[摘要]外星病毒感染地球生物（外星病毒存在吗），关于《外星病毒感染地球生物（外星病毒存在吗）》的内容介绍。丙酮酸和丝氨酸的碱基 RNA根据遗传密码催化合成蛋白质的复杂系统，又是如何建立起来的？遗传密码是碱基序列与氨基...
外星病毒感染地球生物（外星病毒存在吗），关于《外星病毒感染地球生物（外星病毒存在吗）》的内容介绍。
丙酮酸和丝氨酸的碱基 RNA根据遗传密码催化合成蛋白质的复杂系统，又是如何建立起来的？遗传密码是碱基序列与氨基酸的对应方式。具体来说，就是碱基每3个一组，构成一个“密码...
丙酮酸和丝氨酸的碱基
RNA根据遗传密码催化合成蛋白质的复杂系统，又是如何建立起来的？遗传密码是碱基序列与氨基酸的对应方式。具体来说，就是碱基每3个一组，构成一个“密码子”，对应1种氨基酸。
碱基一共有4种，可以形成64个密码子，而细胞直接用于合成蛋白质的标准氨基酸却只有20种，所以遗传密码必然有所冗余，大部分的氨基酸都对应了多个密码子。所有已知的细胞和病毒，都是根据它建立碱基序列和氨基酸的对应关系的。
这显然是一份来自末祖的遗产，也是我们追溯遗传密码起源的最重要的第一手资料。面对这样一份标准遗传密码，我们萌生的第一个疑问当然就是“密码子与氨基酸为什么会有这样的对应关系”，比如说，“GGU”为什么对应甘氨酸，“CUU”为什么对应亮氨酸，“GAG”为什么对应谷氨酸？

对此，第一个重要的意见来自弗朗西斯·克里克，他是遗传学奠基时代的灯塔人物。1953年，他与富兰克林等人共同发现了DNA的双螺旋和碱基互补配对原则。1957年，他提出了中心法则的标准流程。1961年，他又确定了密码子是3个碱基一组，连续且不重叠。
在此基础上，1966年，人类破解了全部遗传密码，才得到了上面那份标准遗传密码。1968年，面对这份标准遗传密码，弗朗西斯·克里克提出，它的起源只是个偶然。碱基序列与氨基酸反正得有个对应关系，不是这样也得是那样，在生命诞生的极早期，不同的元祖完全可以有各不相同的遗传密码。
但只有极少数幸运的元祖留下了存活至今的后代，如今所有的生命越发可能只来自同一个最幸运的末祖，当然就都偶然继承了其中的某一套遗传密码。而遗传密码又是遗传的根本，任何微小的变动都可能把所有遗传信息变成乱码。
所以，这个偶然就被后世的每一个细胞严格固定下来，墨守成规，历经40亿年的进化也绝难改变。反过来，如果当年是别的元祖发展成了延续至今的生命，标准密码子就会是另一副模样了。原本只是一个偶然，但偶然在至关重要的地方，一旦发生就无法改变——这被克里克形象地称为“冻结偶然假说”。

当然，在生命这样的涨落系统上，我们几乎说不出任何绝对的东西，遗传密码也不例外。标准遗传密码固然涉及遗传的根本，但是某些不那么关键的冗余密码子，却可能在进化中出现一些细小的变化，成为“非标准遗传密码”。
比如“UGA”在标准密码表里是“终止”，表示翻译结束，但在高等哺乳动物体内却编码了铯氨酸；“AGG”本来编码了精氨酸，但在绝大多数真核生物的线粒体内却表示“终止”；而“CUG”本来是亮氨酸的编码，却在某些真菌体内编码了丝氨酸。非标准遗传密码虽然是些例外，但也只是标准遗传密码的极其细微的局部修改，而不是另外一套独立的遗传密码。
所以，一切外星病毒感染地球生命的科幻故事，全都是无稽之谈。哪怕抛开生命的各种可能性全都不谈，后退无穷步非要假设外星病毒的遗传物质也是DNA和RNA，也用这4种碱基3个一组编码20种氨基酸，那也意味着超过1084种编码方案，这个数字恐怕比可观测宇宙中的原子总数还大，外星病毒与我们采用同一套遗传密码的概率实在太低了。
它们要用我们的细胞制造有生化功能的蛋白质，就好像一个从来没有接触过中文的英国人要把“东边日出西边雨，道是无情却有晴”翻译成地道的英语，还要保留所有的平仄、韵脚和修辞，这是根本不可能的事情。

在今天看来，冻结偶然假说在很大程度上是正确的，体现了一切进化现象的原则性问题。毕竟，进化建立在随机突变上，偶然本来就是进化的左腿。但是，进化又不是个纯粹的偶然，自然选择无处不在，所以密码子的起源又恐怕不是这么简单。
如果把所有密码子与它们对应的氨基酸用不同的方式排列起来，我们又会发现，这三位密码子中的每一位都有独立规律。首先，早在20世纪70年代和80年代，生物化学家们就发现，密码子的第一位碱基与氨基酸的合成原料有着显著的对应关系。
第一位碱基是A的7种氨基酸中，有5种的合成原料是α-酮戊二酸；第一位碱基是C的5种氨基酸中，有3种的合成原料是草酰乙酸；第一位碱基是U的6种氨基酸，合成原料全都包含丙酮酸；第一位碱基是G的4种氨基酸没有统一的合成原料，但全都能以同一类的有机酸为原料，以相同的反应合成出来。
如果考虑密码子的冗余性，排除重复的密码子，比如排除C开头的亮氨酸、A开头的丝氨酸和精氨酸，我们会更惊讶地发现，除了组氨酸，所有的氨基酸都服从这种对应关系。第一位碱基就对应了它们的合成原料，至于那几种原料就更有意思了，如果你除了丙酮酸就再没有听说过别的，就会发现这几种α-酮酸全都是三羧酸循环的成员。

三羧酸循环是物质代谢的中央环线，还畅想过逆三羧酸循环一旦启动就能成为氨基酸的来源，说的也是这件事。接着，密码子的第二位与对应氨基酸的亲水性有关。所谓亲水性，就是氨基酸除去羧基和氨基之后，余下的部分是亲和水分子，还是排斥水分子，这是氨基酸最重要的性质之一。
对照标准密码子和各种氨基酸的亲水性，我们发现，密码子第2位是U的氨基酸总是疏水性最强，是A的亲水性最强，C和G居中，而C又要略强一点——当然，这个规律就没法那么绝对了，我们可以看到很多例外。至于密码子的第三位，它就是那种“冗余”的集中体现了：20种标准氨基酸里，有8种氨基酸的第三位密码子随便是什么都行，只有甲硫氨酸的第三位密码子必须是G。
这是很容易理解的事情，因为前两个密码子只能编码16种氨基酸，不够20种，而有了第三位，就能编码64种氨基酸，远远超过20种，当然会有大量的重复。但是，这第三位的冗余又不是完全随机的，除了8种任意的和1种唯一的，其余13种氨基酸的第三位普遍都是同种碱基，要么都是嘌呤，A或G，要么都是嘧啶，U或C，只有异亮氨酸是个例外，它与那个唯一的编码相邻，所以第三位碱基可以是A、U、C。
以上讨论的，就是标准遗传密码里的规律了。既然所有的生命都遵循这套密码，显然，这些规律也必然出现在末祖身上，很可能就关系着遗传密码的起源。从这些规律出发，生物化学家们提出了“冻结偶然”之外的多种假说，2009年，启发了白烟囱假说的尤金·库宁集中评价了其中影响最大的三个假说。
最早提出的假说是“立体化学假说”，也就是密码子的三个碱基能在空间中形成某种立体形状，然后特异性地匹配对应的氨基酸，就像水晶鞋和灰姑娘的脚那样形状匹配，独一无二。这个假说可以追溯到1953年，双螺旋模型在冷泉港实验室公之于世的那场研讨会上。

研讨会在座的，有盛名在外的俄裔美籍理论物理学家乔治·伽莫夫（GeorgeGamow），他是“宇宙大爆炸理论”的正式提出者，是“宇宙微波背景辐射”的预言者，也是宇宙元素合成理论的奠基人。
同时，他也是科普文学的宗师级人物，一生中写下18部科普著作，其中，1947年写成的《从一到无穷大》，还有1966年写成的《物理世界奇遇记》直到今天都是全世界首屈一指的科普读物回到那场研讨会上，双螺旋和碱基互补配对的崭新模型让伽莫夫心驰神往，他在会后陷入了对一个新世界的沉思：双螺旋的模型毫无疑问地表明了是“碱基序列编码了遗传信息”，但这究竟是怎样一种编码方式，克里克与沃森却还没什么头绪。
伽莫夫敏锐地把密码学用在了碱基序列上，提出碱基序列一定是3个一组地编码了氨基酸，他将这个想法连同他构想的一些细节上的编码机制，装在信封里寄给了克里克。坦率地说，当时的伽莫夫虽然在物理学上成就斐然，在分子生物学上却还是个外行，他对DNA和RNA的大部分认识都是错误的，他提出的碱基编码机制也是错误的。
但他把密码学引入遗传学的创想却极富启发性，克里克正是在伽莫夫的信中找到了关键灵感，在几年之后证明了RNA上的碱基的确是3个一组地构成了密码子。最初的失败不重要，伽莫夫早已被生命活动的无穷奥秘彻底折服，在克里克的帮助下，他将整个研究重点转移到了分子生物学上，并且立刻构想出了第一个版本的“立体化学假说”。
如何防止将外星病毒带回地球？科学家发布NASA行星保护策略
据外媒报道，眼下，人们正处于一场全球 健康 危机之中--因为一种似乎不知从何而来的病毒。在这一点上，我们需要做的最后一件事就是担心外星病毒在休眠数百万或数十亿年后入侵地球。 或许这在普通人看来不是什么问题，但对于那些渴望研究从火星带回地球的岩石和物质的科学家来说这是一个真正的问题。
NASA目前还没有载人火星任务的具体数据，但它已经在研究样本采集网络，它将为地球带来首批新鲜的火星土壤。Perseverance火星车将具备收集并密封样本的能力，这些样本有望在未来某天被带回地球。
来自斯坦福大学的Scott Hubbard是NASA艾姆斯实验室的前主任，也是一位专攻行星保护的科学家。他在最近的一次采访中详细讨论了为确保地球不被外星微生物入侵而需要采取的严密预防措施。
虽然行星保护的想法很简单，但实际操作起来则是双向的。换言之，一方面我们不想让地球上的微生物或生命形式污染其他星球，同时也不想意外地把外星生命带回我们星球。至于如何确保这两件事都不会发生显然非常复杂。
Hubbard指出：“我从人类航天领域的一些同事那里听说，他们可以看到，在目前的环境下，公众可能会更加关注带回一些外来微生物、病毒或污染物。”
哈伯德是众多参与评估NASA行星保护策略报告的科学家之一。该份报告详细描述了NASA如何保护其他行星免受污染。
“为了防止返航污染，主要的工作是在返回的航天器和火星岩石样本之间‘打破联系链’。例如，计划采用自主密封和焊接技术来创建三到四层容器，”Hubbard解释道。
“在我和科学界（人士）看来，来自火星的几百万年前的岩石含有可能会感染地球活跃生命形式的可能性非常低。但MSR带来的样本将被隔离，它们会像埃博拉病毒一样对待并一直到证明是安全的。”
垃圾DNA的外星人“密码”已刻进人类DNA
据英国《新科学家》杂志（8月7日版）和德新社10日报道，日前，澳大利亚天体生物学家保罗·戴维斯在最新一期《新科学家》杂志上发表了一个惊人观点∶外星文明也许早将他们的“兴衰史”和对人类的“欢迎词”写进了我们的细胞DNA中，只有当人类的科技发展到某个特定阶段，才能读懂DNA中那些由外星人留下的“加密信息”！外星人用光电与人类通讯不大可能40多年来，世界各地的天文学家孜孜不倦地用天文望远镜搜索着浩渺的太空，希望能捕获到某个外星文明向地球发来的光电信息。美国“SETI”研究计划的科学家们更是发起“凤凰计划”，用天文望远镜寻找外太空中可能是外星人发出的激光信号。然而到目前为止，所有的搜索都告无功。保罗·戴维斯教授认为，这一徒劳的结果是合乎情理的，因为如果其他星系真的存在外星文明，那么外星科技很可能领先于人类数百万年甚至数亿年，很难相信拥有这样先进文明的外星智能生物会用“原始”的无线电或激光来与地球人通讯。戴维斯说：“外星人可能会用另外一种方式显示他们的存在，就像科幻电影《2001太空漫游》中留下一个方尖碑一样，在地球上留下他们的遗迹也许会成为更引人注意的方法。” 不过，确保所谓的“外星人遗迹”在地球上幸存数百万年是很难做到的，一个最好的解决方法就是，将外星人的信息合并到地球生物的基因中，这样在地球生物尤其是人类的繁衍中，拥有外星人信息的基因将不断得到复制，除非人类在地球上灭绝，否则外星人遗留的信息将永远保存在地球上，等待人类有一天去破解。
戴维斯说：“做到这点其实很容易，其中一种方法就是通过一种外星病毒感染人类的细胞，这种外星病毒上已经携带了经过加密的详细外星人信息。” 事实上，科学家最近的确在人类的DNA中发现了大量的“垃圾”DNA，这些垃圾DNA不包含任何遗传因子，但却表现得异常稳定，科学家想象不出它们大量存在的原因。戴维斯说∶“如果外星人真的曾经将某个信息遗留在地球生物的体内，那么这些垃圾DNA就是最应好好研究的地方。”戴维斯称，一台电子计算机就能用来发现这些“垃圾DNA”中是否存在着某种引人注目的“模式”，如果这些“垃圾DNA”序列能在电脑屏幕上展现出一个像素数组或一个简单的图像，那么，外星生物曾干预人类DNA的设想就极可能是真的。人类DNA可容纳“外星兴衰史”编码戴维斯称，人类的DNA编码足够容纳一部像样的小说，或者一段外星文明的兴盛和衰落简史。戴维斯说：“科学家在尝试与外星人进行通讯前应该再好好想一想，与外太空智慧生物通讯充满着太多的不确定性，也许我们应该尝试一下其他方法。外星文明的秘密也许正藏在某个更近的地方，也许就在我们的身上。”