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的字母。
至少这是生物学家劳伦斯·赫斯特和斯蒂芬·弗里兰在20世纪90年代末提出的大胆主张。
他们当时把天然基因密码和计算机随机产生的几百万组密码拿去比对,结果轰动一时。
他们想知道,如果发生点突变这种把一个字母换掉的变异,哪一套密码系统最经得起考验。
最经得起考验的密码系统应该能保留最多正确的氨基酸,或将它代换成另一个性质相似的氨基酸。
结果他们发现,天然的基因密码最经得起突变的考验。
点突变常常不会影响氨基酸序列,而如果突变真的改变了氨基酸,也会由另一个物理特性相似的氨基酸来取代。
据此,赫斯特与弗里兰宣称,天然的遗传密码比成千上万套随机产生的密码要优良得多。
它不但不是大自然密码学家愚蠢而盲目的作品,而且是万里挑一的密码系统。
他们还说,这套密码除了可以忍受突变,还可以降低灾难发生时造成的损失,因此可以加快进化的脚步。
因为如果突变不是灾难性的,那应该会带来更多的好处。
除非承认存在神明,不然唯一能解释这种杰作的就是自然选择。
如果这是真的,那生命的密码就是进化出来的。
事实上,我们已经发现这套“通用”
的遗传密码,在细菌和线粒体之间存有一些细小的差异,如果这不是由其他因素造成的,那说明它们的密码系统确实可以在某些特殊情况下进化。
但你也许会问,这样的改变为什么没有造成如克里克所说的破坏呢?答案是偷偷地改。
如果一个氨基酸使用四组甚至六组密码子,那么其中也许有几组会更常用,那些较少用的就可以分配给其他不同(但是性质相似)的氨基酸,而不会造成灾难,如此一来密码系统就进化了。
总的来说,密码子中的密码是自然法则催生的,开始的时候,它和氨基酸的合成以及可溶性有关,接着则是增加多样性以及优化。
那么现在的问题是,哪一种自然法则作用在谁身上?又是如何作用的呢?
关于这点目前还没有肯定的答案,同时也还有许多难题尚未解决。
最先遇到的难题就是蛋白质与DNA两者谁先谁后,这种类似于鸡生蛋蛋生鸡的问题。
因为DNA分子活性比较低,它需要特定蛋白质的帮助才能完成自我复制。
但反过来讲,特定的蛋白质不是无缘无故产生的,它们需要经过自然的筛选,而要通过自然选择,它们就必须能被遗传且能产生变异。
然而蛋白质本身不是遗传的模板,它要由DNA编码。
所以问题就是,蛋白质没有DNA就无法进化,而DNA没有蛋白质也无法进化。
如果两者缺一不可,那进化就永远无法发生。
在20世纪80年代中期,科学家有一项超凡的发现,那就是RNA可以当作催化剂。
RNA分子很少形成双螺旋,它们常卷成小而复杂的形状,同时具有催化作用。
这样一来RNA分子就可以打破前面的困境。
在假设的“RNA世界”
里面,RNA既可以扮演DNA的角色也可扮演蛋白质的角色,它可以催化自我复制以及很多其他反应。
现在密码不再是DNA的专属,它也可以通过RNA和蛋白质的直接作用来产生。
从现代细胞工作的角度来看,该假设是有意义的。
今天的细胞里,氨基酸并不会和DNA直接接触,当细胞需要合成蛋白质时,许多基础反应都是由“RNA酶”
(叫作核酶)催化完成的。
“RNA世界”
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