第三集 遺傳物質(zhì)的進(jìn)化眾所周知,核酸是當(dāng)今地球上所有生物的遺傳物質(zhì),它攜帶著生命信息,又能自我復(fù)制.核酸有兩種：一種是核糖核酸,又叫RNA,在RNA病毒和類病毒中,RNA攜帶著全部生命信息；另一種是脫氧核糖核酸,又叫DNA,它是目前絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì).種種跡象表明,原始地球上首先出現(xiàn)的復(fù)雜分子可能是RNA,為什么這樣說呢?首先,RNA分子比較簡單,只有一條鏈,DNA分子卻很復(fù)雜,有兩條鏈,按照進(jìn)化規(guī)律,簡單的分子總是最先出現(xiàn).其次,DNA分子自我復(fù)制時離不開酶,酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì),在原始地球上,在蛋白質(zhì)沒有產(chǎn)生以前,DNA分子是無法完成自我復(fù)制的,然而有些RNA分子本身就有酶的活性,在原始地球條件下,即使沒有蛋白質(zhì),RNA也可以完成自我復(fù)制.在生命起源中,RNA先發(fā)生的學(xué)說能夠被科學(xué)界更多的學(xué)者所接受,但是要想真正地證明RNA是最早發(fā)生的遺傳物質(zhì),還存在很多的問題,最大的問題是,要想在模擬原始的條件下合成RNA非常困難.長期以來,人們總以為只有核酸才是遺傳物質(zhì),近年來生物學(xué)家發(fā)現(xiàn),瘋牛病、瘋羊病的病原體是朊病毒,朊病毒的本質(zhì)是蛋白質(zhì),可以自我復(fù)制,這啟發(fā)人們,蛋白質(zhì)也可以作為遺傳物質(zhì).其實,和核酸一樣,蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)十分規(guī)則,而且也有螺旋結(jié)構(gòu).科學(xué)家長期研究后發(fā)現(xiàn),蛋白質(zhì)完全具備遺傳物質(zhì)的條件,能夠貯藏、復(fù)制和傳遞生命信息.我們知道,蛋白質(zhì)是由氨基酸組成的,通過氨基酸和氨基酸配對,可以把遺傳信息傳遞給下一代.通過實驗,劉次全研究員提出了氨基酸的配對模型,并且在此基礎(chǔ)上,繪出了一張很有特色的遺傳密碼表.在原始地球上,最早能夠進(jìn)行自我復(fù)制的分子可能是蛋白質(zhì),那時的蛋白質(zhì)既能貯存或傳遞遺傳信息,又能執(zhí)行特定的生物學(xué)功能.對于原始生命來說,蛋白質(zhì)的這種性質(zhì)是十分經(jīng)濟的,后來隨著生命進(jìn)化,蛋白質(zhì)貯存或傳遞遺傳信息的功能交給了RNA,然而RNA不夠穩(wěn)定,隨著生命繼續(xù)進(jìn)化,又出現(xiàn)了DNA,DNA是后來才出現(xiàn)的遺傳物質(zhì).DNA作為遺傳物質(zhì)的好處是：第一,DNA的某些部位與RNA相比,少了氧原子,氧原子是非?；顫姷?這樣DNA更加穩(wěn)定,能夠更好地保存生命信息,第二, RNA是單鏈,如果受到損傷,生命的信息勢必丟失,DNA則是雙鏈,一條鏈發(fā)生損傷后,可以根據(jù)另一條鏈進(jìn)行修復(fù),生命信息不易丟失.因而,今天地球上的生命選擇了DNA作為遺傳物質(zhì),這也是生物在自然界中長期進(jìn)化的結(jié)果不過在還沒有發(fā)現(xiàn)地外生物之前還不能確定地球的生物到底是偶然產(chǎn)生還是必然產(chǎn)生.