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[番外四]機(jī)械拼圖2——擺爛的RNA

2023-08-19 15:18 作者:風(fēng)是青的  | 我要投稿

? ? ? ?病毒 Virus,僅僅由DNA或RNA和蛋白質(zhì)[包膜從宿主細(xì)胞獲得]所組成的小小分子,原以為捉了個小賊,沒想到捅了老窩。

? ? 國際病毒分類委員會(International Committee on Taxonomy of Viruses,ICTV)體系中還有一類比病毒 Virus更逆天的存在——亞病毒因子(Subviral Agents)。

亞病毒因子(Subviral Agents)包括類病毒(Viroids)、衛(wèi)星病毒(Satellites)、缺損干擾RNA。

  • 類病毒(Viroid)單鏈環(huán)狀RNA,比病毒要小,沒有蛋白質(zhì)外殼,專門寄生被子植物。馬鈴薯紡錘形塊莖類病毒(Potato spindle tuber viroid)是其中的代表。

至2023年病毒起源觀點(diǎn): ? ???

①擺爛的細(xì)菌,學(xué)會躺平(寄生)。 ?

證據(jù): ?支原體,立克次體。(細(xì)菌喜歡扔基因片段,沒用的就扔。一般的細(xì)菌保留有約4500個段。但擺爛的細(xì)菌(病毒)繼續(xù)扔),但也有[努力上岸的]病毒,一些巨大的病毒有多達(dá)200個基因片段 。

支原體


支原體是一類無細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)、介于獨(dú)立生活和細(xì)胞內(nèi)寄生生活之間的最小的原核生物[1]。我覺得學(xué)過生物競賽的人都知道,支原體確實(shí)是最簡單的細(xì)胞生物。

某年的生物競賽試題

雙鏈DNA病毒(dsDNA)?核質(zhì)巨D(zhuǎn)NA病毒目?Megavirales下的西伯利亞闊口罐病毒 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,來自3萬年前的西伯利亞永久凍土冰芯(疊buff)。

西伯利亞闊口罐病毒 Pithovirus sibericum(wiki)


②叛逆的基因 ? ?

細(xì)菌的水平基因轉(zhuǎn)移,通過性菌毛,復(fù)制質(zhì)粒中的遺傳物質(zhì),而真核生物沒有質(zhì)粒,但我們有轉(zhuǎn)座子(可以在細(xì)胞基因內(nèi)不同位置復(fù)制和移動的DNA片段)(喜歡復(fù)制粘貼是吧)。更有甚者——逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子,直接復(fù)制自己,滿DNA里跑 ? ? 于是,迷了路的基因片段披上蛋白質(zhì),成為病毒 ? ? ???

逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子。來源見水印

③施皮格爾曼怪?(Spiegelman’s Monster)

  • 1965年,美國科學(xué)家施皮格爾曼在試管中加入一條核苷酸鏈(RNA)和無限(很多的)的RNA復(fù)合酶等,最終得到只有218個片段的RNA ?

  • ②1997,得到了51個片段和48個片段的RNA ?

  • ③2010年,日本科學(xué)家使用可以自己編碼RNA復(fù)制酶的片段進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 ?

  • 結(jié)論:①RNA世界分為兩大派——努力進(jìn)取的一支,和一心擺爛的施皮格爾曼怪 ? ?

  • ②努力進(jìn)取的一支演化成今天的細(xì)胞生物,而一心擺爛的施皮格爾曼怪成為病毒。更接近施皮格爾曼怪的是類病毒,連蛋白質(zhì)都沒有,只是一段裸露的基因

    ??

其實(shí),我是想表達(dá)第四種觀點(diǎn)的,但常言道事不過三,于是,我們結(jié)合第3點(diǎn)觀點(diǎn),來解釋——生命起源的黑暗一面。

? ? ? ? 有一段漫長的歲月,有一段物質(zhì)偶然性合成,她可以作為遺傳物質(zhì)的載體,又可以是生化反應(yīng)的催化劑。她將周圍的有機(jī)小分子自發(fā)性合成復(fù)制,完成第一次遺傳,在今天,她被稱為核糖核酸(RNA)

? ???RNA不斷復(fù)制,擴(kuò)散,追求更多的有機(jī)物,在催化作用下,不斷有更復(fù)雜的有機(jī)物合成。??深海的海水酸性居多,而白煙囪噴出的灼熱水流往往呈堿性,原本熱液與海水的激烈中和反應(yīng)被這些直徑100μm左右的石頭孔隙所約束,在這些小孔隙內(nèi)釋放出了足以被生物大分子所利用的溫柔且穩(wěn)定的化學(xué)能。?


? ? ? 化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)物在最早的生物饕餮大餐中,也會逐漸消亡殆盡。為了爭奪更多的有機(jī)物,RNA世界產(chǎn)生了第一次競爭——達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說。在數(shù)以億計(jì)的復(fù)制中,RNA出現(xiàn)小錯誤,這便是第一次變異——變異在前,選擇在后。有這一次變異是幸運(yùn)的,她獲得了更快,更高,更多的轉(zhuǎn)化和催化能力。


? ? ? ? 獲得變異的RNA就像開了掛一下,得到遠(yuǎn)超她人的能力,合成大量了有機(jī)物武裝自己——其中包括了蛋白質(zhì)——RNA-蛋白質(zhì)世界出現(xiàn)。這也不斷反過來刺激其他RNA——就像是正反饋調(diào)節(jié)一樣——生機(jī)勃勃的生命樹正茁壯成長。
? ? ? ? 直到一個RNA-蛋白質(zhì),有了一個天才般的想法:RNA作為珍貴的雞湯(劃掉)遺傳物質(zhì),居然在做催化劑?不少覺得不妥貼了。干脆復(fù)制多一份,再互補(bǔ)——像是給保險(xiǎn)柜上鎖,像是以后的模板鏈和編碼鏈——讓其專司其職,坐鎮(zhèn)指導(dǎo)。至此——DNA出現(xiàn)了。

? ? ? DNA代替RNA作為遺傳物質(zhì)的載體,蛋白質(zhì)代替成為生化反應(yīng)的催化劑。RNA則作為關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),最終形成中心法則。?

? ? ? ?變異——不意味著變得更加好。長頸鹿的脖子,一開始也有長短之區(qū)分,更適應(yīng)環(huán)境的一方,就可以獲得更多的資料,從而走了[人生巔峰]。
? ? ? ? 人有悲歡離合,月有陰晴圓缺[?]。這似乎是自然界——自誕生生命以來,第一次也是唯一一次,正反面都獲得生存的變異。雖然我沒有的催化,合成能力,但我可以[嫖竊](寄生),讓人驚奇的是——DNA世界也沒能擺脫陰影。


(下周見番外五]機(jī)械拼圖3——金秋雨露一相逢)

? ? ? ?

[番外四]機(jī)械拼圖2——擺爛的RNA的評論 (共 條)

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