19世纪初，核酸首次被发现^th但它们的组成、生物学作用和功能直到20世纪20年代才被科学家们所了解^th世纪。1953年，沃森和克里克发现了DNA的双螺旋结构，为生物学和进化的功能提供了一个简单的解释。爱博网投领导者地球上所有的生物都把信息储存在DNA中，DNA是由两条聚合物链组成的，就像一条铜链一样相互缠绕，每条链都是另一条链的互补体。当两条链被分开时，在任何一个模板上复制补体都会产生两个原始模板的副本。DNA聚合物本身是由一系列“字母”组成的，这些碱基是腺嘌呤(a)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)。生物体已经进化出了一些方法，以确保在DNA复制过程中，几乎总是复制出合适的字母序列。碱基序列被蛋白质复制成RNA，然后被读取成蛋白质序列。然后，蛋白质本身使精细的化学过程成为仙境，使生命成为可能。

在DNA复制过程中偶尔会发生小的错误，其他错误有时是由环境诱变剂引入的。这些微小的错误是自然选择的素材:其中一些错误导致了产生更适合有机体的序列，尽管大多数影响很小，许多甚至被证明是致命的。新序列使宿主更好地生存的能力是“棘轮”，它使生物学几乎神奇地适应环境提供的不断变化的挑战。爱博网投领导者这就是我们周围生物形态千变万化的根本原因，从不起眼的细菌到老虎，存储在核酸中的信息允许生物学中的“记忆”。爱博网投领导者但是DNA和RNA是存储这些信息的唯一方式吗?或者它们只是经过数百万年的进化修修补补才发现的最好方式?

“生物学中有两种核酸，可能有20或30种有效的核酸结合核酸类似物。爱博网投领导者我们想知道是否还能找到一个，甚至是一百万个。答案是，似乎比预期的要多得多，”ELSI的吉姆·克利夫斯教授说。

虽然生物学家不认为它们是有机体，但病毒也使用核酸来存储它们的遗传信息，尽管有些病毒使用DNA的轻微变体RNA作为它们的分子存储系统。RNA与DNA的不同之处在于存在一个单原子取代，但总的来说，RNA的分子规则与DNA非常相似。值得注意的是，在地球上种类繁多的生物中，这两种分子基本上是生物唯一使用的分子。爱博网投领导者

生物学家和化学家长期以来一直想知道为什么会这样。只有这些分子能完成这个功能吗?如果不是，它们是不是最好的，也就是说，其他分子可以扮演这个角色，也许生物学在进化过程中尝试过它们?爱博网投领导者

长期以来，核酸在生物学中的核心重要性也使其成为化学家的药物靶点。爱博网投领导者如果一种药物能够抑制有机体或病毒将其传染性知识传给后代的能力，它就有效地杀死了有机体或病毒。搞乱生物体或病毒的遗传是杀死它的好方法。幸运的是，对于化学家和我们所有人来说，每个生物体中管理核酸复制的细胞机制都略有不同，而在病毒中通常是非常不同的。

具有大基因组的生物体，如人类，在复制遗传信息时需要非常小心，因此在复制核酸时非常有选择性地避免使用错误的前体。相反，通常具有更小基因组的病毒，更能容忍使用相似但略有不同的分子来复制自己。这意味着，与核酸的组成部分类似的化学物质，即核苷酸，有时会比另一种生物更严重地损害一种生物的生物化学。目前使用的大多数重要抗病毒药物都是核苷酸(或核苷，通过去除磷酸基团而在分子上有所不同)类似物，包括用于治疗艾滋病毒、疱疹和病毒性肝炎的药物。许多重要的抗癌药物也是核苷酸或核苷类似物，因为癌细胞有时会发生突变，使它们以不寻常的方式复制核酸。

“试图理解遗传的本质，以及它是如何体现的，这是人们能做的最基础的研究，但它也有一些非常重要的实际应用，”合著者克里斯·布奇(Chris Butch)说，他曾在ELSI工作，现在是南京大学的教授。

由于大多数科学家认为生物学的基础是可遗传的信息，没有这些信息自然选择是不可能的，研究生爱博网投领导者命起源的进化科学家也把重点放在从简单的化学物质中制造DNA或RNA的方法上，这些化学物质可能在原始地球上自发产生。一旦核酸存在，生命起源和早期进化中的许多问题就会变得有意义。大多数科学家认为，RNA先于DNA进化，由于微妙的化学原因，DNA比RNA稳定得多，DNA成为了生命的硬盘。然而，20世纪60年代的研究很快将理论起源领域分裂为两派:一派认为RNA是生物学起源问题的简单“奥卡姆剃刀”答案，另一派认为RNA的非生物合成盔甲中有许多曲折。爱博网投领导者RNA仍然是一种复杂的分子，在它出现之前，结构上更简单的分子有可能取代它的位置。

合著者、埃默里大学的化学家杰伊·古德温博士说:“考虑到基于这些类似核苷的替代遗传系统的潜力，这真的令人兴奋——这些遗传系统可能在不同的环境中出现和进化，甚至可能在我们太阳系的其他行星或卫星上。”这些替代的遗传系统可能会将我们对生物学‘中心法则’的概念扩展到新的进化方向，以应对地球上日益严峻的环境挑战。”爱博网投领导者

检验所有这些基本问题，哪个分子先出现，RNA和DNA的独特之处是什么，通过在实验室里制造分子来一次性解决，是很困难的。另一方面，在制造分子之前进行计算可能会为化学家节省大量时间。“我们对这个计算的结果感到惊讶，”合著者Markus Meringer博士说，“要先验地估计有超过一百万个核酸支架是非常困难的。现在我们知道了，我们可以开始研究在实验室测试其中的一些。”

“通过使用现代计算技术，我们在寻找DNA和RNA的替代分子来存储遗传信息时，可能会偶然发现新的药物，这绝对是令人着迷的。正是像这样的跨学科研究使科学具有挑战性、有趣而又有影响力，”同样来自埃默里大学的合著者彼得·伯格博士说。