哪種酶的發現證明了先有核酸後有蛋白質

時間 2021-08-30 09:28:12

1樓:手機使用者

「古希臘時代就提出雞和蛋誰先誰後的問題,至今仍是個難解之謎。無獨有偶,隨著現代科學的發展,又出現另一個類似的問題:先有核酸,還是先有蛋白質?

早在50年代,英國大科學家貝爾納利用應邀在莫斯科大學作學術報告之機,向蘇聯著名的生物化學家奧巴林提出了這個問題。據說當時奧巴林急得滿臉通紅,最後羞愧地回答:無可奉告。

這確實是曾讓科學家們大傷腦筋的問題。因為已有的生化知識告訴我們,核酸是生物遺傳資訊的載體,蛋白質是生物功能的表現形式。根據中心法則,蛋白質的合成必須以核酸為模板,核酸的核苷酸順序決定了蛋白質的一級結構,從而在相當大的程度上決定了蛋白質的功能。

另一方面,核酸的合成又離不開蛋白質,核酸合成過程需要許多種生物酶的作用,而酶的屬性就是蛋白質!因此,如果追溯到生命的起源,即核酸和蛋白質誰先誰後的問題,則要解決這樣一個關鍵問題:核酸自身能不能起催化作用?

2023年,美國耶魯大學的生物學家悉尼·奧爾特曼在純化大腸桿菌核糖核酸酶p時發現,其中有一種rna是細胞催化反應所必須的。rna(核糖核酸)是核酸中的一種。當他的研究成果發表後,引起了科學界的一場轟動,被認為是「難以置信」。

2023年,美國科羅拉多大學的生物學家托馬斯·切赫在研究四膜蟲(一種原生動物)時發現,剛轉錄下來的核糖核酸 p,在一定條件下能夠進行自身催化剪下反應,它切除自身內部的一段核苷酸鏈,再將切頭兩端連線成為成熟的核糖體核糖核酸(rna)分子,而不需要一向被認為不可少的蛋白質。奧爾特曼和切赫的發現提出了一個令人驚訝的觀點:rna 也可以起酶的催化作用。

這種觀點一提出,就引起一些學者的非議。詰難之處在於:根據酶的定義,在催化反應前後,酶自身不應發生任何改變。

而四膜蟲的前體核糖體核糖核酸,在反應後會釋放出一段由413個核苷組成的插入序列,轉變為成熟的rrna。同時,它將喪失原有的催化活性。因此它同典型的酶相比尚存在較大差距,有人認為不應把由蛋白質獨佔的「酶」標籤輕易貼到rna身上。

奧爾特曼和切赫並沒有讓這些批評嚇倒,而是繼續他們的研究。2023年切赫小組發現,從四膜蟲核糖體rna前體上切割的部分 rna,具有與蛋白質酶相同的催化活性。同時,rna 催化作用現象被更多的研究人員發現。

目前可以說,rna 確實具有催化功能。這一觀點的建立,為生命起源的研究開闢了新的前景。人們設想,第一個生物催化劑實際上不是蛋白質,而是rna分子,這些早期的rna不僅能夠攜帶遺傳資訊,而且能催化它們自身增殖。

後來,由於產生了蛋白質這種更高效率的酶,因此rna的催化作用逐漸減少,至今只殘存於某些物種的少數生化過程。由此看來,可以設想,核酸先於蛋白質存在。當然,要下這一斷言還為時尚早。

科學家們還需要尋找更多的證據,他們在研究中將會有更多的新發現。作為對切赫和奧爾特曼在rna催化功能方面驚人的發現的獎勵,兩位科學家榮獲了2023年度的諾貝爾化學獎。」

以上內容均為ctrl+c然後ctrl+v的結果。 但是我也去查了一下,瞭解了一下 長了點見識。

2樓:狂飛陽

應該是核糖酶ribozymes

這種酶是rna,可以催化蛋白質的合成

請從生物化學的角度闡述生命起源時是先有蛋白質還是先有核酸

3樓:魚骨頭愛游泳

先有核酸

結構:核酸比蛋白質結構簡單,易於合成;而且核酸結構有規則;

功能:核酸有遺傳載體功能和催化活性,蛋白質有催化活性但是沒有遺傳載體功能;

原始條件下核酸是最可能複製自己,遺傳給下一代的物質;蛋白質不能實現遺傳功能;

生命的存在就是要複製自己,繁衍後代,載體功能更能說明問題!

關於生命起源,是先有蛋白質還是先有核酸其實問題是這

4樓:匿名使用者

關於生命起源,是先有蛋白質還是先有核酸

先有核酸

結構:核酸比蛋白質結構簡單,易於合成;而且核酸結構有規則;

功能:核酸有遺傳載體功能和催化活性,蛋白質有催化活性但是沒有遺傳載體功能;

原始條件下核酸是最可能複製自己,遺傳給下一代的物質;蛋白質不能實現遺傳功能;

生命的存在就是要複製自己,繁衍後代,載體功能更能說明問題!

很有爭議的話題,好像現在還沒有極其確切定論.以下是一點相關資料:

核酸是一種多聚核苷酸,它的基本結構單位是核苷酸,而核苷酸又由鹼基、戊糖與磷酸組成.根據核酸中所含戊糖種類的不同,分為核糖核酸rna和脫氧核糖核酸dna兩大類.

在生命起源時,究竟是先有蛋白質還是先有核酸呢?這個問題也就是著名的"先有雞還是先有蛋"的悖論.在20世紀50年代,科學界對此眾說紛紓一派認為先有蛋白質,另一派認為先有核酸,再有一派認為蛋白質和核酸同時起源.

在核酸派裡,有的提出先有脫氧核糖核酸dna,有的則認為先有核糖核酸rna.

40年過去了,遺傳物質dna雙螺旋結構的闡明以及20世紀60年代出現的中心法則--dna、rna、蛋白質三者的關係,揭示了生命遺傳、發育和進化的內在聯絡.遺傳資訊的儲存、傳遞和表達是以dna為出發點的,並且還發現了遺傳密碼的編碼機理.通過比較研究,科學家發現,所有生物,從細菌到人,遺傳密碼都是通用的,這證明所有生物在分子進化上都有著共同的起源.

關於核酸rna先發生的學說,早在20世紀60年代,克里克、奧吉爾(orgel)、伍斯(c.r.woose)分別在研究早期的遺傳系統時,基於rna在把基因的鹼基順序翻譯成為蛋白質的氨基酸順序時具有多方面的重要作用,曾指出rna可能出現在dna之前.

進入80年代後,奧吉爾等人在無蛋白質參與情況下,成功地合成出寡聚核苷酸,有力地支援了rna出現最早的說法.

那麼在生命起源的分子過程中,如無蛋白質,僅rna能否自我複製呢?2023年,艾爾麥恩與佩斯合作,確認大腸桿菌和枯草桿菌rnsep上的rna部分是價真價實的酶,因為該rna部分能獨自加工trna前體,切斷其5`端特定位置上的磷酸幹二酯鍵.2023年,塞克確認四膜蟲rrna的內含子也是地地道道的酶.

因為該內含子rna能獨自切除自己,並連線兩側的外顯子和催化兩個以上的內含子寡聚化反應外,更重要的是還能像rna聚合酶一樣,以寡聚核苷酸(不是三磷酸核苷)為底物,在自己攜帶的分子內模板上,合成出多聚核苷酸.吉伯特指出,rna酶和蛋白質酶催化反應並無實質性的差別,只是蛋白酶催化反應效率更高、速度更快.並認為進化之初是"rna的世界",rna可以一身二任,既能儲存資訊,又能提供酶活性,因此僅有rna也足以把早期的進化引向新的階段.

由於近幾年來對rna的深入研究,目前生物界大多數學者傾向於核酸最先發生.有理由推測,原始的遺傳資訊大分子就是rna,它既能作為轉譯蛋白質的信使,又能作為傳種接代的遺傳物質基矗可以設想處於萌芽時期的生命是一種極簡單又容易形成的大分子體系,隨著物種的進化,由rna演變為dna的蛋白質構成的複合體,遺傳與性狀表達兩種功能分別由dna和蛋白質承擔.早期的蛋白質起源說以及福克斯的類蛋白微球體生命模型,由於迄今在自然界尚未發現像類病毒(核酸體)那樣有生命的類蛋白體,以及至今尚未發現遺傳資訊從蛋白質流向核酸的例子而退位.

什麼酶是rna?

5樓:匿名使用者

自然界中大部分酶的本質是蛋白質。但是,也還必須注意到:蛋白質不是生物催化領域中唯一的物質。

有些rna分子也具有催化能力,我們稱這些本質為rna的酶為核糖酶(ribozymes),有時也稱為rna。它們很適於去識別並轉化單鏈核酸,因為它們與所作用的核酸底物享用著共同的鹼基配對語言。自然界中大部分酶的本質是蛋白質。

但是,也還必須注意到:蛋白質不是生物催化領域中唯一的物質。有些rna分子也具有催化能力,我們稱這些本質為rna的酶為核糖酶(ribozymes),有時也稱為rna。

它們很適於去識別並轉化單鏈核酸,因為它們與所作用的核酸底物享用著共同的鹼基配對語言。

現已確認,l19rna以及核糖核酸酶 p的rna組分具有酶活性。多少年來人們一直在爭論:自然界中先有核酸還是先有蛋白質?

因此,發現與確認上述這些rna具有酶活性對於人們關切的生物進化、生命起源等的研究有著重要啟示;並且開啟了一個新的研究領域。

拓展資料:

核糖核酸(縮寫為rna,即ribonucleicacid),存在於生物細胞以及部分病毒、類病毒中的遺傳資訊載體。rna由核糖核苷酸經磷酸二酯鍵縮合而成長鏈狀分子。一個核糖核苷酸分子由磷酸,核糖和鹼基構成。

rna的鹼基主要有4種,即a腺嘌呤、g鳥嘌呤、c胞嘧啶、u尿嘧啶,其中,u(尿嘧啶)取代了dna中的t。

rna是以dna的一條鏈為模板,以鹼基互補配對原則,轉錄而形成的一條單鏈,主要功能是實現遺傳資訊在蛋白質上的表達,是遺傳資訊傳遞過程中的橋樑。trna的功能是攜帶符合要求的氨基酸,以mrna為模板,合成蛋白質。

rna由核糖核苷酸經磷酯鍵縮合而成長鏈狀分子。一個核糖核苷酸分子由磷酸,核糖和鹼基構成。rna的鹼基主要有4種,即a腺嘌呤,g鳥嘌呤,c胞嘧啶,u尿嘧啶。

其中,u尿嘧啶取代了dna中的t胸腺嘧啶而成為rna的特徵鹼基。

6樓:鄭州科瑞耐火材料****

核糖核酸(縮寫為rna,即ribonucleic acid),存在於生物細胞以及部分病毒、類病毒中的遺傳資訊載體。由至少幾十個核糖核苷酸通過磷酸二酯鍵連線而成的一類核酸,因含核糖而得名,簡稱rna。rna普遍存在於動物、植物、微生物及某些病毒和噬菌體內。

rna和蛋白質生物合成有密切的關係。在rna病毒和噬菌體內,rna是遺傳資訊的載體。rna一般是單鏈線形分子;也有雙鏈的如呼腸孤病毒rna;環狀單鏈的如類病毒rna;2023年還發現了有支鏈的rna分子。

7樓:匿名使用者

酶:指具有生物催化功能的高分子物質。酶作為催化劑能影響化學反應的速度,且具有高度的專一性,只催化特定的反應或產生特定的構型。酶本身在反應過程中不被消耗,也不影響反應的化學平衡。

酶有正催化作用也有負催化作用,不只是加快反應速率,也有減低反應速率。

20世紀 80年代 ,美國科學家切赫和奧特曼發現少數rna也具有生物催化功能 ,這說明有極少數的酶是rna 。我們把這些具有催化功能的極少數rna稱為核酶,把這些被稱為核酶的rna分子稱之為rna類酶(簡單地:核酶就是rna)。

核酶的發現,從根本上改變了以往只有蛋白質才具有催化功能的概念,為此,切赫和奧特曼也因這一發現獲得了2023年的諾貝爾獎。 自然界中已發現多種核酶,目前主要有以下幾種核酶:四膜蟲自身剪接內含子、大腸桿菌rnase p、錘頭狀核酶和髮夾狀核酶。

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