1700261143
1700261144
[10]希伯来语从右向左书写，最末字母本是“ב”，但在词尾应写作“ך”，这里的对应关系用的是原字母。
1700261145
1700261146
[11]但也并不是说生命活动中的氨基酸全都是α-氨基酸，比如辅酶A，如图3—22，它的结构中包含了一个泛酸，而泛酸就是β-氨基丙酸和泛解酸缩合而成的。再比如如今销售火爆，宣称具有减肥功能的“左旋肉碱”，就是一种γ-氨基酸。还有我们每个人的大脑中都会分泌的一种与冷静情绪有关的神经递质，叫作“γ-氨基丁酸”。
1700261147
1700261148
[12]这里不妨提醒一句，作为一个代谢正常的人，如果你能保证瘦肉、蛋黄、鲜奶、谷物和绿叶蔬菜的充分摄入，那么原则上，你将不需要补充任何营养，一切所谓的“补品”对你来说都没有健康意义。
1700261149
1700261150
1700261151
1700261152
1700261153
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？ [:1700256347]
1700261154
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？ 第十七章翻新忒修斯之船
1700261155
1700261156
关于转运RNA的起源
1700261157
1700261158
转运RNA一端携带了标准氨基酸，另一端具有反密码子，能够识别信使RNA上的碱基序列，在中心法则的翻译过程中占据着关键的位置。所以，我们现在又不得不面对转运RNA起源的问题了。
1700261159
1700261160
比较确定的事实是，今天的转运RNA可以用不同的方式分成两个部分：或者在一级结构上分成前后两段，一段的末尾是反密码子，另一段的末尾携带了氨基酸，或者在三级结构上分成上下两半，一半具有反密码子，另一半携带氨基酸。我们现在有较充分的理由认为，最初的转运RNA只有今天的一半。
1700261161
1700261162
但是，这两个一半是怎样结合起来的，却是个棘手的问题，我们又不得不面对众说纷纭的假说了。
1700261163
1700261164
在上一章里，我们讨论了遗传密码的起源，讨论了那些密码子是如何与氨基酸进化出了确定的对应关系。但在真实的细胞内，氨基酸与密码子根本没有接触的机会，反而是与带有反密码子的转运RNA直接相连的。那么，这种连接关系是如何建立的呢？上一章结尾处有一个非常简略的描述，但它仍然与细胞里的真实情况大相径庭。在真实的细胞内，转运RNA的作用至关重要，无可取代，要解释生命的起源，就必须先解释转运RNA的起源。
1700261165
1700261166
坦率地说，这一章是作者写得最犹豫的一章。一方面，它的意义极端重大，既向前收拢了整个RNA世界，又向后引导了RNA-蛋白质的联合世界，是中心法则最关键的一次飞跃，在我们的故事里绝不可以回避。但是另一方面，到这本书写成的时候，这一章里涉及的大部分问题都还既前沿又生僻，研究者们莫衷一是，所有的假说都还处于奠基和构想的阶段，其中或许有一两个影响更大，却也远远谈不上主导。所以，这一章只能在所有假说里冒昧地寻求一些可能的共性，而忽略掉它们的冲突，整理出一条与整个故事最吻合的线索。
1700261167
1700261168
所以，在这一章正式讲述的内容之外，一切问题都还有更多的可能。在假说与假说之间，在偶然与规律面前，我们都需要时刻清醒，维持观念的平衡，对于这个问题的研究者、本书的作者以及认真的读者来说，这是一件“战战兢兢，如临深渊，如履薄冰”的事情。
1700261169
1700261170
就让我们从转运RNA引出的两个难题开始吧。
1700261171
1700261172
转运RNA的长度通常在75个碱基到90个碱基之间，正如我们第六章就说过的，如图4—9，整个转运RNA的三维形态就像一只鸡大腿，反密码子长在大腿根的“反密码子臂”上，氨基酸结合在大腿尖的“CCA尾”上。这立刻就引出了一个问题：在上一章结尾的构想里，氨基酸是通过简单的化学反应，直接从密码子转移到反密码子上的，但在真实的转运RNA上，氨基酸与反密码子距离之远，以至于根本不可能建立任何化学联系，这又该如何解释呢？
1700261173
1700261174
不仅如此，转运RNA毕竟是个RNA，不可能先天地带有氨基酸。在今天的细胞内，这两种物质是通过一类“氨酰转运RNA合成酶”（aaRS）连接起来的。通常，一个细胞有20种标准氨基酸，就同样有20种aaRS。然后，每种aaRS都能带着某种氨基酸，去寻找对应的转运RNA结合上去，给每只鸡大腿都蘸上正确口味的氨基酸，转运RNA和氨基酸的关系，也就确定了。
1700261175
1700261176
1700261177
1700261178
1700261179
图4—45 氨酰转运RNA合成酶的极简图示。aaRS由3个域组成，C端域结合在转运RNA的受体臂和T臂上，反密码子域结合在反密码子臂上，催化域预先结合了一个对应的氨基酸，负责把氨基酸结合到转运RNA的CCA尾上。本书并不打算讨论这种酶的催化机制，所以只需这样看个大概就可以了。（作者绘）
1700261180
1700261181
所以，对于遗传密码来说，这是绝对关键的一步。在细胞里，如果某种aaRS发生了关键的突变，氨基酸就很可能被安装到其他反密码子的转运RNA上，这种氨基酸与密码子也就有了新的对应关系，细胞的遗传密码也就跟着改变了。
1700261182
1700261183
在上一章，我们介绍过遗传密码的协同进化假说，讨论了密码子在进化中逐步扩充的事情。这个假说如果成立，那么毫无疑问就是通过这种机制实现的。作为一种可能的佐证，许多细菌和古菌并不拥有全部20种aaRS，它们尤其经常缺少谷氨酰胺的aaRS，但它们可以用谷氨酸的aaRS把谷氨酸加载给谷氨酰胺的转运RNA，再由别的酶来把这个谷氨酸改造成谷氨酰胺，如图4—46，这与谷氨酸到谷氨酰胺的密码子扩充方向完全一致。类似的，天冬氨酸到天冬酰胺，丝氨酸到半胱氨酸，丝氨酸到硒代半胱氨酸的扩充路径，都可以在如今的细胞里找到痕迹。I
1700261184
1700261185
甚至，说来有些自豪的是，人类如今的生物工程也同样能够直接修改这些aaRS，打破冰封了40亿年的标准遗传密码，让细胞有能力利用20种标准氨基酸之外的非天然氨基酸。比如哈佛大学的生化学家们曾在2015年把大肠杆菌原本用来终止转录的“UAG”密码子腾出来，去编码一种全新的“联苯丙氨酸”，然后合成自然界根本不可能存在的蛋白质。如果结合一些更加全面的改动，我们甚至能给细胞引入原本不存在的碱基，再用这些碱基编码原本不存在的氨基酸，合成更加奇幻的蛋白质。比如2017年，斯克里普斯研究所就成功地给大肠杆菌增添了一对新的碱基“X”和“Y”，然后用它们成功编码了［（2-丙炔氧基）羰基］赖氨酸（N6-[(2-propynyloxy)carbonyl]-L-lysine），制造出了含有这种非天然氨基酸的绿色荧光蛋白。II
1700261186
1700261187
1700261188
1700261189
1700261190
图4—46 不识别的谷氨酰胺转运RNA合成过程。图中略去了反应中消耗的ATP和氨基供体。（作者绘）
1700261191
1700261192
可见，aaRS与转运RNA的对应关系实在意义重大，所以在很多场合，各种aaRS与转运RNA的对应关系，就被称为“第二遗传密码”。结果，又一个问题出现了：那些aaRS就是纯粹的蛋白质，所以是蛋白质把氨基酸交给了带有反密码子的转运RNA；而在上一章结尾的构想里，氨基酸却是由RNA上的密码子直接交给反密码子的——这种矛盾又该做何解释呢？而且仔细想一想，一切蛋白质的合成都离不开转运RNA，这些aaRS当然也不例外，但是，在aaRS出现之前，转运RNA又该怎样结合那些氨基酸呢？