「你是誰？」
「你從哪裏來？」
「你要到哪裏去?」
這幾個小區保安幾乎每天都在問的人生終極問題，要說起來，這個復雜得真是讓人暈眩。
為了搞清楚這些問題，我們還是不得不先從我們人體最重要的細胞說起。
我們的身體是由許許多多的細胞組成，這個應該沒有人反對吧?
我們人類身體上的細胞數，據估算至少超過了100萬億個。
細胞這個概念最早是牛頓的死對頭——英國科學家虎克提出。
他在顯微鏡下觀察到，軟木塞裏有一個個長得像蜂窩一樣的微小結構，於是他就把這個結構叫做細胞(其實他當時看到的只是死掉的細胞壁)。
細胞:組成生命的基本單位。
細胞的出現，可以說是地球生命演化過程中的一次巨大飛躍。
革命導師恩格斯曾把細胞學說看作是19世紀最重要的三個科學發現之一，和自然選擇還有能量守恒定律並列。
其實，每一個真核細胞無非是由細胞膜、細胞質和細包核三部份組成。
一層薄薄的細胞膜，裏面裹著蛋白質、葡萄糖、脂肪、微量無素等物質，而細胞核裏主要就是染色體(DNA)和RNA,細胞核外還有一個重要的成份粒線體。
細胞把構成我們的物質、能量和復制(基因)包裹在一起，只有在這樣一個穩固的空間裏，它們才能更好的相互協作發揮作用。
這層薄薄的細胞膜還可以用來形成細胞內外的離子濃度差，用來驅動ATP合成酶制造能量分子。
於是這個看上去小小的工廠，就這樣開始創造出了各種各樣的生命奇跡。
我們一切的生物性狀都是由細胞中的蛋白質決定的，你的頭發是黑是白，皮膚是光滑還是粗糙，你是高個子還是矮個子都是由蛋白質決定的。
蛋白質則是由安基酸轉化而來，每20種安基酸組成一個蛋白質，而一個安基酸則由3個堿基對構成。
說到堿基對，大家都已經知道，這個與我們的DNA(去氧核糖核酸)有關。
我們的 DNA是在細胞核裏兩條長長的鏈條，這個鏈條也叫染色體(當時科學家們還不清楚是什麽，就把看到能明顯染上顏色這地方叫染色體)。
我們身體裏共有23對染色體，一對是兩條，一條是你爸留給你的，一條是你媽留給你的。
那麽DNA是什麽?
DNA是基因的一個載體，它是一個雙螺旋的結構，就象一個梯子順著母指向上握緊挙頭的方向向上旋轉。
這個「梯子」的兩個邊分別載有4個堿基，分別是腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(T)、胸腺嘧啶(G)和胞嘧啶(C)。
(後面只需記得A，T，G，C就可)。
「梯子」的每一級台階就是A和T,C和G固定配對的堿基對。
這4個堿基在鏈條的兩邊是兩兩相配的，不管怎麽排例都是A對T，C對G。
假如左邊是AACC則右邊對應的就是TTGG。
由A、T、G、C這4個堿基編碼而成的一個個片段就是我們的基因。
我們人類的基因大約也就21000到35000個。
我們生命這本復雜的書就是由這4個簡單的密碼編寫而成。
當DNA接到生化反應的命令就會先把堿基轉錄為RNA,RNA的結構和DNA幾乎一樣，只是DNA中的堿基T轉錄成RNA時會變為U(尿嘧啶)。
為什麽DNA不直接參與合成細胞核外的蛋白質，而要一個中介人RNA?
這說起來比較復雜，主要原因是DNA比較穩定，它的作用也決定了它必須穩定，所以不得不請了一個比較活潑的代理人RNA?
RNA不僅可以蓄薦資訊並且能自我催化生成新的資訊，它除了能從DNA那裏轉錄遺傳資訊，還能像蛋白質一樣推動生物化學反應。
RNA也能自如的從細胞核轉到細胞質，從而把堿基轉譯成安基酸然後合成蛋白質，蛋白質最終的功能就決定了我們生物的所有表狀。
DNA的雙螺旋結構是個非常簡潔又精妙的結構，它們需要復制時，就像撕開拉鏈一樣，分開兩條，兩邊分別和另一個DNA的兩條邊組合成新的DNA。
新的DNA 和舊的DNA都各自保留一條原來的堿基。
這個也叫做「半保留復制」。
DNA的這個雙螺旋結構是在1953年由科學家沃森和克瑞克發現的。
不得不說，DNA雙螺旋結構的發現，是現代科學發展的重要裏程碑。
雙螺旋是一種優美的結構，但它的訊息卻非常平凡：生命不過就是一種化學作用。
這個發現也讓沃森和克瑞克獲得了諾貝爾獎。
上面我們說了細胞中重要的物質--蛋白質和遺傳物質DNA,現在我們再來說說給我們提供能量的葡萄糖。
給予生命活力: 葡萄糖與ATP。
葡萄糖在細胞中起著儲備能量和供給能量兩大作用。
像電池存放電能一樣, 葡萄糖也以高能鍵束縛著大量化學能量, 它可以在需要時迅速釋放出來, 使我們保持生命活力。
但如果將高能鍵全部釋放, 則會產生大量熱量, 甚至使機體產生危險, 此時就需要分解酶來控制並逐漸釋放其化學能。
如果沒有葡萄糖及其代謝產物, 我們每天吸收的能量就必須當天消耗, 如果有一天不能吃飯, 就會使身體無法正常運轉, 甚至導致死亡。
因此, 葡萄糖在機體內部擔當著非常重要且長期儲備能量供應需求, 以及對能量進行精確調控等作用。
那麽, 我們如何才能將儲存於肝臟和肌肉中大量積累起來的多余糖原轉變為血液中流動可用於各器官和組織之處?
這就需要ATP去完成。
ATP(三磷酸腺苷)可以被認為是機體內部「貨幣」, 它可以將多余儲存下來且不易轉化為血液中流動狀態糖原轉變為血液中可用糖原。
ATP分子具有三個磷酸根, 當其與水合並反應時, 就會釋放出大量化學能, 並將第三個磷酸根釋放出來轉變為ADP(二磷酸腺苷)。
ATP可在人體內部迴圈使用, 它可將多余糖原轉變為血液中可用糖原, 並在必要時釋放出化學能量供給身體各器官和組織。
ATP以其特殊結構及功能, 極大地提高了人體內部代謝過程中能量傳遞效率, 使得我們擁有源源不斷且精確調節好處。
然而, 要想讓ATP發揮作用, 還需要透過ATP合成酶來幫助其進行水合反應。
如果沒有ATP合成酶參與其中, ATP無法被形成, 而無法形成ATP, 我們機體內部就無法進行有效能量傳遞和調節。
ATP合成酶可將人體內部產生過程中所需要用到氫離子帶入ATP分子內部, 從而使得三磷酸根與水結合反應形成ADP及釋放化學能。
而氫離子則需要透過水解反應或其他生物化學反應產生。
ATP和ADP由於具有特殊結構及功能, 在人類生活中具有重要作用。
隨著科學技術以及人們對生命本質認識不斷深入, 人們對於ATP合成酶內部結構及其工作原理也有了更深入地理解。
ATP合成酶: 生命物質創造者。
我們都知道ATP(三磷酸腺苷)可以被認為機體內部「貨幣」, 它可以將多余儲存下來且不易轉化為血液中流動狀態糖原轉變為血液中可用糖原。
那麽它又是如何產生呢?
它需要透過ATP合成酶將三個磷酸根與水結合反應形成ADP及釋放化學能。
而氫離子則需要透過水解反應或其他生物化學反應產生。
但究竟ATP合成酶內部機理如何呢?
它又如何保證在特定條件下完成ATP與ADP之間迅速轉換?
關於這些問題, 科學家們進行了長期探索和研究。
直到約翰·沃克利用X射線繞射技術揭示出了ATP合成酶內部結構圖譜後, 我們才逐漸揭開了ATP合成酶工作原理之謎。
沃克利發現: ATP合成酶由多個亞單位組合而成, 並形成特殊結構。
其中β亞單位包含三個功能區域: αβ界面、βTP位點和βDP位點。
αβ界面上存在著特定胺基酸殘基Arginine-372(R-372), 它與βTP位點間存在離子鍵交互作用。
而βTP位點內部含有一個特殊殘基Threonine-88(T-88), 它可以透過共價鍵與ADP結合。
βDP位點內部還含有 Lysine-155(K-155) 和 Serine-154(S-154) 兩個特殿殘基。
當氫離子透過水解反應或其他生物化學反應產生時, 致使R-372與T-88離子鍵交互作用增強。
如果K-155與S-154殿殘基被某些分子或離子所修飾, 則可促進T-88與ADP共價鍵形成。
從而使得氫離子透過水解反應或其他生物化學反應產生時, 致使R-372與T-88離子鍵交互作用增強。
如果K-155與S-154殿殘基被某些分子或離子所修飾, 則可促進T-88與ADP共價鍵形成。
從而使得ADP進一步與Pi(無機磷酸鹽)結合形成ADP+Pi並釋放出化學能。
從而使得ADP進一步與Pi(無機磷酸鹽)結合形成ADP+Pi並釋放出化學能。
整個過程中需要大量氫離子參與其中, 且氫離子透過水解反應或其他生物化學反應產生。
整個過程中需要大量氫離子參與其中, 且氫離子透過水解反應或其他生物化學反應產生。
當氫離子參與完整過程後, 會使得K-155和S-154殿殘基再次恢復原態。
從而使得R-372與T-88離子鍵交互作用減弱或消失。
當R-372與T-88離子鍵交互作用減弱或消失後, βTP位點無法再與ADP交互作用; 同時K-155和S-154殿殘基恢復原態也意味著無法促進T-88再次與ADP共價鍵結合。
從而使得R-372與T-88離子鍵交互作用減弱或消失。
當R-372與T-88離子鍵交互作用減弱或消失後, βTP位點無法再與ADP交互作用; 同時K-155和S-154殿殘基恢復原態也意味著無法促進T-88再次與ADP共價鍵結合。
整個過程中氫離子起到了調控機制作用, 在特定條件下完成了ADP及Pi之間迅速轉換為ADP+Pi並釋放出大量化學能。
小編覺得
正如ATP合成酶在特定條件下才完成高效率工作一樣, 生命
