生命起源核酶RNA是怎麼複製自己的?

時間 2021-06-05 03:54:52

1樓:刀楊同學

如同 @喵大俠 所說,科學家曾發現了一種RNA連線酶:「R3C」

圖1 交叉複製RNA酶

圖A描繪了該酶實現自我複製的途徑:通過鹼基互補配對結合兩個寡核苷酸底物並催化乙個底物的3'-羥基對另乙個底物的5'-三磷酸的親核攻擊,形成3',5' - 磷酸二酯並釋放焦磷酸鹽。R3C連線酶被配置為通過連線兩個RNA分子自我複製以產生其自身的另乙個拷貝。

隨後將R3C連線酶轉化為交叉催化形式,其中正鏈RNA酶(E)催化兩個底物(A'和B')的連線以形成負鏈酶(E) '),這反過來又催化兩個基板(A,B)的接合,以形成乙個新的正鏈酶。

圖B描繪了該酶與底物結合時的二級結構

另一種核酶為來自四膜蟲的間插序列(IVS)的核酶

這種酶將催化RNA聚合反應,其中通過連續新增衍生自鳥苷酸 - (3',5') - 核苷酸(GpN)的單核苷酸來延長五環己酸(C5)。將胞嘧啶或尿嘧啶加入到C5中以產生10至11個核苷酸的鏈長。

圖2 GpNs聚合模型

GpN依賴性聚合酶反應的兩個模型如圖2所示。在分布模型中(圖2-A),C5結合於5'外顯子結合位點(L - 21 Sca I的5'末端的GGAGGG)RNA和GpN結合在3'剪接位點結合位點。在酯交換反應中,其等同於剪接的第二步(外顯子連線),將pN轉移至C5的3'末端並產生游離G。

在該模型中,進一步伸長需要通過解離和重新結合或通過滑動來移動寡核苷酸,並且必須釋放鳥苷並用第二個GpN代替。

而在進行性模型中(圖2-B),C5位於5'外顯子結合位點下游的幾個鹼基處,以指導環化反應的序列,並且可以發生連續幾輪的單核苷酸新增,而不需要增長鏈。脫離「模板」。

雖然有關核酶的催化機制至今仍未研究透徹,但RNA酶的發現使得RNA在被證明有遺傳功能後又有了催化功能。這可能告訴我們:RNA很可能在生物遺傳變異的歷史演變中起著極為重要的作用。

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