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不同核苷酸早期形成機制相同

不同核苷酸早期形成機制相同

科技日報北京5月22日電 (記者聶翠蓉)英國倫敦大學學院科學家帶領的國際團隊在近日出版的《自然·通訊》雜誌發表論文稱,他們首次證明,構成RNA(核糖核酸)的嘌呤類核苷酸和嘧啶類核苷酸能利用早期原始材料合成的化學機制相同,且這兩種類型的鹼基形成於同一種前體分子,新研究使人類距揭示地球生命起源之謎更近了一步。

核苷酸是構成DNA(脫氧核糖核酸)和RNA等所有生命物質的重要結構,認識核苷酸早期形成機制是破譯生命起源中長期懸而未決密碼的重大挑戰。核苷酸分子主要由磷酸、核糖和鹼基構成,RNA的鹼基主要有A和G兩種嘌呤及C和U兩種嘧啶。之前的研究認為,嘌呤類核苷酸和嘧啶類核苷酸只能在兩種完全不同的條件下分別合成,但合成RNA同時需要嘌呤和嘧啶兩種核苷酸,這使科學家們50多年都沒能合成出生命之初的RNA。

在新研究中,倫敦大學學院化學家馬修·波納和美國哈佛大學、麻省總醫院的同行們合作首次證明,嘌呤和嘧啶能在同一個糖類支架上依次相連形成核苷酸分子。他們發現,構成嘌呤核苷酸的8-氧-腺嘌呤和8-氧-鳥嘌呤,能在與嘧啶核苷酸完全相同的化學條件下形成,且同一種化學前體分子能同時生成嘌呤類和嘧啶類兩類核苷酸。

研究人員表示,他們發現的化學機製表明,嘌呤和嘧啶這兩類分子,在形成生物重要組分——核酸的過程中,遵循同樣的立體化學原理。這意味著,8-氧-嘌呤核苷酸可能還在形成嘧啶核酸過程中起重要作用。

嘌呤和嘧啶核苷酸通過特殊化學作用相互結合,從分子水平複製和傳遞生物信息,從而在生物遺傳、複製和進化中意義重大。因此,科學家們認為,理解核苷酸的起源是理解生命起源的關鍵。波納團隊接下來會進一步研究8-氧-嘌呤傳遞信息的背後機制,從而讓生命最初的化學反應機制更清晰可見。

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