自80年代早期发现RNA分子可能具有催化特性(就像在细胞核中的信使 RNA分子的剪切作用)以来,目前科学家们对RNA作为地球上最早出现的能自我复制分子的可能性问题又重新产生了兴趣,尽管‘RNA界’(RNA world)一词最初是由核糖体RNA顺序结构的高度保守性所引入的。

支持RNA是第一个生物分子的理由有3个。第一,作为一种交替排列的核苷酸聚合体,它可以携带遗传信息(好像它就是DNA)。第二,有实验证据表明,HCN(可能是原始大气层中的一种成分)的聚合作用能导致嘌呤的形成,包括两种现代RNA分子的组分:腺嘌呤和鸟嘌呤。(多聚氰的水解作用能产生相似的结果,)第三,与核苷酸有关的简单化合物总是普遍存在于尚存的生命形式中的,正像辅酶以及ATP。

不幸的是,也有许多难点。这不仅涉及作为RNA成分的嘧啶核苷酸(胞嘧啶和尿嘧啶)的来源问题,也包括与现代RNA分子特异地(并以立体化学方式)连接的核糖体的来源问题。与糖类有关的问题不是它们在原始地球上出现的可能性(甲醛,CH2O是一个潜在来源),而是其特异性。为什么在其他糖类可能已同样丰富存在时仅与核糖连接?

目前已有人提出了解决上述难点的几种途径,它们特别强调了某种多聚核苷酸的最初的主链可能已经与甘油而不是核糖相联,或者早期RNA分子的聚合作用是由一个结构化的固体表面(可能是一种粘土)引导的。然而在没有成功地证明这类体系确能像所期望的那样行使功能之前,有关RNA界是如何起始的问题仍旧不能解决。

假定RNA合成的起始物(核苷,或与一个磷酸化糖连接的核苷酸)开始存在,它们似乎足以发生自身催化的复制。利用三核苷酸作为起始材料,G. Von Kiedrowski已经证实了一种六核苷酸类似物的自身催化的复制。雷贝卡(J. Rebek)已描述了—种稍微不同的方案。

盐湖研究所的奥格尔(L. Orgel)宣称已成功地拷贝了一些长达14个单元的多聚核苷酸类似物,但是是在一个不大可能是早期地球上已用到的一个体系中完成的。因为在这一系统中分子环合的体系已准备就绪并会自我环绕起来。

对自我复制的RNA体系的研究已过去了20多年,这期间在复制可能发生的条件方面已获得了许多信息资料,不过也留下了一些沮丧;迄今还没有一种人为设计的体系已证明是简明得足以令人信服,并且其本身具有坚实的基础,足以表明它确实可能已起动了生命的出现。

更近期提出的(并已被证实的)九种复制方法可能会有助于解决其中的部分疑难之处。例如,今年5月有人已证明了在没有酶类参与的情况下,在一种用作模板的DNA复式分子的较重要的位置里,24-核苷酸的DNA分子可被复制。尽管DNA复式结构分子的利用意味着在RNA界之外已迈进了一大步,这一方案是否对具有通常顺序的分子同样有效仍有待证实。

这类研究的一个明显的困难是其不可避免地假设原始地球上的信使分子的复制是自给的体系,并且不需要原始大气物质中其他化学成分的帮助。因此,它虽然是一种有说服力的假设但也可能不正确。即便如此,这类研究仍可能会继续发展下去,这不仅仅是其自身的需要,还因为对有序共聚物的化学工业日益强烈的兴趣,这类共聚物可能具有许多现存多聚体材料所不具备的优势。