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图4—9 酵母的苯丙氨酸转运RNA的二级结构和三级结构。二级结构省略了磷酸核糖骨架，只展示了碱基序列和碱基之间的配对关系，黄色的CCA尾将在3 ＇端连接氨基酸，反密码子臂上灰色的碱基就是反密码子，其中奇怪的字母见脚注说明。[4]（来自Yikrazuul | Wikicommons）
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图4—10 DNA模板链和直接转录出来的RNA上都有很多内含子（深灰色和浅灰色），它们把具有实际功能的外显子（彩色）隔断得支离破碎。所以成熟的RNA链必须把那些内含子全部剪掉，只留下外显子。（作者绘）
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“预言家”们足足等了十几年，到20世纪80年代初，关键的证据才终于浮出了水面。
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事情源自1977年，科学家们（雪融艳一点，当归淡紫芽）发现了细（竹间黄莺足胫寒）胞基因组中的（水鸟嘴，沾有梅瓣白）“内含子”，这（鸟鸣山更幽）是一种插（朴树散花，不知去向）在基因内部，把完（露水的世，虽然是露水的世，虽然如此）整的基因打（寂寞何以堪）断的序列——“内含子”就好比这句话里那些莫名其妙的括号内的内容[5]。
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如果你觉得那些括号干扰了你的阅读，那就切中了要害：DNA存储的遗传信息并非都有用，但是正如你的眼睛不可避免地要读到那些括号中的内容，然后在大脑里去掉它们，重新组织句子，最后获取那句话的意义，内含子也会不可避免地被转录到RNA里，然后再被设法剪掉，RNA才能发挥预期的生理功能。[6]
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“剪掉内含子”当然是一种酶促反应，而且必定是一种极其精密的酶促反应，否则就不能在长达数千个碱基的信使RNA上准确地找到内含子，把它刚刚好剪下来，再把断口整整齐齐地接上。于是，在内含子被发现的翌年，美国科罗拉多大学的生物化学家托马斯·切赫（Thomas Robert Cech）就开始了寻找这种酶的尝试，他选择的实验生物是四膜虫，一种非常好养活的单细胞真核生物[7]。
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图4—11 1993年的诺贝尔生理学或医学奖颁给了理查德·罗伯茨（Richard J. Roberts）和菲利普·夏普（Phillip A. Sharp），因为他们“发现断裂基因”（即内含子与外显子的区别）。（来自paloma.c、Science History Institute）
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1980年，切赫成功获取了大量带有内含子的四膜虫RNA，准备逐一加入四膜虫的细胞核提取物，哪种物质加入后剪掉了内含子，哪种物质就是他要寻找的酶了。但在第二年发表的论文里，他却报告了实验中遇到的怪事：根本等不及加入任何提取物，那些内含子自己就从RNA上跳下来了。这就强烈暗示着，从RNA上剪掉内含子的酶，就是这个RNA自己！[8]
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在之后的研究中，切赫不但明确了四膜虫的RNA真的是自己剪掉了自己的内含子，还明确了就是内含子自己剪掉了自己。I当然，也不是只有四膜虫有这个本事，我们现在知道，任何一种生命的细胞里，都有一些内含子能把自己剪下来，我们把它们称为“自剪接内含子”。像自剪接内含子这样具有催化能力的RNA，就叫作“酶RNA”[9]。
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几乎与此同时，1982年，耶鲁大学的生物化学家，西德尼·奥尔特曼（Sidney Altman）也有了类似的重大发现。不过他研究的不是内含子，而是转运RNA。
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刚刚转录出来的转运RNA不但要剪掉内含子，还要剪掉多余的头尾，才能拿去转运氨基酸。奥尔特曼与他的同事以大肠杆菌作为实验生物，研究了专门负责剪掉转运RNA多余头部的酶——“RNA酶P”。
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奥尔特曼很快就发现这种酶特立独行，与当时已知的任何RNA酶都不一样，因为这种酶除了蛋白质以外，本身也包含了一小段RNA。而当他研究这两种成分的功能时，更加惊人的事情发生了：即便把这个酶中的蛋白质完全除去，只剩下那段RNA，它也照样可以在试管内完全正常地加工转运RNA。可见，在RNA酶P里面，蛋白质只起到辅助作用[10]，那段RNA才真正地负责催化，是又一种酶RNA。而且说起来拗口又有趣的是，这还是一种“RNA酶RNA”，也就是“能够催化RNA的水解反应的RNA”。
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图4—12 1989年的诺贝尔化学奖由西德尼·奥尔特曼和托马斯·切赫共享，因为他们发现了RNA的催化能力。（Jane Gitschier摄）
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切赫与奥尔特曼的发现证明了并非只有蛋白质才有催化能力，RNA也同样可以有，这项石破天惊的新发现让他们分享了1989年的诺贝尔化学奖。
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当然，酶RNA也具有很高的多样性，并不只有自剪接内含子与RNA酶P这两种。比如早在第六章，我们就特意提醒过，核糖体是一种非常庞大的酶，其中催化氨基酸合成蛋白质的，就是其中的RNA。不过，核糖体实在太复杂了，20世纪80年代还无人研究出它的催化机制，直到2000年，我们才在计算机的帮助下确认了“核糖体RNA也是酶RNA”的事实[11]II。
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不管怎样吧，RNA具有催化能力是一个事实，那三人在20世纪60年代的预言的确成功了，但这个预言又只是他们宏大理论图景的一小半，RNA世界假说才是他们当时不谋而合的一大创想III。
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生命的起源：所有生命的共同祖先在40亿年前是怎样诞生的？ [:1700256330]
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·RNA复制酶RNA·
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在第十一章的结尾处，我们概括过RNA世界假说的主要内容，这里不妨将它说得更简单一些。最初，世界上出现的是“自己复制自己的RNA”，这样的RNA兼具遗传和催化的双重职责。后来，RNA把遗传的职责交给了DNA，把催化的职责交给了蛋白质，最终发展出了现在的中心法则。
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在20世纪60年代到70年代，我们已经知道某些病毒的遗传物质就是RNA，逆转录病毒还能把RNA里的遗传信息传递给DNA，所以，RNA能够承担遗传的职责已经没什么可怀疑的了。再到80年代，酶RNA的发现又肯定了RNA的催化能力。看起来，这一系列的事实让RNA世界假说的每一步都成了可能，越来越受期待。还记得第七章里那位因为率先实现了DNA测序法而荣获诺贝尔奖的沃尔特·吉尔伯特吗？RNA世界假说就是他在1986年总结并命名的IV。