概要
想要了解人體、人體免疫系統以及從流感到癌癥等各種疾病,我們必須對細胞這一人體的基本組成單位有些了解。那么細胞究竟是什么,它又是怎樣發揮功能的呢?
●認識細胞
細胞是生命的最小單元,當然也就可以看作是有生命的。“生命”的定義本身很寬泛、很復雜也很燒腦。看到生命,我們很容易識別出來,但定義它就很難。通常來說,我們認為生命應該具備這樣幾種屬性:它活著時,能夠獨立于周圍環境;有新陳代謝過程,即從環境中吸收營養并從內部排出廢物;對刺激有反應;能夠成長、繁殖。人體幾乎都是細胞,肌肉、器官、皮膚、頭發等都由細胞構成,血液里也充滿了各種細胞。細胞很微小,它們沒有意識,沒有感情,沒有目標,沒有自由意志,也沒有主動決策。簡而言之,細胞就像生物機器人,完全受更小的細胞構成部件所引導的生化反應驅動。
●細胞的組成
細胞的“器官”叫“細胞器”。比如細胞核,它是細胞的信息中心,是相對大型的結構,有自己的戍邊屏障,核內居住著遺傳物質DNA。還比如線粒體,它是細胞的能量工廠,能將養分和氧氣轉化為維持細胞運轉的化學能。細胞內還有專門的轉運網絡、打包中心、消化和回收部門以及組裝中心。書里常常把細胞畫成一個空袋子,里面裝著上述細胞器,這是在傳遞錯
誤的印象;其實細胞內部擁擠喧鬧,復雜繁忙——不妨看一眼你現在所處的房間。
一個人體細胞內,有幾千萬個分子。其中一半是水分子,相當于上述房間中的沙子;以分子尺度看,水不再是液體,而變得像蜂蜜一樣黏稠,它們使細胞內部有了一定黏稠度,好像軟果膠一樣,其他分子可以在里面自由移動。另一半主要是千百萬的蛋白質。細胞功能和任務不同,含有的蛋白質也不同,種類有1千到1萬種,因此細胞主要是蛋白質構成和填充的。
蛋白質不僅僅是肌肉的必要部分,它更是所有地球生物最基本的有機構件和工具。它們種類豐富,用途廣泛,從信號傳遞,到合成細胞壁及簡單結構,再到形成復雜細胞器,細胞的所有活動都離不開它們。
蛋白質是由氨基酸鏈形成的。氨基酸這種微型有機構件有20種,把它們以無論什么順序連成一串,就能得到蛋白質。這一原理能讓生命構建出超級多不同種類的蛋白質。舉例來說,從20種氨基酸中選10種組成氨基酸鏈,形成簡單的蛋白質,就有10.24萬億種組合。所謂的生命編碼基本上就是構建蛋白質的指導手冊。
●細胞如何將DNA信息轉錄進蛋白質??
第一步,特殊的蛋白質讀取DNA串上的信息,將其轉錄進“信使核糖核酸”(mRNA)這種特殊分子中?;旧?,DNA就是用這種語言來傳達指令的。
第二步,mRNA分子被從細胞核運出,運到另一種細胞器,即蛋白質組裝工廠“核糖體”那里。在這里,mRNA分子上的信息被讀取并翻譯,形成按指令組裝的氨基酸鏈,細胞就這樣基于DNA制造出了蛋白質。
所以,DNA基本就是一束編碼(其中有些片段叫“基因”),是細胞工廠的蛋白質構建與調控手冊。這一切都會體現為“你之為你”的個人特征:身高、瞳色、直發還是卷發、對某些病癥的易感性,等等。DNA并不是直接命令人“長出卷發”,而是命令細胞“合成相應的蛋白質”。簡單來說,所有的個人特征都是以這種方式展現出來的。
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