DNA可能早于迄今为止的假设出现在地球上

DNA可能早于迄今为止的假设出现在地球上。由Oliver Trapp领导的LMU化学家表明，一个简单的反应途径可能会在早期地球上产生DNA亚基。

生命的基石如何首先在地球早期形成?到目前为止，这个问题只有部分令人满意的答案。然而，有一件事是清楚的：生物进化的过程导致我们星球上生命的多样性必定先于化学进化阶段。在这个“益生元”阶段，能够存储信息并自我复制的第一个聚合物分子是从早期地球上可获得的有机前体中随机组装的。最有效的复制子随后演变成大分子信息核酸--DNA和RNA，成为我们星球上所有生命形式的基础。

数十亿年来，DNA一直是生物有机体遗传信息的主要载体。DNA链由四种类型的化学亚基组成，其包含的遗传信息以这些“核苷”的线性序列编码。此外，四个亚基包含两个互补对。具有互补序列的两条链之间的相互作用负责形成着名的双螺旋，并在DNA复制中起关键作用。RNA还具有DNA复制和核苷酸序列翻译成蛋白质的重要​​功能。

这两种核酸中的哪一种首先出现?到目前为止，对该问题的一致答案是RNA。几十年前首次提出解释RNA分子如何从益生元环境中的前体化合物合成的似是而非的模型，并且从那时起获得了大量的实验支持。此外，其构象多样性使RNA既可以存储信息又可以作为催化剂。这些见解导致了在DNA出现之前出现“RNA世界”的想法，现在已经在专家中建立起来。然后如何合成第一个DNA亚基?普遍接受的观点是，这一过程是由一种酶催化的 - 一种相对复杂的生物分子，它的出现需要数百万年的进化。

但现在由LMU教授Oliver Trapp领导的一个化学家小组已经提出了一种更直接的机制，用于从益生元环境中存在的有机化合物合成DNA亚基。“反应途径相对简单，”特拉普说，这表明它可以在益生元环境中实现。例如，它不需要改变反应参数，例如温度。在Trapp的实验中，必要的成分是水，温和的碱性pH值和40至70°C的温度。在这样的条件下，实现了足够高的反应速率和产物收率，具有高选择性和正确的立体化学。

在DNA中发现的每个核苷亚基由含氮碱和称为脱氧核糖的糖组成。到目前为止，人们认为脱氧核苷只能通过将这两种预先形成的组分直接偶联在益生元条件下来合成。但是，从未提出过这种步骤的合理的非酶促机制。正如特拉普所解释的那样，新途径的基本特征是糖在一个步骤中与基础无关。相反，它通过一系列简单的有机分子如乙醛和甘油醛在预制基础上构建。此外，LMU研究人员已经确定了第二类可能的DNA前体，其中脱氧核糖部分被不同的糖取代。

根据这项研究的作者，这些结果表明，最早的DNA分子可能与大约40亿年前的RNA平行出现。这意味着DNA分子比先前想象的更早出现了大约4亿年。