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1700261768 在随机序列的RNA中逐渐涌现出了一些自我催化的酶RNA,它们开始自我复制,相互竞争,开始了进化的第一个阶段——单纯的RNA世界。其中,一些RNA被脂肪酸的小泡包裹起来,成为第一批细胞,或者叫原始细胞。
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1700261770 之后,一些碱基序列与氨基酸的生成反应关联起来,奠定了遗传密码的雏形。3’端是反密码子的RNA发卡形成的迷你螺旋,在原始的aaRS和CCA添加酶的催化下,它们有了CCA尾,也有了与反密码子对应的氨基酸。随后,迷你螺旋经历了一次重复加倍,成为原始的转运RNA。同时,另外一些L形螺旋出于热力学的稳定性,组成了多种结构,其中就包括蛋白质翻译系统,由此,RNA上的碱基序列开始变成蛋白质中的氨基酸序列,原始细胞进化成了核糖细胞,RNA世界由此发展成了联合世界。
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1700261772 再往后,我们知道更多的氨基酸加入了编码,蛋白质变得越来越复杂,很快发展成了真正的酶。它们反过来以更高的效率催化了核酸的复制与表达,让细胞向着精密和复杂大踏步前进。而其中一项最关键的变化,就是逆转录酶的出现,它们把原本储存在RNA里的基因转移到了DNA的双螺旋中,大幅提高了细胞的基因组容量和遗传的稳定性,从此,原始细胞进化成了逆转录细胞,联合世界进入了逆转录世界。
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1700261774 到此为止,三元组合的中心法则已经基本落成,唯独缺失的一个环节,就是复制DNA的酶系统还没有出现,逆转录细胞的基因组总要先转录成RNA,再逆转录成DNA,才能顺利扩增。然而如我们早在第七章就已经明确的,复制DNA的酶系统是在末祖分化成细菌和古菌的过程中逐渐形成的。
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1700261776 所以,要看到中心法则最终完工,我们就不得不结束这一幕的演出,前往下一幕去,看看生命要如何才能走向独立。
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1700261778 [1]以色列的魏茨曼科学研究所(Weizmann Institute of Science)是世界领先的多学科研究中心,1934年创立,截至本书写成,共出现了6位诺贝尔奖得主,3位图灵奖得主。
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1700261780 [2]“桥元件”(bridging element)对应大亚基的69号与70号螺旋,“3’端附近结构”对应小亚基的44号与45号序列。
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1700261782 [3]发卡结构虽然是一个分子生物学上的概念,但是,我们却能在音乐上找到若合一契的结构。那些会弹钢琴的读者可以试试下图这个奇怪的乐谱。它是一段二声部卡农,两行音符要一起奏出。然而仔细看,你会发现这其实是一行乐谱,上面那行的后半段扭转180°倒过来,就变成了下面那行,
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1700261787 或者反过来理解也可以,下面那行的后半段扭转180°倒过来,就变成了上面的那行。这样独特的谱曲技法被称为“对枰卡农”(table canon),莫扎特曾经用它谱写了非常精妙的谐谑曲——是的,这一章与第十二章一样,在作者原本的书稿里,交织地讨论了分子生物学、结构生物学和音乐上的对位法之间的映射关系。
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1700261789 但这并不是因为音乐上的知识能够让你更快地理解生物学的奥秘,恰恰相反,作者是想拖延你的阅读,让你读着更加困惑:这一章暗藏的未解之谜比任何一章都多,这令科学假说的构建,或者说我们想象未知的方式,在许多地方都非常接近“精致的艺术”。这本书的作者在整本书最不确定的、最充满未知的一章引入“对枰卡农”这样陌生的乐理概念,是企图让读者进入一种“精致的艺术”和“复杂的科学”重叠起来的古怪氛围,体验到作者在学习这些假说时的情绪。因为他相信,一本书并不是只有故事的结局要交代给读者,而作者的思考也同样重要,甚至更加重要。
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1700261791 但遗憾的是,前面注释中提到的编辑的头发长势不甚乐观,所以这本书的作者不得不删除了那些讨论,只留下你现在看到的部分。同样,如果你想看到这一章完整的样子,可以查看下面的网页:
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1700261793 微博:https://weibo.com/ttarticle/p/show?id=2309404595445417509066
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1700261795 豆瓣:https://www.douban.com/note/805936236/
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1700261797 [4]不过,如果一个系统受到的全部引力都来自自身,事情又会有些不同,但这终究不是一本物理学的读物,请不要在意这个细节。
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1700261799 [5]当然,并非所有复合物都能自发组装起来,有些复合物需要其他酶蛋白质的协助才能如期地组装完成,这在第六章的第二篇“延伸阅读”里已经介绍过了。不过,一般来说,蛋白质一旦组装成型,就能互相结合得非常好,而不需要额外的化学键来塑性了。
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1700261801 [6]当然,细胞内真实的信使RNA不会是一条线,而会像其他RNA一样通过广泛的自我配对构造出复杂的三维形态,许多时候,这些三维形态还能调节它们的翻译速度。
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1700261803 [7]追究起来,真实的翻译过程还要复杂得多,在原核细胞与真核细胞里还有流程上的区别,请原谅我们没有那样多的篇幅详述所有的细节。
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1700261805 [8]在原核细胞里,这段序列是“夏因-达尔加诺序列”(Shine-Dalgarno sequence),在真核细胞内,这段序列是“科扎克共有序列”(Kozak consensus sequence)。
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1700261810 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? [:1700256359]
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1700261812 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?
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