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          生物知識

          核糖核酸的歷史

          作者:admin 來源:www.stdaily.com 發(fā)布時間: 2010-09-20 11:57  瀏覽次數(shù):
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          核糖核酸(RNA)是核酸的一種,因含核糖得名。20世紀有多個諾貝爾獎與RNA領(lǐng)域有關(guān),說明RNA研究的重要性,以及國際科技界對RNA的重視。
            1869年瑞士科學家Miescher為研究細胞核化學成分,發(fā)現(xiàn)了酸性含磷化合物,命名核質(zhì),實際上是含蛋白質(zhì)的核酸制品。20年后,R.A1tmann純化得到了不含蛋白質(zhì)的核酸制品,稱為核酸。

            1893年A.Kossel認識到染色質(zhì)是由核酸和組蛋白組成的,認為核質(zhì)與新組織的形成有關(guān)。但,當時生物學界主導觀念是“生命就是蛋白質(zhì)體”,A.Kossel未能跳出束縛,沒有認識到核質(zhì)是遺傳物質(zhì),并于1905年改為研究細胞核中堿性蛋白質(zhì),使核酸研究停滯幾十年。

            1944年Avery、Macleod和Mccarty發(fā)表了著名的肺炎雙球菌實驗結(jié)論:核酸(DNA)才是遺傳物質(zhì),而不是蛋白質(zhì)。

            1953年,watson與Crick共同提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)說,為分子生物學奠定基礎(chǔ),宣示了“生命世界是蛋白質(zhì)”的破產(chǎn)。1958年,Crick提出中心法則,核心是:生命世界是DNA-蛋白質(zhì)世界。該法則統(tǒng)治生化界20余年,不斷誤導人們對真核生物的理解,直到2l世紀初,斷裂基因的發(fā)現(xiàn)。

            20世紀50年代中期后的10年間,是RNA研究黃金時期,達到了一個高峰。

            1961年Crick證明每條DNA長鏈中的堿基每三個為一組;1957年Zemecnik發(fā)現(xiàn)tRNA;1959年rRNA被分離得到;1961年法國Monod和Jacob提出mRNA的存在;1965年Hollev測出第一個核酸(酵母丙氨酸t(yī)RNA)的一級結(jié)構(gòu);Khorana合成了遺傳密碼;Nirenberg建立了體外無細胞蛋白質(zhì)合成系統(tǒng)和核糖體結(jié)合技術(shù),并在1966年破譯遺傳密碼……

            20世紀70年代后期,RNA研究逐漸積累起各種新發(fā)現(xiàn),直到20世紀末21世紀初,隨著一系列調(diào)控RNA的發(fā)現(xiàn)、人類基因組計劃完成、后基因組研究興起,RNA研究再次達到高峰。整個發(fā)展過程,就是不斷突破“中心法則”舊觀念的過程。

            1981年,T.Cech發(fā)現(xiàn)RNA也可作為生物催化劑,命名化學本質(zhì)為RNA的催化劑為核酶。隨后,s.Altman證明體外轉(zhuǎn)錄的RNase P的RNA組分,也有催化活力。核酶的發(fā)現(xiàn),突破了統(tǒng)治生化科學超半個世紀的信條:酶即是蛋白質(zhì)。它還有助于人們探索生命起源過程中長期爭論而無果的問題:先有蛋白質(zhì)還是先有核酸?生物高分子化合物共有三種:DNA、RNA和蛋白質(zhì)。DNA可攜帶遺傳信息但不是功能分子,它的復制需蛋白質(zhì)催化;蛋白質(zhì)是重要功能分子但不攜帶遺傳信息,它的生物合成需使用DNA所攜帶的遺傳信息;只有RNA,既可攜帶遺傳信息,又可作為功能分子,自己就可能完成自我復制。因此,生命起源過程中,可能最早出現(xiàn)的、可以自我復制的生命體,是由RNA組成的。核酶還使人們對RNA生物功能多樣性有了全新理解,開始尋找其他生物學功能。RNA不再局限于僅是將遺傳信息從DNA傳遞到蛋白質(zhì)的過程。此后近30年,RNA研究迅速發(fā)展,新發(fā)現(xiàn)突破“中心法則”藩籬,不斷與之沖突。從DNA到蛋白質(zhì)的過程,比想象復雜得多。RNA在其中所起作用,超出人們想象。

            1989年,Gilbert提出“RNA世界”假說,第一次將RNA擺在生命進化早期中心位置;Uhlembeck教授于1990年提出“20世紀90年代是RNA的10年”,此后正如教授所言,RNA新種類、新功能、作用新機制不斷被發(fā)現(xiàn)。

            1999—2000年,核糖體50S大亞基晶體分析表明,催化肽鍵形成的化合物不可能是蛋白質(zhì),只能是rRNA。核糖體是核酶。由蛋白質(zhì)組成的生物催化劑——酶,幾乎催化了所有生物體內(nèi)的化學反應,但本身卻只能由RNA催化。RNA只是把蛋白質(zhì)生物合成以外的催化功能或者說責任交給蛋白質(zhì),而蛋白質(zhì)的生物合成還是置于自己控制之下。

            2001—2003年,美國Science雜志分別評出當年十大科技突破第2條、第1條、第4條是:RNA干擾以及包括siRNA和miRNA在內(nèi)的小分子調(diào)控RNA,這成了“中心法則”壓斷駱駝脊梁的最后一根稻草。真核生物體內(nèi),一個由RNA組成的調(diào)控DNA遺傳信息網(wǎng)絡顯露出來。從古老RNA世界中走出來的自私的RNA,仍然通過各種途徑,掌控遺傳信息的管理與使用權(quán)。與其說RNA將攜帶遺傳信息的功能交給了DNA,不如說是把記錄遺傳信息的職責交給了DNA。一個隱藏在表象為“DNA-蛋白質(zhì)”世界后的、當代RNA世界景象若隱若現(xiàn):當今生命世界中,RNA很可能像在古老的RNA世界中一樣,仍處于生命中心。

            ——以上摘自2005年科學出版社出版、金由辛編著《核糖核酸與核糖核酸組學》第一章,有刪減。

          (科技日報)
          本篇文章來源于 科技網(wǎng)|www.stdaily.com
          原文鏈接:http://www.stdaily.com/kjrb/content/2010-09/20/content_231453.htm

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