什么叫生物学,什么叫生物学父亲

首页 > 经验 > 作者:YD1662023-06-14 22:06:42

几乎所有的有机化合物是手性分子,分为L型与D型。

手性会强烈地影响分子功能!历史上出现过制药公司弄错手性,而导致1.2万个畸形婴儿的惊天大案。

有趣的是,生物体中手性分子高度均一,比如:几乎所有氨基酸都是L型,所有核糖和其它大多单糖都是D型。镜像的分子似乎并没有什么不同或优势,地球上的生命对于分子手性的偏好,完全是随机的吗?

非也。

2010年,科学家发现手性分子的能态与它的镜像分子相比,是存在微小的差异的。所以,手性的偏好,其实是建立在“宇称不守恒定律”(杨振宁、李政道1956)的基础上的——

什么叫生物学,什么叫生物学父亲(5)

生物大分子:强键与弱键的协奏曲

小分子通过聚合,形成了共价键(强键)骨架,同时也放大了不对称性,形成了具有特定方向的、高度有序的生物大分子。

单键和双键,是最常见的共价键。单键可以自由旋转,让分子柔韧;双键不能旋转,让分子刚性。

肽键”(连接氨基酸的键)比较特殊,它是具有部分双键性质的单键,因此蛋白质可以做到“刚柔并济”。

弱键主要包括三类:氢键、范德华力、疏水作用力。(后两项弱得都不敢在名字里带“键”字了)。

不要小看弱键,要知道,强键只是形成骨架而弱键形成“构象”(形状),正是特定的“形状互补”实现了准确的分子识别,避免随机性带来的错误。

什么叫生物学,什么叫生物学父亲(6)

生命是一个高度动态的过程,只有弱键能满足这种可逆性的需求。

结构与功能的关系:“因缘和合”

生物学的主要任务之一,就是“揭示生物大分子的结构及其与功能的关系”。

大分子具有高级结构,也就是“多级结构层次”,最高级结构决定了分子的功能。比如,我们把蛋白质的最高级结构(4级)破坏掉,其功能就丧失了。

最早人们以为,只要一级结构不变就可以自发地恢复高级结构;然而后来发现,该过程通常还需要一类称为“分子伴侣”的蛋白质来帮助才行。也就是说——

“一级结构”(内因) “分子伴侣”(外因)= 高级结构(结果)

从系统科学以及哲学的观点来看,这几乎是必然的——事情的发生一定是内因与外因的共同作用。

所谓内因为因外因为缘,因缘和合才能实现结果。

什么叫生物学,什么叫生物学父亲(7)

生物学常讲“结构决定功能”,更为严谨地讲,应该是“结构与环境共同决定功能”。

生命之书:信息的流动

生物学家的主要任务之二,就是“揭示信息在生命中的流动及其作用机制”。

生命是本书,这不仅仅是一个比喻——

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