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1700261046 其次,这个假说又能良好地兼容协同进化假说,因为两者都在构造一种发展变化的遗传密码。稍有不同的是,遗传密码在协同进化假说中是随着细胞的生化反应逐步发展起来的,而在密码子催化假说中是在密码子本身的催化反应中直接建立起来的。但考虑到上一点,这种区别并没有那么重要。
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1700261048 而且,这个假说甚至能与完全脱离了RNA世界假说的蛋白质世界假说呼应起来。在第六章结尾的时候,我们说过,在生命起源的图景中,还有一类代谢先行的主张认为,是蛋白质而不是RNA率先实现了自我催化复制,RNA反而是这些蛋白质的催化产物。其中比较重要的,又一次是在2005年,日本奈良女子大学的池原健二提出了一个“GADV蛋白质世界假说”XIV。这个假说注意到,最初的蛋白质不但不需要20种,连15种氨基酸都用不了,而只需甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸和缬氨酸4种最容易合成的氨基酸,就能折叠出形态丰富的蛋白质,满足一般的催化需求了。[9]咦,这不是上一节末尾,协同进化假说认可的最早的4种氨基酸吗?在这里,它们也是密码子催化假说里最先产生的一批氨基酸,因为碱基G是这个催化假说里首先发挥作用的,而这4种氨基酸的密码子全都是G开头的。
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1700261050 这些假说的分歧与印证让我们俨然面对着一场登临庐山的奇遇,不同的研究者沿着不同的道路去探索进化的源头,从各自的位置上看到了远近高低各不同的山景。奈何40亿年来的浮云尽遮望眼,谁也不能认识庐山的真面目。然而当我们哪一天抵达了最高层,一定会发现那些纷争的假说原来描述了同样的事情,明白RNA与蛋白质如何编织出最复杂的耗散结构,“仰观势转雄,壮哉造化功”。
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1700261052 更妙的是,这个密码子催化假说不只关联起了许多已知的事情,还给另一个悬而未决的问题带来了启发:上面的一切假说都在讨论氨基酸与密码子是如何建立起的对应关系,但在真实的细胞内,氨基酸是由转运RNA携带的,而我们早就介绍过,转运RNA上的是反密码子,并不是密码子(参见图2—48),既然如此,我们在这里讨论氨基酸与密码子的关系,又有什么意义呢?
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1700261054 然而,有了密码子催化假说,这个问题就有了无数的解决方案。比如就按科普利等人提出的,如图4—39,只有两位的原始密码子催化出了氨基酸,然后就带着这个氨基酸去和原始的反密码子互补配对。这样一来,这个氨基酸就很容易通过一种简单的酯交换反应,转移到原始的反密码子上了。我们似乎还可以继续设想,当这些原始的反密码子又带着氨基酸去和原始基因互补配对,那些氨基酸也就按照基因的顺序排列了起来,有了翻译的机会。
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1700261056 哈,这像极了一种名叫“阿特巴希码”的加密法:第一步,信息用一套字母写成明文;第二步,所有字母通过一种互补配对的规则交换位置,明文就变成了密文,信息也被藏了起来;第三步,知道互补配对规则的人把字母还原回去,密文就又变成了明文,信息也就顺利地读出来了。唯一不同的是,密码中的信息是抽象的,而遗传密码携带的氨基酸却是具体的,而且直接连接在密码上。
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1700261061 图4—39 带着氨基酸的二核苷酸与某条RNA链互补配对,氨基酸就会与RNA链上对应的2号羟基交换位置,即“酯交换反应”,由此,出现了原始密码子和原始反密码子,它们都只有两位。其中,原始密码子相当于前两位,原始反密码子相当于后两位。(作者绘)
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1700261063 “还有一个更简便的方法。”索菲把笔从提彬的手里拿过来:“它对所有反射性的替换式密码,包括阿特巴希码都很管用。这是我在皇家霍洛威大学学到的小把戏。”她先从左到右写了前一半字母表,又在下面从右到左写了剩下的一半。“密码分析专家把它称作‘对折’,理解起来事半功倍。”
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1700261070 提彬看了一眼索菲写的东西,笑着说:“你说得对,霍洛威大学的后生们也能办点儿正事,我很欣慰。”
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1700261074 兰登看着索菲画的替换矩阵,不禁打了个寒战。遥想当年,学者们终于用阿特巴希码破译著名的“示沙克城之谜”,恐怕也是这样振奋。多年来,宗教学者们一直对《圣经》上的“示沙克城”困惑不解。因为查遍所有的地图,翻遍所有的文献,也找不到这个城市,但它却多次被《圣经》中的《耶利米书》提及,如示沙克城的国王啦,示沙克城啦,以及示沙克城的臣民等。最后,有位学者把阿特巴希码用在这个单词上,结果让人大吃一惊。示沙克城原来就是另一座特别有名的城市的代名词,解码的过程也非常简单:
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1700261076 示沙克城,在希伯来语里拼作“ששך”[10];“ששך”用以上的密码矩阵替换,就变成了“בבל“;”בבל”,在希伯来语里,就是巴比伦。
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1700261078 所以神秘的“示沙克”就是通常所说的巴比伦。这引起了一场《圣经》考据热,几周之内,通过阿特巴希码的分析,《旧约》里好几个令人费解的词又相继找到了解释,使原先学者连想都没想过的许多隐藏的含义浮出了水面。
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1700261080 ——丹·布朗,《达芬奇的密码》,2003年
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1700261082 当然,这样的说法实在略过了太多的细节,乍听起来和转运RNA的工作原理完全对不上号,在之后的两章里,我们就将专门解决这个问题,从转运RNA中发现一些古老的秘密。
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1700261084 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? [:1700256346]
1700261085 延伸阅读α-酮酸简介
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1700261087 “α-酮酸”这个名号在这本书中才出现不久,但它所指的那些物质早就在我们的故事里扮演了重要的角色,只是长期以来隐姓埋名,没有走到台前罢了。为了更明白地讲述第一位碱基的规律,我们不妨再多了解一点有机化学的知识。
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1700261089 如图4—40,在有机化学里,碳原子总是被赋予各种编号和名称。比如紧邻主要官能团的那个碳原子就可以叫作“α-碳”,第二个碳原子就叫作“β-碳”,之后整条链上的碳原子都按照希腊字母依此类推。如果有机酸紧邻羧基的α-碳上有一个氨基,就叫“α-氨基酸”——遗传密码里的20种氨基酸,那些用来翻译蛋白质的氨基酸,全都是这样的α-氨基酸[11],所以我们总是把这个“α”省略不提,难怪大多数人不曾听说过。
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1700261091 同理,如果羧酸的α-碳是个羰基,我们就叫它“α-酮酸”,就像图4—41那样。
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1700261093 α-酮酸与α-氨基酸在结构上这样像,所以细胞就常把前者当作后者的合成原料,只要把那个氧原子换成氨基,一个新的氨基酸分子就诞生了。这就是为什么我们考虑食物营养价值的时候要区分“非必需氨基酸”和“必需氨基酸”:前者对应的α-酮酸可以被人体直接合成出来,也就不需要从食物里刻意补充,而后者不能,必须从肉蛋奶等营养丰富的食物里获取[12]。
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