生物黃金比例的由來?

四維士乛工一口寸金真
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本文於2022年3月15日首刊於「真的生科隨筆」臉書專頁。原文連結:https://reurl.cc/jl3Qey

因為JoJo飆馬野郎的關係,讓我最近很愛想黃金比例的事情⋯⋯

(無限的回轉之力!)

於是乎就找了許多跟生物黃金比例有關的資料,最讓我驚訝的是,我們細胞裡的B-form DNA結構之中,就可能藏著黃金長方形!

之所以說可能,是因為用目前的結構數據算出來的DNA旋轉一圈的長寬比,只是趨近於黃金比例,1.6088,離黃金比例1.61803差距在0.5%之內。但是因為分子裡的電子雲計算在原子等級上會有約0.04Å的誤差,所以如果我們把誤差也計算在內,那的確就可能符合黃金比例了!

以下皆為穿鑿附會的臆測,尚未證實,看有趣就好。

由於DNA跟蛋白質比起來更頃向於儲存資訊,而不是催化生化反應。因此需要更高的資訊密度、複製再現度、與穩定度。

然而在生命誕生前的世界,從無到有地生成DNA的難度極高。因此目前DNA被認為是在RNA世界中誕生的。

在現今的生命裡,RNA是轉錄DNA上的資訊而產生的訊號分子,細胞能藉著轉譯這些訊號來合成蛋白質。

這些單股的RNA能與其他單股RNA組合成如圈環等的多種立體結構,當然也包括了如DNA般的雙股螺旋。然而RNA組成的螺旋較偏向處於脫水狀態而旋轉得更緊密的A-form DNA結構,這種結構則全無黃金比例可言。

換言之,要用RNA排成具黃金比例的結構,則必定需要外力的協助。

礦物質的表面能吸附、穩定並可催化核醣、磷酸與核苷的反應,而且也可吸附以這些物質為原料生成的DNA與RNA。而有這些特性的礦物質全都具有穩定的晶格結構。

有趣的是,在原子層級之下,具有黃金比例的礦物次晶格確確實實地存在於自然界的隕石碎片裡。

會不會有某些含有磷酸的礦物質黃金比例晶格,合成了最初的短鏈RNA,甚或是DNA呢?

由於連接RNA或DNA的分子鍵結作用力會大於吸附於礦物質表面的離子作用力,所以在礦物質的黃金比例次晶格上合成並釋出短鏈RNA或DNA,是可能的!

換言之,可能在沒有DNA只有RNA的紀元裡,礦物質的黃金比例次晶格就充當了現今DNA的模版角色,進而在這之後,又合成出了我們身體裡的遺傳密碼。

LESSON 4 表達敬意吧!

我媽沒有騙我,我們真的是從石頭裡蹦出來的!

藉著新程式碼重新計算DNA的立體結構,發現黃金比例的確可存在於DNA之中。文末提出了此黃金比例的來源有可能是來自於隕石中的黃金比例次晶格,當然,此假設還有待未來的實驗驗證。JoJo迷一定要讀一下的論文!

DNA與黃金比例參考文獻:https://www.mdpi.com/2073-8994/13/10/1949/htm#B54-symmetry-13-01949





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