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1700261581 [13]实际上,芜菁、大白菜、小白菜、油菜都是同一个物种,是芸薹(Brassica rapa)的栽培品种,而花椰菜、西蓝花、卷心菜、苤蓝、芥蓝也全都是同一个物种,是甘蓝(Brassica oleracea)的栽培品种,盖菜、榨菜、雪里蕻都是芥菜(Brassicajuncea)的栽培品种。它们全都是十字花科芸薹属的植物,都有很高的营养价值,但是经过腌渍之后会有显著的致癌风险。
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1700261583 [14]需要注意的是,乙肝病毒不必转运RNA来启动逆转录,因为它们的逆转录酶更加先进,能够直接提供一个游离的羟基作为逆转录的起点。
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1700261585 [15]但并不是所有的细胞都能激活端粒酶,这件事的来龙去脉会在增章《我们为什么放弃永生?》里仔细讨论。
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1700261587 [16]注意,这里给出的都是端粒酶RNA上的重复序列,也就是DNA末端构成端粒的那些重复序列的互补序列,而不是端粒酶RNA本身的序列。比如,哺乳动物的端粒是在DNA的3’端把“TTAGGG”重复个几百几千次,所以我们说它的端粒酶RNA的重复序列是互补的“CCCUAA”,但在真实的哺乳动物端粒酶里,那个RNA上的序列是“CUAACCCUAAC”,跨过了3个重复单元。另外,也的确有一些比较叛逆的端粒,比如热带假丝酵母(Candida tropicalis),它的端粒RNA上的重复序列就是“AAUGAUCGUGACAUCCUUACACC”这样复杂的东西。
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1700261589 [17]真核生物的基因组记录在线性的染色体上,但作为真核生物的祖先,古菌却使用环状的DNA分子,在那个过渡阶段,究竟发生了什么?这一直是细胞生物学和进化生物学上悬而未决的重大难题。但如果阿兰·韦纳夫妇的假说是对的,那么在20亿年前,真核细胞刚刚诞生的时候,就可能是发生了这样一件事:最初的真核细胞仍然与古菌一样,基因组记录在一些大型的环状DNA里面,这个DNA一旦遭遇了什么不测,断开了,就会变成一条线状的DNA。这个线状的DNA虽然可以继续复制,但由于DNA聚合酶那种顾不得两头的天然缺陷,必然在一段时间之后彻底瓦解,所以在今天的原核细胞内,几乎所有的DNA都是环状的。但是,所有真核细胞的共同祖先却意外地同时拥有一个端粒酶RNA,它给那些断开的DNA加上了端粒,并且不断地延长着端粒,那么,这些变成了线状的DNA就避免了瓦解的宿命,而一直延续下来,并且因为某些好处,最终进化成了真核细胞的染色体了。可见,这个猜测进一步地关系到染色体起源和有丝分裂起源这样的重大问题,但值得遗憾与庆幸的是,真核生物起源已经是生命诞生20亿年后的事情了,并不在这本书的讨论范围之内。
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1700261594 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? [:1700256354]
1700261595 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? 第十八章自我组装的螺旋
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1700261597 蛋白质翻译系统的起源
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1700261599 核糖体是世界上最复杂的分子机器,是翻译过程的实际执行者,要解答它的起源,绝非一件容易的事情。不过我们现在有了一些眉目。
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1700261601 2009年诺贝尔化学奖的获得者,阿达·约纳特和她的团队发现,核糖体的核心结构是一些L形的RNA螺旋,它们与转运RNA存在着某些值得注意的相似性,因此提出了“L形螺旋组件装配假说”。
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1700261603 与此同时,信使RNA的起源看起来要简单很多,因为信使RNA本身的结构就要简单一些。不过,也有另外一些研究者注意到了另外一种独特的“转运信使RNA”,提出了一种更加精致的假说。
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1700261605 总之,在这一章结束的时候,我们已经在种种假说和事实之间,依稀看到了中心法则的落成。
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1700261607 这可真是叫人着急啊,整整说了两章,中心法则的右半部分还是没什么着落!
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1700261609 到现在,我们解释了遗传密码的起源,解释了转运RNA的起源,也推测了转运RNA与氨基酸是如何建立起了遗传密码里的对应关系。但是,以上解释与推测全都是在说“这些东西在翻译过程出现之前发挥过什么作用”,但是真正的翻译机制,又是如何由这些“本来与翻译无关”的东西组建起来的呢?
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1700261611 或者更具体一点,我们从高中就知道,翻译蛋白质需要转运RNA、核糖体与信使RNA三者协同工作,那么,核糖体和信使RNA又是从哪里来的呢?
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1700261613 这一次,我们得从更复杂的那一个开始。
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1700261616 ·螺旋与发卡·
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1700261618 早在第六章我们就说过,核糖体中既有RNA,也有蛋白质,但RNA的地位更重要。又如第十三章强调过的,2000年,我们确定了核糖体RNA也是一种酶RNA,是它催化了从氨基酸到肽链的聚合反应,而蛋白质在此过程中只起强化结构的作用。这也是RNA世界假说的主要依据之一。
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1700261620 但核糖体RNA实在是太难观察,太难研究了,它一方面是已知最大的分子结构,复杂性超越一切蛋白质或核酸的复合物,另一方面它又仍然很微小:大亚基的直径只有20纳米到30纳米,放大三五十倍都能轻松穿过医用外科口罩的过滤层,其中的RNA与蛋白质更是纠缠不清,好像沙滩上拧成团的破渔网,而那个关键的聚合反应,却只发生在核心深处千分之几的体积内,一个被称为“肽基转移酶中心”的地方,难窥究竟。
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1700261622 为此,从20世纪70年代开始,以色列的晶体生物学家阿达·约纳特做了30多年的持续研究,终于弄明白了肽基转移酶中心的精确结构和催化原理I,荣膺2009年的诺贝尔化学奖,也成为有史以来第一个获得诺贝尔奖的亚洲女性。
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1700261624 约纳特的研究揭示了这样一个耐人寻味的事实:肽基转移酶中心是一对180°对称的螺旋,它们以不可思议的精度形成了一个对称的漏斗,迫使氨基酸在狭窄的空间里缩合成肽链。这个对称的漏斗就如图4—70所示,你不妨先花一些时间仔细看看它,找找其中的螺旋。
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1700261629 图4—68 左侧的是细菌核糖体的小亚基,浅绿色的是RNA,深绿色的是蛋白质,红色的是1分子四环素,它能强占信使RNA的结合位点,使细菌因无法制造蛋白质而死亡;右侧的是细菌核糖体的大亚基,浅蓝色的是RNA,深蓝色的是蛋白质,红色的是1分子氯霉素,它能霸占氨基酸聚合反应的核心,使细菌因无法制造蛋白质而死亡。(DavidGoodsell绘)
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