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核糖核酸(RNA)是核酸的一种，因含核糖得名。20世纪有多个诺贝尔奖与RNA领域有关，说明RNA研究的重要性，以及国际科技界对RNA的重视。 1893年A．Kossel认识到染色质是由核酸和组蛋白组成的，认为核质与新组织的形成有关。但，当时生物学界主导观念是“生命就是蛋白质体”，A．Kossel未能跳出束缚，没有认识到核质是遗传物质，并于1905年改为研究细胞核中碱性蛋白质，使核酸研究停滞几十年。 1944年Avery、Macleod和Mccarty发表了著名的肺炎双球菌实验结论：核酸(DNA)才是遗传物质，而不是蛋白质。 1953年，watson与Crick共同提出DNA双螺旋结构说，为分子生物学奠定基础，宣示了“生命世界是蛋白质”的破产。1958年，Crick提出中心法则，核心是：生命世界是DNA-蛋白质世界。该法则统治生化界20余年，不断误导人们对真核生物的理解，直到2l世纪初，断裂基因的发现。 20世纪50年代中期后的10年间，是RNA研究黄金时期，达到了一个高峰。 1961年Crick证明每条DNA长链中的碱基每三个为一组；1957年Zemecnik发现tRNA；1959年rRNA被分离得到；1961年法国Monod和Jacob提出mRNA的存在；1965年Hollev测出第一个核酸(酵母丙氨酸tRNA)的一级结构；Khorana合成了遗传密码；Nirenberg建立了体外无细胞蛋白质合成系统和核糖体结合技术，并在1966年破译遗传密码…… 20世纪70年代后期，RNA研究逐渐积累起各种新发现，直到20世纪末21世纪初，随着一系列调控RNA的发现、人类基因组计划完成、后基因组研究兴起，RNA研究再次达到高峰。整个发展过程，就是不断突破“中心法则”旧观念的过程。 1981年，T．Cech发现RNA也可作为生物催化剂，命名化学本质为RNA的催化剂为核酶。随后，s．Altman证明体外转录的RNase P的RNA组分，也有催化活力。核酶的发现，突破了统治生化科学超半个世纪的信条：酶即是蛋白质。它还有助于人们探索生命起源过程中长期争论而无果的问题：先有蛋白质还是先有核酸？生物高分子化合物共有三种：DNA、RNA和蛋白质。DNA可携带遗传信息但不是功能分子，它的复制需蛋白质催化；蛋白质是重要功能分子但不携带遗传信息，它的生物合成需使用DNA所携带的遗传信息；只有RNA，既可携带遗传信息，又可作为功能分子，自己就可能完成自我复制。因此，生命起源过程中，可能最早出现的、可以自我复制的生命体，是由RNA组成的。核酶还使人们对RNA生物功能多样性有了全新理解，开始寻找其他生物学功能。RNA不再局限于仅是将遗传信息从DNA传递到蛋白质的过程。此后近30年，RNA研究迅速发展，新发现突破“中心法则”藩篱，不断与之冲突。从DNA到蛋白质的过程，比想象复杂得多。RNA在其中所起作用，超出人们想象。 1989年，Gilbert提出“RNA世界”假说，第一次将RNA摆在生命进化早期中心位置；Uhlembeck教授于1990年提出“20世纪90年代是RNA的10年”，此后正如教授所言，RNA新种类、新功能、作用新机制不断被发现。 1999—2000年，核糖体50S大亚基晶体分析表明，催化肽键形成的化合物不可能是蛋白质，只能是rRNA。核糖体是核酶。由蛋白质组成的生物催化剂——酶，几乎催化了所有生物体内的化学反应，但本身却只能由RNA催化。RNA只是把蛋白质生物合成以外的催化功能或者说责任交给蛋白质，而蛋白质的生物合成还是置于自己控制之下。 2001—2003年，美国Science杂志分别评出当年十大科技突破第2条、第1条、第4条是：RNA干扰以及包括siRNA和miRNA在内的小分子调控RNA，这成了“中心法则”压断骆驼脊梁的最后一根稻草。真核生物体内，一个由RNA组成的调控DNA遗传信息网络显露出来。从古老RNA世界中走出来的自私的RNA，仍然通过各种途径，掌控遗传信息的管理与使用权。与其说RNA将携带遗传信息的功能交给了DNA，不如说是把记录遗传信息的职责交给了DNA。一个隐藏在表象为“DNA-蛋白质”世界后的、当代RNA世界景象若隐若现：当今生命世界中，RNA很可能像在古老的RNA世界中一样，仍处于生命中心。 ——以上摘自2005年科学出版社出版、金由辛编著《核糖核酸与核糖核酸组学》第一章，有删减。 (科技日报) |
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