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来自黄深喜的问题

  我们已经知道核酸即为遗传物质,那么核酸类似物是否也可能具有相似的功能?例如已知的TNA、PNA、GNA等,另外在结构类似的情况下为何自然会选择DNA与RNA成为主要遗传物质?

  我们已经知道核酸即为遗传物质,那么核酸类似物是否也可能具有相似的功能?

  例如已知的TNA、PNA、GNA等,另外在结构类似的情况下为何自然会选择DNA与RNA成为主要遗传物质?

1回答
2020-11-07 00:54
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马光

  关于这个问题其实有多种回答.

  首先最直接的回答可能是弱人择原理,也即我们可以想象其他的某些世界的生物的遗传物质是PNA,然而他们或许也在被“为什么我们不是DNA”这样的问题所困扰.也就是说,完全有可能是某些随机或者偶然事件使得DNA得以保存.更极端的例子可能涉及到生命科学的其它基本准则,例如有人会问:为什么起始密码子是AUG?为什么终止密码是UAGUGAUAA而并非其它的什么密码?在结构类似的情况下为何自然会选择AUG而非AGU作为起始密码?如果是这些问题,我们或许承认上帝掷筛子会更容易结实一点.所以我们可以引进到相类似的问题上来,也就是说,我们完全有理由认为DNA和RNA的决定性也是随机的结果.

  其次,如果你是坚定地旧达尔文主义,认为一切都是物竞天择的结果,那么你也应该有所了解,达尔文主义仅在生物的生物进化阶段起作用,而在化学进化阶段则完全失效.当生命体仅是化学分子的集合的时候(生命的特征是界膜,代谢和遗传,类生命体没有完全拥有这些性质),一切现代意义上所印证的遗传和变异的机理都无法解释当时的事件,所以我们无法从进化论的角度为遗传物质的选择提供任何论据.如果你是化学家,你可以给出很多解释.首先DNA选择磷酸骨架是因为磷酸骨架有大量的负电荷,有利于亲水.PNA如果是中性的氨基酸的话则不容易亲水,也不容易和其他分子相互作用.所以不适合分子操作开关基因.再如,磷酸集团有一定的空间位阻,能够保证骨架的坚韧程度.再如,我们知道,DNA合成的原料并非NMP,而是dNTP.而我们知道,NTP是带高能量的,所以DNA合成是放热反应,他们更容易让合成过程继续下去.如果换成PNA或者其他那些不容易携带高能磷酸基的前体小分子的话,他们是不容易合成长链的.遗传物质合成速度直接决定了生物的繁殖速度(如果仅考虑早期但细胞生物的话).DNA的快速合成能力让他成为幸运宠儿也是有可能的.这样的例子可以举出很多,但遗憾的是,他们并非决定性的证据.所以我们只能说“证据有利”,但并不能说“罪名成立”.

  最后,我个人认为达尔文进化论,乃至新达尔文进化论,都不是描述生物动态过程的最终真理,当然关于进化这个术语的讨论有很多,我的倾向是进化很可能是个似是而非的问题,也就是说,很有可能进化是个伪命题,是不存在的.如果在这种世界观下思考问题,那么DNA甚至都不必存在,生命完全可能采用硅基氮基砷基甚至氦氖氩氪氙都可以.这个观点是如此的强烈以至于我并不奢求有人能够认同我的想法.

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2020-11-07 00:56:25

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