概要
想要了解人体、人体免疫系统以及从流感到癌症等各种疾病,我们必须对细胞这一人体的基本组成单位有些了解。那么细胞究竟是什么,它又是怎样发挥功能的呢?
●认识细胞
细胞是生命的最小单元,当然也就可以看作是有生命的。“生命”的定义本身很宽泛、很复杂也很烧脑。看到生命,我们很容易识别出来,但定义它就很难。通常来说,我们认为生命应该具备这样几种属性:它活着时,能够独立于周围环境;有新陈代谢过程,即从环境中吸收营养并从内部排出废物;对刺激有反应;能够成长、繁殖。人体几乎都是细胞,肌肉、器官、皮肤、头发等都由细胞构成,血液里也充满了各种细胞。细胞很微小,它们没有意识,没有感情,没有目标,没有自由意志,也没有主动决策。简而言之,细胞就像生物机器人,完全受更小的细胞构成部件所引导的生化反应驱动。
●细胞的组成
细胞的“器官”叫“细胞器”。比如细胞核,它是细胞的信息中心,是相对大型的结构,有自己的戍边屏障,核内居住着遗传物质DNA。还比如线粒体,它是细胞的能量工厂,能将养分和氧气转化为维持细胞运转的化学能。细胞内还有专门的转运网络、打包中心、消化和回收部门以及组装中心。书里常常把细胞画成一个空袋子,里面装着上述细胞器,这是在传递错
误的印象;其实细胞内部拥挤喧闹,复杂繁忙——不妨看一眼你现在所处的房间。
一个人体细胞内,有几千万个分子。其中一半是水分子,相当于上述房间中的沙子;以分子尺度看,水不再是液体,而变得像蜂蜜一样黏稠,它们使细胞内部有了一定黏稠度,好像软果胶一样,其他分子可以在里面自由移动。另一半主要是千百万的蛋白质。细胞功能和任务不同,含有的蛋白质也不同,种类有1千到1万种,因此细胞主要是蛋白质构成和填充的。
蛋白质不仅仅是肌肉的必要部分,它更是所有地球生物最基本的有机构件和工具。它们种类丰富,用途广泛,从信号传递,到合成细胞壁及简单结构,再到形成复杂细胞器,细胞的所有活动都离不开它们。
蛋白质是由氨基酸链形成的。氨基酸这种微型有机构件有20种,把它们以无论什么顺序连成一串,就能得到蛋白质。这一原理能让生命构建出超级多不同种类的蛋白质。举例来说,从20种氨基酸中选10种组成氨基酸链,形成简单的蛋白质,就有10.24万亿种组合。所谓的生命编码基本上就是构建蛋白质的指导手册。
●细胞如何将DNA信息转录进蛋白质?
第一步,特殊的蛋白质读取DNA串上的信息,将其转录进“信使核糖核酸”(mRNA)这种特殊分子中。基本上,DNA就是用这种语言来传达指令的。
第二步,mRNA分子被从细胞核运出,运到另一种细胞器,即蛋白质组装工厂“核糖体”那里。在这里,mRNA分子上的信息被读取并翻译,形成按指令组装的氨基酸链,细胞就这样基于DNA制造出了蛋白质。
所以,DNA基本就是一束编码(其中有些片段叫“基因”),是细胞工厂的蛋白质构建与调控手册。这一切都会体现为“你之为你”的个人特征:身高、瞳色、直发还是卷发、对某些病症的易感性,等等。DNA并不是直接命令人“长出卷发”,而是命令细胞“合成相应的蛋白质”。简单来说,所有的个人特征都是以这种方式展现出来的。
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