 《生命的本質(zhì)》 DNA的性質(zhì)是，不間斷的復制自己，就好像是一個永動機，時刻都不間斷。這與其他有機物有區(qū)別。其他的有機物和無機物一旦化學反應完成，就生成了靜止的比較穩(wěn)定的有機物，在比較長的時間里就不再有什么化學反應了。死了。但是DNA是永不停止的，它的化學反應總是在進行中，反反復復。DNA這個永遠不停息的活動，就是生命。 正是DNA的這個自我復制的不間斷的活動，造成了一切生命現(xiàn)象，細胞，細菌，病毒，多細胞生物，都是這個DNA存在的各種形式。所有的生命，都是DNA的復制活動所推動。它就是生命的最終的活力。 自從有科學以來，人們就試圖解開生命起源之謎，可以說是集合了全球的智慧好幾百年的時間，生命依然還是一個謎。馬路邊上圖書館里到處都叫賣著叫做《生命起源》的科普讀物，也是說明人們對于這個問題的熱衷程度。但是迄今為止，沒有人知道，其實DNA的這個簡單的化學反應就是生命本身。  現(xiàn)代的分子生物學家，在考察DNA的時候，片面著眼于DNA的遺傳性質(zhì)，基因、密碼子，他們認為，DNA是一個龐大的數(shù)據(jù)庫，具有遺傳功能，而生命，是別的什么東西，DNA不過是為了給生命這個東西遺傳數(shù)據(jù)用的，總之DNA還不是生命本身。 原因也簡單，蛋白質(zhì)太復雜了，DNA也太復雜了，有機物就夠復雜的，而細胞、病毒、生物體，都是生物學家沒有能力理解的東西。在如此復雜的學科體系面前，他們茫然而不知所措。 DNA不過就是一個分子而已，它自己的復制，也不過是分子級別的小小的旋風，卻席卷了浩瀚的宇宙，整個宇宙都變成了生命的世界。 說到底，就是DNA要復制自己，需要自己的化工原料，從而有了給它合成原料的蛋白質(zhì)和細胞，并就此發(fā)展出多細胞生命體，都是為了給DNA提供持續(xù)不斷的原料——核糖核苷酸。人類，就是為了這個小小的目的而誕生的一種多細胞動物。是作為DNA的一個機器存在的。 在人類幾千年的歷史中，知道有DNA這個東西也不過百年來的事情，知道我們是為了DNA而存在也不過是剛剛，世界上大多數(shù)人還依然不知道。每一個人都被蒙在鼓里，不知道自己是為了什么也不知道整個人類是為了什么。 人類DNA上，大約有100萬個基因，真正有用的基因約10萬個。而所有這100萬個基因也就相當于約１.５億個核苷酸，不過是人類DNA上核苷酸總數(shù)的8％。其余90％的DNA被稱作垃圾DNA。 《DNA》 核苷酸與氨基酸相似，也是一個碳碳長鏈上懸掛了一個堿基和一個酸基，與氨基酸一樣，由酸堿中和而形成很長的鏈條，并可以折疊。只是比氨基酸復雜一些，功能有所不同。這個長鏈叫做DNA。  其中，核苷酸上面的堿基是一個含氮雜環(huán)。酸基是磷酸分子。碳碳骨架是五個碳的糖。如圖。  由氨基酸連接成的蛋白質(zhì)，功能就是“酶”，是合成和分解有機物的工廠。 由核苷酸連接而來的DNA，有一個基本的化學屬性，就是復制自己。這個屬性其實就是通常的酸堿中和反應。根本就沒有一點神秘可言。DNA片段一刻也不停留的進行著的化學反應，就是生命。 《氨基酸》 氨基酸這個東西很有意思，它是一個碳碳長鏈上面，有一個酸性基團（-COOH），有一個堿性的基團（HN-）。  這個長鏈就是一個骨架，有機物的碳碳長鏈作為骨架，上面會鏈接上很多具有特殊性質(zhì)的東西（官能團），比如咱們現(xiàn)在講述的氨基酸，在這個骨架上，一邊是酸，一邊是堿。 如果是無機物，酸堿中和就是了，沒什么神奇的地方，可是這里氨基酸上面的酸和堿不能中和，因為它們被那個骨架隔離著，神奇的地方就在這里。 于是氨基酸不能自己跟自己中和，只能跟別的氨基酸中和，中和了酸還有堿，中和了堿還有酸，于是就無窮無盡的中和下去，一直到形成很長很長的鏈，由很多氨基酸鏈接在一起的一個長鏈，這個長鏈可能會有成千上萬的氨基酸聯(lián)合在一起——這就是蛋白質(zhì)?；瘜W家把這條鏈叫做肽鏈，是一種不理解生命的神秘的說法，不如這里用酸堿中和講解來的簡潔。  《蛋白質(zhì)》 蛋白質(zhì)可以有幾十萬個氨基酸組成。水是兩個氫一個氧三個原子組成，這里，一個通常的無機物大約有7個原子的樣，例如NaOH有3個原子。氨基酸大約有12個原子左右。 蛋白質(zhì)會有成千上萬的氨基酸組成。如果一個普通的有機物分子是小米粒兒大小，蛋白質(zhì)就有乒乓球大小。所以兩者是不能有化學反應的，倒是把有機物分子看成是蛋白質(zhì)的食物比較貼切。  蛋白質(zhì)的功能之一，是可以分解、合成簡單的有機物，是分解合成有機物的酶。蛋白酶。 蛋白質(zhì)的功能之二，是通過絡合金屬離子、變性，成為具有特殊功能的基本粒子，作為肌體的構(gòu)筑材料。如骨骼、紅血球、白血球、神經(jīng)元、肌肉纖維、眼睛的水晶體、毛發(fā)指甲等。 蛋白質(zhì)的功能之三，是催化酶。針對DNA和RNA的酶，例如剪切酶、連接酶、轉(zhuǎn)錄酶、激素、分泌物等。 蛋白質(zhì)如果是乒乓球大小，一般RNA跟它大小相當。但是DNA卻比蛋白質(zhì)大的多。DNA由至少2億個堿基對組成，粗略計算下，相當于直徑1米的球體，比床頭柜要大。所以在這里不能談論互相之間的化學反應，而且蛋白質(zhì)和DNA都已經(jīng)不是通常意義上的化學分子。 蛋白質(zhì)的功能之四，就是分化出一種特殊的蛋白質(zhì)，使細胞本身演化出特殊的功能。典型的就是神經(jīng)元細胞、肌肉細胞、骨骼細胞等。 《蛋白質(zhì)的神奇功能》 普通有機物如果小米粒那么大，蛋白質(zhì)就有乒乓球那么大。對于水分子和通常有機物分子來說，蛋白質(zhì)已經(jīng)不可以再叫做分子，DNA比蛋白質(zhì)還大。蛋白質(zhì)大分子就好像一個大的工廠，什么水呀，無機物呀，氨基酸呀，糖還有油脂呀，可以在它的車間里穿梭來往，進進出出，進去的時候是一個樣，出來的時候就變了。 所以在這里，不能再認為有機物分子跟蛋白質(zhì)還是在進行化學反應。有機化學主流教材里講述化學反應原理都不能解釋蛋白質(zhì)的化學行為。 關鍵是這里的尺寸有了不同，在這樣一個化學鍵都成了很長的東西的地方，水都不可以看作是質(zhì)點的地方，我們只好把我們自己的眼神縮小幾十萬倍，來看看在微觀世界里這些原子之間是怎么相互作用的，那絕對不是化學反應能夠表達出來的。 可惜，迄今為止還不存在能夠看到化學鍵的顯微鏡，這樣一個微觀世界要在我們眼前成像還不可能。而我們這里確實只能把蛋白質(zhì)看成是一個工廠，而不能使用“酶”或者“分子”這樣的概念來理解。 這可不是一般化學原理可以敘述的東西，沒有顯微鏡親自的進去看一看，你是真的什么也不知道。 蛋白質(zhì)的基本功能，是由于它在折疊之后，具有了工廠一樣的神奇的功能，這個神奇功能的由來大致的描述如下。 通常一個分子大約幾個原子，化學鍵的長度大約是0.1納米。而蛋白質(zhì)折疊之后會折疊出很多0.5納米的孔隙，通常分子一旦進入這樣的孔隙當中，化學鍵之間的距離很短，就會發(fā)生電的相互作用，這不是通?；瘜W可以理解的東西，這是微觀世界，是化學鍵與化學鍵之間的力學，完完全全不能用無機化學和有機化學的理論去解釋，蛋白質(zhì)就好像搭建了很多個房子，房子里各個角落的原子具有電的吸引力，而通常分子或者有機分子來到這個房間里，發(fā)生了力學的效應，導致進入房間里的分子被催化或者被活化，發(fā)生了在外面不能發(fā)生的化學反應。這就是蛋白質(zhì)最普遍的功能——活化酶。例如各種各樣的蛋白酶，其實蛋白質(zhì)都是酶，叫做工廠更加合適。 上面就是蛋白質(zhì)的基本功能。蛋白質(zhì)由于其氨基酸的排列順序不同，而具有不同的空間結(jié)構(gòu)，從而具有不同的化學（生物）屬性，有的可以合成有機物，有的可以分解有機物，有的可以進行光合作用，有的可以具有催化酶作用，有的可以絡合金屬離子等?？傊?，蛋白質(zhì)可以具有任何性質(zhì)，它是生命世界里的最基本的物質(zhì)。 細胞的分化，就是細胞里面合成某種特殊功能的蛋白質(zhì)，由細胞把蛋白質(zhì)攜帶到固定的地方構(gòu)成人體或發(fā)揮生命功能。例如骨骼細胞鈣化，這個細胞所攜帶的蛋白質(zhì)，是構(gòu)成人體的基本單元。不是某種有機物和無機物，這里尺寸是非常不同的。 《蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)的秘密》 蛋白質(zhì)經(jīng)過折疊以后，具有了神奇的功能。也就是，經(jīng)過折疊的蛋白質(zhì)，因為空間結(jié)構(gòu)的關系，上面的幾個原子，會作為一個功能單元，共同對其他有機物發(fā)生作用。這是折疊產(chǎn)生的特異的空間結(jié)構(gòu)。也就是說，蛋白質(zhì)與其他有機物發(fā)生作用的時候，不是形成單一的化學鍵，不是單一的原子與其他有機物反應，而是幾個原子構(gòu)成單元，與其他有機物作用。典型的就是密碼子。密碼子都是由幾個原子共同聯(lián)合構(gòu)成的。 經(jīng)過折疊的蛋白質(zhì)，表面會有切割其他有機物的點位，由幾個原子構(gòu)成，這樣的點位，可以活化有機物，可以合成和分解有機物，也可以切割DNA、RNA、蛋白質(zhì)等大分子，起到剪切酶、連接酶等作用。在身體內(nèi)部，細胞外部，還可以剪切大的有機物，起到消化分解食物的作用，這就是人類身體里面的各種蛋白酶。 總之，經(jīng)過折疊的蛋白質(zhì)，具有活化有機物的特殊點位，也就有幾個可以跟DNA、RNA互相匹配的密碼部位，這樣它就可以在密碼點位匹配的情形下，進行DNA和RNA的剪切和合成。 密碼匹配與活化酶，是蛋白質(zhì)的兩大類功能團，都是由多個原子共同組成。跟通常的有機物不一樣。類似于密碼子。 蛋白質(zhì)以及ＤＮＡ，ＲＮＡ，這些生物大分子的最基本的特種，就是由幾個臨近的原子組合成為密碼匹配的點位。 蛋白質(zhì)僅僅具有密碼部位，ＲＮＡ和ＤＮＡ就已經(jīng)都是密碼子。這些密碼子之間的結(jié)合，不是化學，是配位。類似于積木的配位。  本文的今日頭條總目錄和地址鏈接: 《太陽里面有秘密》 《揭開有機物起源之謎》 【《宇宙的秘密全部揭開（五）》 - 今日頭條】https://m.toutiao.com/is/JCDQJEJ/ 《太陽的中子衰變起源說》 【《宇宙的秘密全部揭開（六）—恒星的起源》 - 今日頭條】https://m.toutiao.com/is/JCDs5Pq/ 《人類未來的進化》 【《宇宙的秘密全部揭開（七）－－人類與未來》 - 今日頭條】https://m.toutiao.com/is/JCDqQMg/ 《有機物的本質(zhì)》 【《宇宙的秘密全部揭開（八）－－有機物的本質(zhì)》 - 今日頭條】https://m.toutiao.com/is/JCDw1ff/ 內(nèi)容都在頭條個人主頁: 【推薦《宇宙大爆炸的秘密》的主頁 - 今日頭條】https://m.toutiao.com/is/JCPFE3w/ |
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