可能有了答案。在最近于美國(guó)亞特蘭大舉行的生命起源研討會(huì)上，卡雷爾報(bào)告說(shuō)，他和他的同事們發(fā)現(xiàn)了一組可以產(chǎn)生所有四種核糖核酸堿基的簡(jiǎn)單反應(yīng)。

卡雷爾的故事始于六個(gè)分子構(gòu)件——氧、氮、甲烷、氨、水和氰化氫。它們都出現(xiàn)在早期的地球上。其他研究小組已經(jīng)證實(shí)，這些分子可以反應(yīng)形成更復(fù)雜的化合物。

為了生產(chǎn)嘧啶，卡雷爾從稱為氰乙炔和羥胺的化合物開(kāi)始。它們可以反應(yīng)形成一種叫做氨基異噁唑的化合物。后者與另一個(gè)簡(jiǎn)單的分子，——尿素反應(yīng)，形成一種化合物，然后與核糖反應(yīng)，從而產(chǎn)生最后一組中間化合物。(宗華)

最后，在被稱為硫醇的含硫化合物和痕量鐵或鎳鹽的存在下，這些中間化合物被轉(zhuǎn)化為胞嘧啶和尿嘧啶。作為獎(jiǎng)勵(lì)，當(dāng)鎳鹽中的金屬含有額外的正電荷時(shí)，就會(huì)觸發(fā)最終反應(yīng)。這正是產(chǎn)生腺嘌呤和鳥嘌呤的類似分子級(jí)聯(lián)反應(yīng)的最后一步?？ɡ谞栒f(shuō)，更好的是，生產(chǎn)所有四種核苷酸的步驟都發(fā)生在同一個(gè)地方，這為所有RNA成分如何首次同時(shí)出現(xiàn)提供了合理的解釋。

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