2010年4月14日 星期三

誰是化學演化最早形成的巨分子?


誰是化學演化(Chemical Evolution)最早形成的巨分子?                                                
1.由小分子變成巨分子的演化稱為化學演化(Chemical Evolution);由巨分子形成生物體(organisms)的演化稱為生物演化(Biological Evolution)。
2.巨分子是指核酸(包括DNA;RNA),蛋白質(proteins),多醣(包括肝醣;澱粉),脂肪(包括三酸甘油脂;磷脂等)四大類。
3.長久以來,演化學者一直以為最早形成的巨分子是蛋白質(proteins)。最主要的理由是:那時認為只有蛋白質具有酵素(enzymes)功能。而所有生物體內的化學反應,均須要酵素來降低活化能,所以化學演化理當由形成蛋白質開始。
4.在加上1953年Miller-Urey 實驗的推波助瀾,他們模擬原始的地球環境,在無氧氣(Oxygen-free)的狀況下,於玻璃容器中放入小分子(CH4,NH3,H2,H2O ),再通以電流數天後,出現的有機分子大多為胺基酸(丙胺酸、麩胺酸等),使大家對此說法更深信不疑。
5.但是到1970年代由於Thomas Cech & Sidney Altman的四膜藻(Tetrahymena)實驗,發現核醣核酸(RNA)也有酵素功能,他們將其命名為核醣核酸酶(Ribozymes)。因為推翻了大家認為酵素一定必須是蛋白質的觀念,他們得到1989年Nobel化學獎。
6.1972年發現反轉錄病毒(retrovirus)能以RNA做模板反轉錄成去氧核醣核酸(DNA)。
7.發現RNA病毒能由RNA複製成新的RNA。
8.DNA能複製(replication)新的DNA;能轉錄(trascription)成RNA;但無法轉譯(traslation)成蛋白質。
9.RNA能複製新的RNA;能反轉錄成DNA;能轉譯成蛋白質;而且具有酵素功能。
10.更白話的說,DNA具有的功能RNA都具有;可是RNA能司酵素功能,RNA能轉譯成蛋白質,這些功能DNA卻不具備, 所以從1970年以後大家普遍認為核醣核酸(RNA)才應該是演化上最早形成的巨分子(1980年Nobel化學獎得主Walter Gilbert提出一個新名稱叫做RNA World Hypothesis)。
11.RNA World 假說 認為地球最早生成的巨分子是RNA。但是單股的RNA不穩定,所以以RNA做模板形成穩定的雙股的DNA。又因RNA的酵素功能不及蛋白質,所以轉譯形成了蛋白質。

Trascription—轉錄
Traslation----轉譯
Central Dogma-中心信條

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我曾任教於陽明大學,是一名教生命科學教了快三十年的老師,許多內容,班班相同,年年流轉,教了快三十年早已深植腦海中。約8年前因病退出教壇後,發現有些生命科學的事已開始逐漸慢慢淡忘了,不由得想起麥克阿瑟將軍(General MacArthur)的名言“Old soldier never die, they just fade away.”目前唯一沒變的是對生命科學的喜好與熱誠,有靈感時塗塗鴉一些心得和網友們分享 這是Blogger的緣起。

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