肽与RNA自催化集交汇处的混合酸酐：生物编码的演化
生物大分子
2022-08-03 v1 物理学史与哲学
摘要
我们提出了一个关于生物编码起源的设想。在此语境下，编码是存储于一处化学信息与存储于另一独立处化学信息之间的符号学关系。编码源于两个原本分离的集合自催化集（collectively autocatalytic sets）的协同相互作用，其一为核酸，其一为肽。当这两类集合相互作用时，一系列RNA折叠导向的过程导致了它们的联合协同性。氨基酰基腺苷酸（即今日的氨基酸-AMP）是这两类集合自催化集所形成的最初共价结合，并巩固了它们的相互依赖。该分子是这一时代的重写本（palimpsest），也是RNA与蛋白质之间原初符号学（因而也是编码）关系的遗存。更为明确的编码由消除集合自催化集中浪费的选择压力所驱动。最终，单一氨基酸与短RNA片段（如三个核苷酸）之间建立了1:1的关系，导致了今日所谓的遗传密码。转运RNA氨酰化酶（aaRSs）随特定编码的出现而同时产生。两类aaRS酶是两条核酸链中互补信息二元性的残余，正如Rodin与Ohno最初所假设。编码演化的每一阶段都由系统组分满足康德式整体（Kantian whole）的向下选择所驱动。编码最终之所以成为必然，是因为开放-ended演化至少需要两类化学上不同的聚合物；仅含单一聚合物的系统无法展现此特性。因此，编码即我们所知的生命之同义词，并可被视为宇宙历史中的相变。
引用
@article{arxiv.2208.01491,
title = {Mixed Anhydrides at the Intersection Between Peptide and RNA Autocatalytic Sets: Evolution of Biological Coding},
author = {Stuart Kauffman and Niles Lehman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.01491},
year = {2022}
}