欢迎光临散文网 会员登陆 & 注册

[番外四]机械拼图2——摆烂的RNA

2023-08-19 15:18 作者:风是青的  | 我要投稿

       病毒 Virus,仅仅由DNA或RNA和蛋白质[包膜从宿主细胞获得]所组成的小小分子,原以为捉了个小贼,没想到捅了老窝。

    国际病毒分类委员会(International Committee on Taxonomy of Viruses,ICTV)体系中还有一类比病毒 Virus更逆天的存在——亚病毒因子(Subviral Agents)。

亚病毒因子(Subviral Agents)包括类病毒(Viroids)、卫星病毒(Satellites)、缺损干扰RNA。

  • 类病毒(Viroid)单链环状RNA,比病毒要小,没有蛋白质外壳,专门寄生被子植物。马铃薯纺锤形块茎类病毒(Potato spindle tuber viroid)是其中的代表。

至2023年病毒起源观点:     

①摆烂的细菌,学会躺平(寄生)。  

证据:  支原体,立克次体。(细菌喜欢扔基因片段,没用的就扔。一般的细菌保留有约4500个段。但摆烂的细菌(病毒)继续扔),但也有[努力上岸的]病毒,一些巨大的病毒有多达200个基因片段 。

支原体


支原体是一类无细胞壁结构、介于独立生活和细胞内寄生生活之间的最小的原核生物[1]。我觉得学过生物竞赛的人都知道,支原体确实是最简单的细胞生物。

某年的生物竞赛试题

双链DNA病毒(dsDNA) 核质巨DNA病毒目 Megavirales下的西伯利亚阔口罐病毒 Pithovirus sibericumthoviridae——就是典型的大型真核寄生病毒,是目前已知最大的病毒,来自3万年前的西伯利亚永久冻土冰芯(叠buff)。

西伯利亚阔口罐病毒 Pithovirus sibericum(wiki)


②叛逆的基因   

细菌的水平基因转移,通过性菌毛,复制质粒中的遗传物质,而真核生物没有质粒,但我们有转座子(可以在细胞基因内不同位置复制和移动的DNA片段)(喜欢复制粘贴是吧)。更有甚者——逆转录转座子,直接复制自己,满DNA里跑     于是,迷了路的基因片段披上蛋白质,成为病毒       

逆转录转座子。来源见水印

③施皮格尔曼怪 (Spiegelman’s Monster)

  • 1965年,美国科学家施皮格尔曼在试管中加入一条核苷酸链(RNA)和无限(很多的)的RNA复合酶等,最终得到只有218个片段的RNA  

  • ②1997,得到了51个片段和48个片段的RNA  

  • ③2010年,日本科学家使用可以自己编码RNA复制酶的片段进行实验。  

  • 结论:①RNA世界分为两大派——努力进取的一支,和一心摆烂的施皮格尔曼怪    

  • ②努力进取的一支演化成今天的细胞生物,而一心摆烂的施皮格尔曼怪成为病毒。更接近施皮格尔曼怪的是类病毒,连蛋白质都没有,只是一段裸露的基因

      

其实,我是想表达第四种观点的,但常言道事不过三,于是,我们结合第3点观点,来解释——生命起源的黑暗一面。

        有一段漫长的岁月,有一段物质偶然性合成,她可以作为遗传物质的载体,又可以是生化反应的催化剂。她将周围的有机小分子自发性合成复制,完成第一次遗传,在今天,她被称为核糖核酸(RNA)

     RNA不断复制,扩散,追求更多的有机物,在催化作用下,不断有更复杂的有机物合成。深海的海水酸性居多,而白烟囱喷出的灼热水流往往呈碱性,原本热液与海水的激烈中和反应被这些直径100μm左右的石头孔隙所约束,在这些小孔隙内释放出了足以被生物大分子所利用的温柔且稳定的化学能。 


      化学反应的反应物在最早的生物饕餮大餐中,也会逐渐消亡殆尽。为了争夺更多的有机物,RNA世界产生了第一次竞争——达尔文的自然选择学说。在数以亿计的复制中,RNA出现小错误,这便是第一次变异——变异在前,选择在后。有这一次变异是幸运的,她获得了更快,更高,更多的转化和催化能力。


        获得变异的RNA就像开了挂一下,得到远超她人的能力,合成大量了有机物武装自己——其中包括了蛋白质——RNA-蛋白质世界出现。这也不断反过来刺激其他RNA——就像是正反馈调节一样——生机勃勃的生命树正茁壮成长。
        直到一个RNA-蛋白质,有了一个天才般的想法:RNA作为珍贵的鸡汤(划掉)遗传物质,居然在做催化剂?不少觉得不妥贴了。干脆复制多一份,再互补——像是给保险柜上锁,像是以后的模板链和编码链——让其专司其职,坐镇指导。至此——DNA出现了

      DNA代替RNA作为遗传物质的载体,蛋白质代替成为生化反应的催化剂。RNA则作为关键节点,最终形成中心法则。 

       变异——不意味着变得更加好。长颈鹿的脖子,一开始也有长短之区分,更适应环境的一方,就可以获得更多的资料,从而走了[人生巅峰]。
        人有悲欢离合,月有阴晴圆缺[?]。这似乎是自然界——自诞生生命以来,第一次也是唯一一次,正反面都获得生存的变异。虽然我没有的催化,合成能力,但我可以[嫖窃](寄生),让人惊奇的是——DNA世界也没能摆脱阴影。


(下周见番外五]机械拼图3——金秋雨露一相逢)

       

[番外四]机械拼图2——摆烂的RNA的评论 (共 条)

分享到微博请遵守国家法律