核糖核酸及其人工合成

今年1月，新华社首次报道，我国第一个人工合成了具有活性的酵母丙氨酸转移核糖核酸。这是继我国在世界上第一个人工合成结晶牛胰岛素之后，在探索生命科学上取得的又一项突破。

酵母丙氨酸转移核糖核酸是种类繁多的核酸的一种。核酸是什么?它有什么用处?核酸是一种酸性的东西。人们第一次是在细胞核里发现了它，因此起名叫核酸。其实，后来发现核酸不仅细胞核里有，细胞质里也有。

现代科学已经证明，蛋白质是生命的物质基础；核酸是遗传的物质基础。没有蛋白质就没有生命；没有核酸，就没有遗传，也没有蛋白质。可见核酸对于生命的重要。

核酸由于化学组成的不同，主要分成两大类；核糖核酸和脱氧核糖核酸。所谓核糖核酸，顾名思义就是核酸里含有核糖。这两大类核糖核酸又都是由几十个或者成千上万个核苷酸连接而成的，核酸在生物体内的含量极微，20亿个鸡蛋中的核酸拼起来只有一个鸡蛋重。

核酸的含量虽少，本领却很大，用处很多。现在只说两个主要的：1，核酸是遗传的物质基础。比如孩子的大眼睛象爸爸，高鼻梁象妈妈，就是因为负责孩子眼睛的那段核酸是爸爸传给的；负责孩子鼻子的那段核酸则是妈妈传给的。核酸就是这样把各人的遗传密码储藏起来，在繁殖时传给后代。2，“指导”和参与蛋白质的合成。在我们的食物中，猪肉，鸡蛋等都含有多种蛋白质，经人消化后，可分解为各种氨基酸，然后又合成另一种蛋白质――人体的蛋白质。这些氨基酸只有在核酸作用下才能合成蛋白质。所以前面说，没有核酸，也就没有蛋白质。此外，核酸还有其它多种功能，这里不一一介绍了，

什么是“转移核糖核酸”呢?就是说，这种核糖核酸有一种本领，它能“转移”。打个比方说吧，它好比一辆运货车，能把货物转移到另外一个地方去。这“货物”就是氨基酸，这“地方”就是蛋白质。酵母丙氨酸转移核惦核酸，就是只能转移丙氨酸的核糖核酸。别的氨基酸，它是不运的，那要由另外的转移核糖核酸去转移。因为它存在于酵母之中，因而全名叫“酵母丙氨酸转移核糖核酸”。

1965年，美国科学家霍莱第一次搞清楚了酵母丙氨酸转移核糖核酸的一级结构。霍莱因此获得诺贝尔奖金。1968年，中国科学家便决定用人工方法去合成它。这是一件十分困难、复杂的工作，它比人工合成胰岛素不知难多少倍。胰岛素只有11个氨基酸，分子量为5700~而酵母丙氨酸转移核糖核酸，含有76个核苷酸，分子量为26000，从这两点来看，后者的困难就比前者大得多。

就拿这76个核苷酸来说，电很复杂。它一共分11种。其中4种是常见的，另外7种却是稀有的。要人工合成，首先得把这些核苷酸制造出来。打个不太确切的比方；一个酵母丙氨酸转移核糖核酸好比一列火车，它一共有76节车厢。其中4种车厢是常见的，11种是不常见的。要合成这列火车，先得制造车厢。当11种不同的车厢制造出来以后，把4节左右的车厢连接成小片段，然后再连接成大片段，再把大片段连成半分子：其中一个半分子有41节车厢，另一个半分子有35节车厢。最后把两个半分子连接起来，就成了一列火车――一个完整的酵母丙氨酸转移核糖核酸分子。

在我们叙述这个人工合成的时候，只用了几行字，是非常方便的。其实，真正做起来，却是十分困难的。就说这些车厢――核苷酸吧，小得微乎其微，看不见，摸不着。你可闭上眼睛想一想，一个细胞放大几百倍，只不过是一个小圆圈儿，和一粒黄豆差不多。这个细胞里蛋白质是多数，核酸是少数。核酸又有好多好多种，核糖核酸又有好多种，转移核糖核酸又有好多种，其中酵母丙氨酸转移核糖核酸还有76个核苷酸，那每个核苷酸有多大一点儿呢?

再说，这一列火车的11种车厢，各有各的位置，弄错了位置也不行。

还有，把两个或几个核苷酸连接起来的时候，不是象连接车厢那样，火车头稍一动，两节车厢之间的钩子就接上了。而核苷酸的连接用的是磷酸二酯键，也是个看不见、摸不着的东西。这也是很困难的。这个连接工作不是象火车那样在野外进行的，而是在试管里进行的。而且接对了没有，只有用仪器来测试，眼睛是根本看不见的。此外，还要“测活”。用通俗话来说，就是测试一下，它是活的，还是死的。也就是说，要看看它同天然的酵母丙氨酸转移核糖核酸是一样的，还是不一样的。中国科学家们在完成试验以后。曾重复测试五次，结果都是一样。这样，这项伟大的科学研究才被认为是完全成功的。

人工合成核糖核酸研究成功，把人们带进一个新的领域，它预示着人类有可能合成新的核糖核酸和脱氧核糖核酸，来替换变坏的这些核酸，以减少或消除遗传疾病，提高人类健康水平。

这项研究成功，带动了有关核酸化学、核酸类试剂等方面的研究和制备，带动了很多种核酸类药物的生产和应用。这些药物对治疗，抵抗至今尚无特效药物可治疗的癌症以及由于病毒引起的疾病，将会产生一定的甚至特殊的作用，如果能达到这一点，人类将比今日更加健康长寿。