- 2 次围观
尽管“RNA世界”假说认为RNA在生命起源中发挥了关键作用[7]，但RNA在前生物蛋白质合成中的功能框架以及前生物时期遗传密码形成的机制仍然知之甚少。本文以“原始汤”这一前生物模型为基础，重建了在前生物时期的“原始汤”中产生具有稳定有序氨基酸序列的蛋白质所需经历的详细步骤。 在“原始汤”中，大量中等至大型的类生物分子物质——例如各种大小和形状的类RNA分子和类蛋白质分子，以及诸如氨基酸-类RNA等相关聚合物——得以生成并积累。此外，类蛋白质分子和类RNA分子还形成了更为复杂的复合体。这些复合体通过互补碱基配对与游离的类mRNA分子结合。随后，在极低概率下，两个相邻的氨基酸-类RNA分子结合到该游离类mRNA分子上，并在这些复合体的作用下，其所携带的氨基酸发生缩合反应，生成肽，最终形成蛋白质或多肽。该游离类mRNA分子表现出一定的柔性结构，而由类蛋白质分子和类RNA分子形成的超大复合体（其具有一定活性）以及氨基酸-RNA分子则表现出相对刚性的结构。长期演化与相互选择导致了具有稳定氨基酸序列和适度催化活性的蛋白质的出现。 通过这种方式，这类类mRNA分子中所嵌入的核苷酸信息通过蛋白质合成过程得到间接表达——我们将这一过程称为“协同适应性柔性-刚性对接模型”（A Co-Adaptation Flexible-Rigid Docking Model），即柔性的类mRNA分子对接到刚性复合体上，从而实现有序肽的形成。最后，我们表明三核苷酸密码子如何在这种柔性-刚性对接约束下自然涌现。
尽管“RNA世界”假说表明RNA在生命起源中发挥了关键作用[7]，但RNA在前生物蛋白质合成中的功能框架以及前生物时期遗传密码形成的机制仍知之甚少。在此，我们以“原始汤”这一前生物模型为基础，重建了在前生物时期的“原始汤”中生成具有稳定有序氨基酸序列的蛋白质所需经历的详细步骤。在“原始汤”中，大量中等至大型的类生物分子物质——例如具有不同大小和形状的类RNA分子和类蛋白质分子，以及诸如氨基酸-RNA样分子等相关聚合物——确实能够生成并积累。此外，类蛋白质分子和类RNA分子还会形成更为复杂的复合体。这些复合体通过互补碱基配对与游离的类mRNA分子结合。随后，在极低概率下，两个相邻的氨基酸-RNA样分子结合到该游离类mRNA分子上，并且其所携带的氨基酸在这些复合体的作用下发生缩合反应，生成肽，并最终形成蛋白质或多肽。
这种游离的类mRNA分子表现出一定的柔性结构，而由类蛋白质分子和类RNA分子（其具有一定活性）形成的超大复合体以及氨基酸-RNA分子则表现出相对刚性的结构。长期演化和相互选择导致了具有稳定氨基酸序列和适度催化活性的蛋白质的出现。通过这种方式，这类mRNA样分子中所蕴含的核苷酸信息通过蛋白质合成得以间接表达——我们将这一过程称为“协同适应的柔性-刚性对接模型”（A Co-Adaptation Flexible-Rigid Docking Model），即柔性的类mRNA分子对接到刚性复合体上，从而实现有序肽的形成。最后，我们表明三核苷酸密码子如何在这种柔性-刚性对接约束下自然涌现。
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.11.730790v1?rss=1
🏷️ 生命起源 RNA世界 遗传密码起源 蛋白质合成演化 前生物化学 分子进化