谁合成的氨基酸
生物学家劳伦斯·赫斯特和斯蒂芬·弗里兰在20世纪90年代末把天然基因密码和计算机随机产生的几百万组密码拿去比对,结果轰动一时。他们想知道,如果发生点突变这种把一个字母换掉的变异,哪一套密码系统能保留最多正确的氨基酸,或将它代换成另一个性质相似的氨基酸。
结果他们发现,天然的基因密码最经得起突变的考验。点突变常常不会影响氨基酸序列,而如果突变真的改变了氨基酸,也会由另一个物理特性相似的氨基酸来取代。据此,赫斯特与弗里兰宣称,天然的遗传密码比成千上万套随机产生的密码要优良得多。它不但不是大自然密码学家愚蠢而盲目的作品,而是万里挑一的密码系统。
天然的三联基因密码的第一个字母都有特定的对应方式。举例来说,所有以丙酮酸为前体合成的氨基酸,它们密码的第一个字母都是T。所有由α-酮戊二酸所合成的氨基酸,其三联密码第一个字母都是C;所有由草酰乙酸合成的氨基酸,第一个字母都是A;最后,几种简单前体通过单一步骤所合成的氨基酸,第一个字母都是G。
三联密码的第二个字母和氨基酸是否容易溶于水有关,或者说和氨基酸的疏水性有关。亲水性氨基酸会溶于水,疏水性氨基酸不会溶于水,但会溶在脂肪或油里,比如溶在含有脂质的细胞膜里。所有的氨基酸,可以从“非常疏水”到“非常亲水”排列成一张图谱,而正是这张图谱决定了氨基酸与第二个密码字母之间的关系。疏水性最强的六个氨基酸里有五个,第二个字母都是T,所有亲水性最强的氨基酸第二个字母都是A。介于中间的有些是G有些是C。
三联密码的第三个字母不含任何信息,不管接上哪一个字母都没关系,这组密码子都会翻译出一样的氨基酸。以甘氨酸为例,它的密码子是GGG,但是最后一个G可以代换成T、A或C。
第三个字母的随机性暗示了一些有趣的事情。二联密码可以编码16种氨基酸。如果我们从20个氨基酸里拿掉5个结构最复杂的(剩下15个氨基酸,再加上一个终止密码子)这样前两个字母与这15个氨基酸特性之间的关联就更明显了。因此,最原始的密码可能只是二联密码,后来才靠“密码子捕捉”的方式成为三联密码,也就是各氨基酸彼此竞争第三个字母。
第一个字母和氨基酸前体之间的关系直截了当,第二个字母和氨基酸的疏水性相关,第三个字母可以随机选择。这套密码系统除了可以忍受突变,还可以降低灾难发生时造成的损失,同时可以加快进化的脚步。因为如果突变不是灾难性的,那应该会带来更多的好处。
哪颗系外行星被发现的更早
外星“生命”
外星人是否存在,一直是个备受争议的话题。这个吵了一个世纪的问题,直到现在依旧没有任何答案。据媒体报道:日本的隼鸟2号探测器,在从龙宫小行星的探测中,采集到的样本里面发现了氨基酸的存在,这个发现意味着什么呢?
生命的起源
想要知道外星生命是否存在,那么我们就必须知道生命的起源究竟是什么?众所周知,在远古时期的地球上,生命本身是不存在的,但是在一个悄然之间,它却出现了,并且进化成为了今天地球上的亿万生灵。
既然地球上有生命,那么太阳系的其它行星中,是否也会存在生命体呢,科学家们依次探索了八大行星,结果却显示,我们大错特错了,八大行星中只有地球存在着生命体,并且还发展出了文明,那就是我们人类。
行星比较
通过针对地球与太阳系的其它行星比较,科学家们有了重大的发现,比如拿距离我们最近的金星比较,金星是距离地球最近的行星,通过对金星的观测,我们发现金星之所以不存在生命,原因在于它的温度非常的高,其表面平均温度在400多摄氏度,对于地球上的任何生命体来说,这里就是生命的地狱。
生命发展的必要因素
而正是通过这种不断的对比,科学家们确定了生命必须存在的几大要素,其一、水,水是生命的源泉,而最早的研究也发现,生命最早起源于海洋中,水可以说是组成生命最重要的元素。其二、适宜的温度,拿地球来举个例子。
如果地球的表面平均气温突然升高或者降低,那么对生命来说,将是灭绝性的打击。如果地球变得太冷,万物都会结成冰,动植物农作物的死亡,也不会促成生命的诞生,但是也不排除原始的生命可以在冰层下生存,比如土卫二。
其三、氧气,结合地球上的所有生命体来说,地球上的生命体有一个共同的特点,那就是需要吸纳氧气来存活,如果有一天地球没有了氧气,所有的生灵都会窒息而死,这可能是地球生命体最独特的构造吧。
熔岩星球
通过以上三点,我们就能够挖掘远古时期生命所出现的必须要素,其实在45亿年前,我们的地球并不是今天这样的,最早的地球是一个表面充满了岩浆的星球,温度非常的高,不过紧接着我们的地球开始进入了冷却阶段。
地球在冷却的过程中,遭受到了无数颗携带着水汽的小行星的撞击,这些撞击的小行星产生了大量的水蒸气,促使了地球开始降水,而地球的最开始的样子是熔岩星球,不过下完雨后的地区,又变了样子,成为了一颗海洋星球。
海洋星球
注意,那时候的地球完全地被海洋所包裹,没有哪怕一片陆地出现,不过后来地球开始发生地质活动,一块一块的大陆才开始在地球上出现,而根据最早的生命化石来看,最早的古细菌远在38亿年前就曾出现了。
关于生命起源理论的方式有很多种,比如最著名的就是自然合成的,原始的地球海洋,在海底火山的作用下, 形成了大量的无机物质,而这些无机物质,在必要的条件下。
随即转换为有机物质。开始合成生命所需要的元素,其中就包括了氨基酸。因此地球生命的起源,一种是地球自身所进化的,另外一种那就是来自于外太空中。
本文总结
而日本的隼鸟2号的这次发现,可以说是有着历史性的意义,小行星上发现了氨基酸,这意味着很有可能在远古时期,撞击地球和月球以及火星上的小行星,其内部也携带着诸如氨基酸等合成生命的必须物质。
那么由此也引发了一个问题,生命的起源是否真的来自于外太空,如果这一发现是真的,那么在几十亿年前,可不仅仅是地球遭遇到撞击,几乎太阳系的大多数天体都曾遭遇到撞击,那么这些被撞击的天体中,是否也蕴含着生命呢。而最后一个问题:小行星上的氨基酸又是从何而来的?#地球外首次确认“生命之源”#
小行星中发现氨基酸,是否意味着人类,可能是外星人的后裔?,哪颗系外行星被发现的更早
四种DNA字母要编码20种氨基酸。绝不可能是一对一编码,也不可能是二对一编码,因为两个字母最多只能组成16种组合(4×4)。因此,最低要求是三个字母,也就是DNA序列里面最少要有三个字母对应到一个氨基酸,被称为三联密码,后来被克里克和西德尼·布伦纳证实。
但是这样看起来似乎很浪费,因为用四种字母组成三联密码,总共可以有64种组合(4×4×4),这样应该可以编码64个不同的氨基酸,那为什么只有20种氨基酸呢?一定有一个神奇的答案来解释为什么4种字母,3个一组,拼成64个单词,然后编码20种氨基酸。
1952年,沃森就曾写信告诉克里克:“DNA合成信使RNA(mRNA), mRNA合成蛋白质。”克里克开始研究这一小段mRNA的字母序列,如何翻译成蛋白质里面的氨基酸序列。他认为mRNA可能需要一系列“适配器”来帮助完成翻译,每一个适配器都负责携带一个氨基酸。当然每一个适配器一定也是RNA,而且都带有一段“反密码子”序列,这样才能和mRNA序列上的密码子配对。
适配器分子也由RNA分子组成。它们现在叫作“转运RNA”或tRNA。现在整个工程变得有点像乐高积木,一块块积木接上来又掉下去,一切顺利的话,它们就会这样一个接一个地搭成精彩万分的聚合物。
随着实验技术进步而且越来越精密,在20世纪60年代中期许多实验室陆续解开了序列密码。然而经过一连串不懈的译码工作后,大自然却好像随兴地给了个潦草结尾,让人既困惑又扫兴。遗传密码子的安排一点也不具创意,只不过“简并”了(意思就是说,冗余)。有三种氨基酸可对应六组密码子,其他的则各对应一到两组密码子。每组密码子都有意义,还有三组的意思是“在此停止”,剩下的每一组都对应一个氨基酸。这看起来既没规则也不美,根本就是“美是科学真理的指南”这句话的最佳反证。甚至,我们也找不出任何结构上的原因来解释密码排列,不同的氨基酸与其对应的密码之间似乎并没有任何物理或化学的关联。
克里克称这套让人失望的密码系统为“冻结的偶然”,而大部分人也只能点头同意。他说这个结果是冻结的,因为任何解冻(试图去改变密码对应的氨基酸)都会造成严重的后果。一个点突变也许只会改变几个氨基酸,而改变密码系统本身却会从上到下造成天大灾难。就好似前者只是一本书里无心的笔误,并不会改变整本书的意义,然而后者却将全部的字母转换成毫无意义的乱码。克里克说,密码一旦被刻印在石板上,任何想改动它的企图都会被处以死刑。这个观点至今仍有许多生物学家认同。