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DNA真的是靠自然演化产生的吗？第1页

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早期地球上产生有机大分子的化学反应^[1]不算是演化，生命才有演化这一说。

DNA和RNA能够储存遗传信息，但长链的自发产生需要的化学反应太过缓慢、需要有效的催化剂，在现代生物体内这个任务是蛋白质完成的，而蛋白质是在DNA或RNA指导下合成的，这是个“先有鸡还是先有蛋”的问题。

二十世纪八十年代，人们发现RNA能够折叠来具备一定的结构多样性、行使酶的功能，具备自复制和自组装的可能性。1986年，随着多种RNA核酶催化活性的发现，Walter Gilbert的RNA世界假说应运而生，认为生命起源的第一个分子是RNA。

目前已经发现的RNA分子可以独立地进行遗传信息的储存，可以作为核酶催化各种反应，可以对基因的表达进行调控。

1993年，哈佛大学的科学家在实验室里创造出能执行RNA聚合酶功能的RNA。从那以来，人类制造出的这种RNA的性能不断改善，2016年David P. Horning和Gerald F. Joyce发现的24-3聚合酶几乎能复制任何RNA链并将其扩增万倍。

在RNA的自发产生方面，2009年，Matthew W. Powner等人成功找到了从原始有机物到U、C两种碱基核苷的化学反应过程；2016年，Carell团队破解了从原始有机物到A、G两种碱基核苷的化学反应过程；2019年，Carell团队搞出了能在远古地球的环境条件及简单的无机底物作用下同时产生四种RNA核苷酸的过程。该过程不需要复杂的分离和纯化，即可产生关键的生命组分：

蛋白质同样可以自然形成并在计算机模拟中自组织成链^[2]。

DNA与RNA结构相似，能形成杂交双链。2018年Angad P. Metha等人^[3]构建并表征了一种含有DNA-RNA杂交基因组的大肠杆菌菌株，其基因组中40~50%是RNA。这种大肠杆菌的存活说明DNA-RNA杂交链并不致死。

综上，地球生物可以在远古地球上以天然形成的RNA和蛋白质为基础自发地产生，并允许其中部分物种逐步将遗传物质从RNA替换为DNA。

参考

^ 苏联生化学家Alexander Oparin和英国科学家John Haldane分别在1924年和1929年提出了“原始汤”的概念。这个理论认为，几十亿年前，碳、氢、氨、水蒸气等无机物通过化学反应产生了地球上第一批有机化合物，其中包括糖、蛋白质等构成生命的物质。 1953年，满怀好奇心的博士生Stanley Miller说服了自己的导师Harrold Urey，完成了著名的Miller-Urey烧瓶实验。在这个实验中，两位科学家用烧瓶模拟了古地球的环境条件，亲眼见证无机的“海洋”里自发产生了多种有机化合物，包括氨基酸。
^ https://www.pnas.org/content/114/36/E7460.full
^ Mehta A P , Yiyang W , Reed S A , et al. Bacterial Genome Containing Chimeric DNA–RNA Sequences[J]. Journal of the American Chemical Society, 2018:jacs.8b07046.