先有鸡仍是先有蛋？科学家给出了谜底
生命是一种基于复杂的分子彼此感化的现象，那些彼此感化发作在微看标准的生物细胞中，涉及数千种差别的分子物种。在人类的身体中，有一个根本的过程天天反复无数次。
典型原核细胞构造
在那个过程中，称为复造的操做，卵白量复造了存储在细胞核中的DNA分子中编码的遗传信息——然后在细胞团结时将它们均匀分配给两个子细胞。
然后，信息被抉择性地复造（“转录”）成所谓的信使RNA分子（mRNA），它们批示细胞所需的许多差别卵白量的合成。另一品种型的RNA——转移RNA（tRNA），它在mRNA转化为卵白量时起着核心感化。
mRNA的球棍模子，此中灰色小球代表碳原子，红色小球代表氧原子，蓝色小球代表氮原子，橘色小球代表磷原子
转移RNA充任mRNA和卵白量之间的中介：它们确保每种特定卵白量由哪些氨基酸构成，并根据响应mRNA指定的挨次将它们毗连起来。
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图为mRNA前体上的一段茎环构造。含氮碱基以绿色表达，而磷酸-核糖骨架则以蓝色表达。重视茎（双链）构造是由一条RNA单链通过折叠构成
当生命最早在地球上呈现时，哪个先呈现：功用仍是信息？那是一个关于生物学若何从预生物化学产生的一个重要未处理的问题。有些科学家认为，生命最后是从RNA起头的，因为一些RNA分子能够兼顾两种功用，像卵白量一样行事。
肌球卵白三维构造的飘带图，其次要由α螺旋所构成。那种卵白量是第一个通过X射线晶体学解析其构造。
但是，另一些科学家相信卵白量先呈现了。卵白量优先的看点有助于处理另一个严重谜团：达尔文进化论从哪里来？他们不只想晓得第一天呈现了什么形式的物量，还想晓得为什么那种物量会继续、适应并向前开展到第二天、第三天和以后。
达尔文进化论是生物学在全球范畴内不懈地适应、立异和改变的驱动力。通过适者保存，有机体合作博得资本，产生其他有机体，并适应它们的情况。自从查尔斯·达尔文160年前以来，科学家晓得进化是若何运做的，但他们不晓得它是若何起头的。
四种物种构成过程的比力图
进化必需有一个起头。它不是一个普及定律，像物理学或化学原理一样，自宇宙起头就不断运行。据科学家所知，进化只是自35亿年前生物学初次呈现以来才起头运行的，比地球构成晚了10亿年。
为什么卵白量会先呈现呢？
科学家认为，卵白量是细胞量量的大部门，因而细胞进化所依靠的差别性增长率次要是卵白量产量的问题。并且，卵白量是造造分子，它们催化了那些增长反响。重要的是，卵白量具有序列-构造-功用的关系。
大大都其他聚合物，包罗大大都RNA，都没有那种关系。卵白量构成特定的折叠构造，那些构造是细胞的分子功用、行为和动作的根底。科学家想象一下，卵白量的20种氨基酸大致分为两类：类似油的疏水单体和类似水的极性单体。
那些单体能够根据肆意挨次毗连起来，构成一个长链。然后，那个链会自觉地折叠成一个不变的三维构造，那个构造取决于单体之间的彼此感化。例如，疏水单体倾向于聚集在一路，远离水分子，而极性单体倾向于与水分子彼此感化。如许，卵白量就能构成各类各样的外形和大小，从而具有差别的功用。
科学家认为，在生命最后呈现时，卵白量就已经存在了，而且具有一些简单的功用，好比催化化学反响或构成膜构造。那些功用使得一些卵白量比其他卵白量更有利于在原始情况中保存和增殖。
卵白量构造中氨基酸和丙氨酸通过肽键（用方块标出）毗连在一路。
但是，若何增殖呢？他们提出了一个假设，称为“模板辅助合成”（TAS）。TAS是指一种机造，此中一个卵白量能够做为一个模板，引导另一个卵白量的合成。
例如，假设一个卵白量具有周期性的构造，好比一个螺旋或一个环，它能够吸附一些与它类似的氨基酸，并将它们摆列成一个不异或相反的形式。然后，那些氨基酸能够通过化学键毗连起来，构成一个新的卵白量链。如许，就能够复造出一个与原始卵白量不异或互补的副本。
TAS能够阐明若何从卵白量起头实现信息复造和传递。假设两个互补的卵白量能够通过TAS彼此复造，那么它们就能够构成一个闭合的轮回，不竭地产生新的副本。那就是科学家所说的“复造模块”，它是生命最后形式的核心构成部门。
复造模块能够在没有DNA或RNA的情状下实现指数级增长，而且能够通过变异和抉择产生多样性和适应性。变异可能来自于合成过程中的错误或情况因素的影响，而抉择可能来自于资本的合作或功用的优势。
当然，并非所有的卵白量都能停止TAS。事实上，科学家认为只要一小部门特殊的卵白量具有那种才能，而且它们可能是通过随机聚合过程产生的。他们将那些特殊的卵白量称为“原始tRNA”，因为它们与现代细胞中的tRNA具有惊人的类似之处。
tRNA 和 mRNA 在卵白量合成中的彼此感化。
tRNA是一种短小而复杂的RNA分子，它具有一个特定的三维构造和两个功用区域：一个是抗原码区域，能够识别并连系特定的氨基酸；另一个是反密码子区域，能够识别并连系mRNA上的密码子。
展现酵母中苯丙氨酸-tRNA 构造的 3D 动画
tRNA是毗连mRNA和卵白量的桥梁，它们使得遗传信息能够被翻译胜利能分子。科学家认为，原始tRNA是tRNA的祖先，它们也具有两个功用区域：一个是模板区域，能够通过TAS复造另一个原始tRNA；另一个是催化区域，能够催化一些简单的化学反响。原始tRNA是毗连卵白量和信息的桥梁，它们使得功用分子能够被复造和传递。
科学家的假设是基于尝试和理论的证据。他们在尝试室中合成了一些原始tRNA样的分子，并看察到了它们之间的TAS行为。他们还开发了一个计算机模子，模仿了原始tRNA在差别前提下的演化过程。他们发现，原始tRNA能够构成复造模块，而且能够产生多样性和适应性，从而促进了生命的起源和进化。
结论
卵白量是生命最后呈现时的次要形式，它们通过TAS实现了信息复造和传递。原始tRNA是毗连卵白量和信息的关键分子，它们也是现代tRNA的祖先。他们的假设为生命起源的鸡与蛋问题供给了一个可能的处理计划：既不是鸡也不是蛋，而是鸡蛋。
参考
Ludwig-Maximilians-Universität München. (2021). Origin of life: The chicken-and-egg problem. ScienceDaily. Retrieved from
Dill, K., Ghosh, K. (2019). The physics of protein evolution. Physics Today, 72(2), 38-44. doi:10.1063/PT.3.4137
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Ghosh, K., Dill, K. A. (2017). Cellular proteomes have broad distributions of protein stability. Biophysical Journal, 113(4), 895-903. doi:10.1016/j.bpj.2017.07.012