先有DNA，还是先有RNA？

 

来源公众号：bioinfotec

关于生命最初的模样，科学家们始终在追问一个根本的问题：在生命诞生之初，是DNA先出现，还是RNA？

虽然这听起来像是“先有鸡还是先有蛋”的问题，但现代生物学已经逐渐倾向一个明确的答案：先有RNA。

RNA是DNA的前体

科学家认为，在远古的生命起源阶段，RNA比DNA更有可能率先登场。

原因之一是从化学路径来看，RNA的合成更早。在所有已知生命体中，合成DNA的原料——脱氧核苷酸，都是由RNA的基本单位（核糖核苷酸）加工来的。

这个加工过程叫核糖核苷酸还原反应，是一个复杂且需要专门酶的过程：

既然DNA必须在RNA的基础上才能合成，那么RNA出现得更早，也就顺理成章。

合成DNA也要靠RNA的“帮忙”

不仅原料来自RNA，就连复制DNA时也要依赖RNA。

DNA聚合酶无法从零开始合成一条新链，它必须先由RNA聚合酶铺上一小段RNA引物，DNA才能在这个基础上继续延伸。

反观RNA聚合酶，它可以从零开始直接合成RNA，这也从功能层面进一步说明：RNA在进化中可能是DNA的“前辈”。

RNA是“多面手”，DNA只负责“记忆”

我们常说DNA是遗传密码的存储库，但它本身不会催化反应，也不直接参与参与催化、制造蛋白等生命活动的执行。

而RNA在早期生命中扮演了多面手的角色：例如可以自我复制、具有催化功能（例如核糖体内负责连接氨基酸的“肽酰转移酶”就是RNA本身）、能调控基因表达……

因此，有科学家说：DNA只是个“硬盘”，RNA才是“操作系统”。

也就是说，DNA把信息保存在双螺旋的碱基排列中，就像电脑的硬盘一样，虽然内容很丰富，但不会自动“运行”或“执行”。每一个细胞的DNA序列都是一整套生命运作的“蓝图”，但是这个蓝图本身并不直接参与“施工”。

相比之下，RNA就像计算机中的操作系统——它会把“存储在硬盘上的数据”调取出来，并调动不同的“程序”来运作整个系统。

RNA的角色极为灵活多样：

• • 信使RNA（mRNA）：把DNA中的基因信息“抄录”出来，送去细胞工厂合成蛋白质；
• • 核糖体RNA（rRNA）：是核糖体的结构核心，亲自参与并催化蛋白合成；
• • 转运RNA（tRNA）：像“翻译器”，识别mRNA上的密码子，并搬运氨基酸；
• • 非编码RNA（如miRNA、lncRNA等）：负责调控基因表达、控制发育、抗病毒等多种功能；
• • 核酶（ribozymes）：一些RNA自身具有酶的功能，能自我催化或剪接自身结构。

总之，DNA记录着生命的“代码”，但RNA才是真正让这些代码“动起来”的核心。没有RNA的调度和执行，DNA就只能是一堆沉默的数据。

RNA的“原始气息”

RNA本身并不稳定——相比之下，DNA更加稳定，适合长久保存遗传信息。但正是这种不稳定，使得RNA更容易变异、进化，也更可能在远古混沌的地球环境中率先形成生命的“原始火花”。

而RNA的不稳定结构，比如它的2′-OH基团，恰恰是生命早期化学环境中的自然产物；更原始、也更容易生成。

从“RNA世界”走向现代生命

科学家提出了著名的“RNA世界假说”：

在生命的起点，并没有DNA，也没有蛋白质，只有RNA。它既能储存遗传信息，又能进行生物反应的催化，是原始生命的核心分子。

在生命进化的过程中，DNA逐渐取代RNA成为主要的遗传信息储存介质。为什么？因为它更稳定、不容易出错，适合长期保存重要信息。而催化和功能的任务，也交给了更高效的蛋白质。

于是，现代生命的格局就形成了：DNA负责“记住”，RNA负责“传递”，蛋白负责“执行”。

如今，我们体内的每一个细胞都还保留着“RNA世界”的痕迹：从RNA合成开始，继而转换为DNA，最后制造蛋白——仿佛是在每天重演一遍生命起源的历史。

从合成路径、分子功能到进化逻辑，越来越多的证据都在指向一个答案：生命的起点，或许就是从一段不稳定但充满可能的RNA开始的。

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