DNA 和 RNA 的功能能不能相互替代？

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簡單來說，不能替代，但是這個問題還沒完。

為什麼不能替代，大家都說了很多理由，我簡單總結一下：

RNA 結構整體看起來缺乏穩定性，這體現在：（1）化學性質的穩定性；（2）鹼基配對的穩定性；（3）三級結構的複雜性；（4）與其它分子的相互作用的多樣性等諸多方面。

RNA 化學性質不穩定，決定了 RNA 閱後即焚的性質。
RNA 鹼基配對可以有非 Watson-Crick 式，這使得 RNA 在用於調控時，存在一定的容錯性。可以容錯，好處就是可能簡單的 RNA 片段就可能調控許多複雜的生命過程，並且結合不一定太穩定，不但很容易結合，也可以很容易解離，但壞處就是敏感性太弱，有可能與錯誤的位點結合。DNA 則可能不會結合到錯誤的位置上，但是一旦結合，則解離會變得很困難，即「老賴在結合位點上」，脫離的時候可能會耗能，這樣就不能起到「調節」的作用。
特別的，關於「老賴在結合位點」我再舉一個不是調控的例子。DNA 和 RNA 的功能相互替換，則一個生物經轉錄就會得到 mDNA，並且核糖體、氨基酸轉運也都由相應的 rDNA，tDNA 完成，這時候更可能遇到的問題是，因為 DNA 配對是很穩定的，每次一旦結合，為了解離可能還需要耗能，如果不希望耗能，那麼在翻譯的時候，tDNA 跟 mDNA 依然每次堅持 3 個 DNA 鹼基配對就有些不合適了，從整體來看，生物的能量消耗就會增加，因此很可能會生物進化成密碼子長度為 2 的情況，這對生物來說也是很不利的。
RNA 可能有複雜的三級結構，尤其是其 loop 區，構象熵非常大，而且 RNA 還可能形成 Pesudo-knot 等複雜的結構，從事各種各樣的功能，這讓 RNA 也有可能像蛋白那樣有能力執行多種功能。同時，結構的複雜性也為與其它各類分子結合提供了更多的可能性。
除此以外還有一些理由，但是我這裡不再討論。例如同一個基因可能轉錄成多條 mRNA，各自再與許多的核糖體結合發生翻譯。這是一個好理由，可是反對者也會想設計一個生物，轉錄產物為 mDNA，這時候量的「多少」並不是問題，反而穩定性才是問題，因此我這裡不討論表達量的問題。還有的朋友提到大小的問題，這是預先假定了 DNA 就是長的，RNA 就是短的，我這裡也不討論這一理由。

但是這些只是我們思考得到的一些理由而已，如果加上一些約束條件，讓生物再自己去進化，生命也可能創造出完全超出我們想像的其它可能性。即使不考慮那樣的情況，在我們現在所見到的生物體內，比較 DNA 和 RNA，上述各個理由如果仔細想想也總有些反例，這些也應該是在實驗室中應該嘗試去探索的東西。我下面還提供一些反例。

1、DNA 的催化功能，其實也有 Deoxyribozyme：Deoxyribozymes or DNA enzymes or catalytic DNA, or DNAzymes are DNA molecules that have the ability to perform a chemical reaction, such as catalytic action.

2、DNA 和 RNA 的穩定性。DNA 跟 RNA 的穩定性差異其實是泛泛而談的，不是任意一條 DNA 都比任意一條 RNA 都要穩定，RNA 也可以形成雙螺旋結構，如果發現某些小的 RNA 片段穩定性特彆強這也是不奇怪的。而且，有時候有的生物或許就需要這種不穩定性，例如逆轉錄病毒或者 RNA 病毒，不穩定性為他們帶來了更大的變異性，對他們來說，RNA 用於儲存遺傳信息反而更有利。

這個問的太籠統了。如果說把現在生物的所有RNA鏈換成DNA，所有的DNA鏈換成RNA肯定不行。但問題不是RNA是單鏈，不穩定，而是有些RNA功能需要 2『端羥基活性，這個DNA沒有。
雙鏈：RNA也可以配對成雙鏈。8年前我還在做PCR的時候就搞過兩條引物都加T7 promoter，PCR產物直接體外轉錄退火得到幾百bp的雙鏈RNA。要更長肯定也是可以的，如果針對dsRNA設計histone穩定結構就更沒問題了。
穩定性：通常說RNA穩定性差，其實主因是RNase A存在太廣泛了熱穩定性又好。皮膚上汗液中，特別是提質粒試劑盒中到處都是。如果把RNA放到完全沒有RNase的環境中，穩定性也沒有那麼差。
所以用RNA取代DNA作為信息載體這個肯定是可以的，生命最早期的形式就是純RNA，信息載體，結構，酶活，由RNA執行一切功能。

DNA有哪些功能呢？遺傳信息的存儲和調控，還能形成特定的結構。這些，RNA都能做到。
RNA的功能，轉錄，酶催化，編輯，DNA在單獨的時候，一般做不到。
所以功能上的互換很難做到。
但是有PNA這個東西，可以做一些小東西玩玩。

DNA是雙鏈，穩定。
RNA單鏈，不穩定。
再細化點，他們的核苷酸是不一樣的，化學性質有較大差異。

這不是今年bio2000的期末考試第一道題么？

目前大多數人認為二者是不能相互替代的，理由和上面很多人回答的一致，諸如化學性質存在巨大差異等等。

但我認為，生物界很少有物理定律式的結論，大多是基於大量事實總結出來的。比如當初克拉克提出中心法則，認為DNA→RNA→蛋白質，後來有人發現了逆轉錄酶，於是在中心法則里又加了一條RNA到DNA的箭頭。再比如有人認為密碼子表是生物界通用的，但後來有人做出了人工密碼子，把非標準氨基酸摻進了蛋白質。

所以我認為我們無法排除今後不會發現（或者在實驗室製造出）一個DNA和RNA功能相互替代的新生命的可能性。事實上，很多病毒使用RNA作為遺傳物質，而某些DNA分子被發現具有酶催化活性。大概兩年前（記不清了），有人製造了一種新的核酸——XNA，並證明了其具有作為遺傳物質的潛質。誰知道若干年之後我們不能製造出一個全新的人工生命體，其DNA和RNA的功能是完全相反的？

所以放開你的想像吧，少年。生命科學裡只有想不到，沒有不可能。

不可能，dna－&>rna－&>蛋白質
分子生物學的核心教條
rna出現的比dna不知道早了多少，n多年前就是rna-&>蛋白質是有道理的，道理太多，我就講幾個：
1. dna比rna穩定太多了，核糖體不好把雙鏈dna分開做蛋白質（所以dna適合遺傳，不適合做蛋白）
2. dna太大，你讓那麼一大灘做蛋白的玩意找一段段要變蛋白的序列多麻煩，rna小多了，好操作。
3. 還有這個核心教條只是個大綱，rna的作用還有很多，比如控制蛋白的表達，你直接把人家踢出局，人家rna怎麼控制什麼蛋白該表達，什麼不該表達，表達多少啊。
所以不可能。

RNA病毒就是以RNA為遺傳物質的。目前還未從自然界發現DNA直接指導蛋白質的合成，不過實驗室里好像做到了。

其實問題是在於，DNA作為穩定的遺傳物質不能輕易出核，因此需要RNA轉移到細胞質內進行翻譯。

原題問的是DNA和RNA的功能能否相互代替。DNA和RNA顯然具有不同的物理、化學性質，然而其具體的功能有哪些？

DNA
DNA最廣為人知的功能就是作為生物遺傳的物質基礎。這個功能RNA是可以完成的。自然界中有不少病毒的遺傳物質就是RNA，其中最出名的當屬艾滋病的病原體HIV病毒了。

RNA
RNA最廣為人知的功能就是作為指導蛋白質合成的模板。這項功能DNA是無法取代的。目前為止尚未發現DNA能夠直接指導蛋白質的合成。中心法則裡面DNA必須先被轉錄成RNA才能夠表達蛋白質。

RNA還可以作為酶催化體內很多生化反應。目前為止在活體內尚未發現具有酶催化功能的DNA。在體外倒是利用單鏈DNA人工合成出了具有催化功能的Deoxyribozyme。

RNA還可以直接參与調控蛋白質的翻譯。由siRNA、miRNA或者shRNA介導的RNA interference (RNAi)可以根據序列互補識別對應的目標mRNA，進而誘發目標mRNA的翻譯終止、甚至介導目標mRNA的降解。DNA並不具備該功能。

另外，近年來發現某些特殊的RNA可以形成Riboswitch，即mRNA能夠識別它指導合成的蛋白酶的生化反應（小分子）中間產物，從而改變構型進而終止該蛋白酶的翻譯，是一種簡單的表達調控機制。自然界中的DNA也不具備該功能（DNA的表達調控必須藉助蛋白來實現，無法僅依靠DNA自身實現）。

綜上，DNA的功能可以由RNA來實現，而RNA的許多功能是不能由DNA來實現的。這裡的「功能」，指的是DNA分子和RNA分子在生物體內的與生命活動相關的功能。

代替？

Rna 有很多種，tRNA,mRNA,rRNA等等，主要參與蛋白質的轉錄和翻譯

在某些病毒中RNA作為一遺傳物質，可行使DNA的作用。有的以RNA為遺傳物質的病毒不是一定要以轉錄回到DNA形式進行translation。他們可以通過利用宿主細胞複製酶合成另條RNA鏈，轉錄出MRNA在進行translation。

至於DNA直接翻譯出蛋白質，就像前樓提出的估計只在實驗室條件下可以出現。。

目前生命起源中關於DNA ,RNA ，蛋白質誰先起源的說法有三種，dna起源，RNA 起源（RNA 病毒，核酶發現後提出的），和蛋白質起源（朊病毒發現後提出）。之所以會有這三種生命起源論，原因就在於，DNA ，RNA ，蛋白質三者生理功能上在一定條件下可以相互替代。

病毒的rna可以代替dna的工作，但都需要逆轉錄成雙鏈dna才能往下複製。。所以說不可以