「你是谁？」
「你从哪里来？」
「你要到哪里去?」
这几个小区保安几乎每天都在问的人生终极问题，要说起来，这个复杂得真是让人晕眩。
为了搞清楚这些问题，我们还是不得不先从我们人体最重要的细胞说起。
我们的身体是由许许多多的细胞组成，这个应该没有人反对吧?
我们人类身体上的细胞数，据估算至少超过了100万亿个。
细胞这个概念最早是牛顿的死对头——英国科学家胡克提出。
他在显微镜下观察到，软木塞里有一个个长得像蜂窝一样的微小结构，于是他就把这个结构叫做细胞(其实他当时看到的只是死掉的细胞壁)。
细胞:组成生命的基本单位。
细胞的出现，可以说是地球生命演化过程中的一次巨大飞跃。
革命导师恩格斯曾把细胞学说看作是19世纪最重要的三个科学发现之一，和自然选择还有能量守恒定律并列。
其实，每一个真核细胞无非是由细胞膜、细胞质和细包核三部分组成。
一层薄薄的细胞膜，里面裹着蛋白质、葡萄糖、脂肪、微量无素等物质，而细胞核里主要就是染色体(DNA)和RNA,细胞核外还有一个重要的成份线粒体。
细胞把构成我们的物质、能量和复制(基因)包裹在一起，只有在这样一个稳固的空间里，它们才能更好的相互协作发挥作用。
这层薄薄的细胞膜还可以用来形成细胞内外的离子浓度差，用来驱动ATP合成酶制造能量分子。
于是这个看上去小小的工厂，就这样开始创造出了各种各样的生命奇迹。
我们一切的生物性状都是由细胞中的蛋白质决定的，你的头发是黑是白，皮肤是光滑还是粗糙，你是高个子还是矮个子都是由蛋白质决定的。
蛋白质则是由安基酸转化而来，每20种安基酸组成一个蛋白质，而一个安基酸则由3个碱基对构成。
说到碱基对，大家都已经知道，这个与我们的DNA(脱氧核糖核酸)有关。
我们的 DNA是在细胞核里两条长长的链条，这个链条也叫染色体(当时科学家们还不清楚是什么，就把看到能明显染上颜色这地方叫染色体)。
我们身体里共有23对染色体，一对是两条，一条是你爸留给你的，一条是你妈留给你的。
那么DNA是什么?
DNA是基因的一个载体，它是一个双螺旋的结构，就象一个梯子顺着母指向上握紧挙头的方向向上旋转。
这个「梯子」的两个边分别载有4个碱基，分别是腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(T)、胸腺嘧啶(G)和胞嘧啶(C)。
(后面只需记得A，T，G，C就可)。
「梯子」的每一级台阶就是A和T,C和G固定配对的碱基对。
这4个碱基在链条的两边是两两相配的，不管怎么排例都是A对T，C对G。
假如左边是AACC则右边对应的就是TTGG。
由A、T、G、C这4个碱基编码而成的一个个片段就是我们的基因。
我们人类的基因大约也就21000到35000个。
我们生命这本复杂的书就是由这4个简单的密码编写而成。
当DNA接到生化反应的命令就会先把碱基转录为RNA,RNA的结构和DNA几乎一样，只是DNA中的碱基T转录成RNA时会变为U(尿嘧啶)。
为什么DNA不直接参与合成细胞核外的蛋白质，而要一个中介人RNA?
这说起来比较复杂，主要原因是DNA比较稳定，它的作用也决定了它必须稳定，所以不得不请了一个比较活泼的代理人RNA?
RNA不仅可以蓄荐信息并且能自我催化生成新的信息，它除了能从DNA那里转录遗传信息，还能像蛋白质一样推动生物化学反应。
RNA也能自如的从细胞核转到细胞质，从而把碱基翻译成安基酸然后合成蛋白质，蛋白质最终的功能就决定了我们生物的所有表状。
DNA的双螺旋结构是个非常简洁又精妙的结构，它们需要复制时，就像撕开拉链一样，分开两条，两边分别和另一个DNA的两条边组合成新的DNA。
新的DNA 和旧的DNA都各自保留一条原来的碱基。
这个也叫做「半保留复制」。
DNA的这个双螺旋结构是在1953年由科学家沃森和克里克发现的。
不得不说，DNA双螺旋结构的发现，是现代科学发展的重要里程碑。
双螺旋是一种优美的结构，但它的讯息却非常平凡：生命不过就是一种化学作用。
这个发现也让沃森和克里克获得了诺贝尔奖。
上面我们说了细胞中重要的物质--蛋白质和遗传物质DNA,现在我们再来说说给我们提供能量的葡萄糖。
给予生命活力: 葡萄糖与ATP。
葡萄糖在细胞中起着储备能量和供给能量两大作用。
像电池存放电能一样, 葡萄糖也以高能键束缚着大量化学能量, 它可以在需要时迅速释放出来, 使我们保持生命活力。
但如果将高能键全部释放, 则会产生大量热量, 甚至使机体产生危险, 此时就需要分解酶来控制并逐渐释放其化学能。
如果没有葡萄糖及其代谢产物, 我们每天吸收的能量就必须当天消耗, 如果有一天不能吃饭, 就会使身体无法正常运转, 甚至导致死亡。
因此, 葡萄糖在机体内部担当着非常重要且长期储备能量供应需求, 以及对能量进行精确调控等作用。
那么, 我们如何才能将储存于肝脏和肌肉中大量积累起来的多余糖原转变为血液中流动可用于各器官和组织之处?
这就需要ATP去完成。
ATP(三磷酸腺苷)可以被认为是机体内部「货币」, 它可以将多余储存下来且不易转化为血液中流动状态糖原转变为血液中可用糖原。
ATP分子具有三个磷酸根, 当其与水合并反应时, 就会释放出大量化学能, 并将第三个磷酸根释放出来转变为ADP(二磷酸腺苷)。
ATP可在人体内部循环使用, 它可将多余糖原转变为血液中可用糖原, 并在必要时释放出化学能量供给身体各器官和组织。
ATP以其特殊结构及功能, 极大地提高了人体内部代谢过程中能量传递效率, 使得我们拥有源源不断且精确调节好处。
然而, 要想让ATP发挥作用, 还需要通过ATP合成酶来帮助其进行水合反应。
如果没有ATP合成酶参与其中, ATP无法被形成, 而无法形成ATP, 我们机体内部就无法进行有效能量传递和调节。
ATP合成酶可将人体内部产生过程中所需要用到氢离子带入ATP分子内部, 从而使得三磷酸根与水结合反应形成ADP及释放化学能。
而氢离子则需要通过水解反应或其他生物化学反应产生。
ATP和ADP由于具有特殊结构及功能, 在人类生活中具有重要作用。
随着科学技术以及人们对生命本质认识不断深入, 人们对于ATP合成酶内部结构及其工作原理也有了更深入地理解。
ATP合成酶: 生命物质创造者。
我们都知道ATP(三磷酸腺苷)可以被认为机体内部「货币」, 它可以将多余储存下来且不易转化为血液中流动状态糖原转变为血液中可用糖原。
那么它又是如何产生呢?
它需要通过ATP合成酶将三个磷酸根与水结合反应形成ADP及释放化学能。
而氢离子则需要通过水解反应或其他生物化学反应产生。
但究竟ATP合成酶内部机理如何呢?
它又如何保证在特定条件下完成ATP与ADP之间迅速转换?
关于这些问题, 科学家们进行了长期探索和研究。
直到约翰·沃克利用X射线衍射技术揭示出了ATP合成酶内部结构图谱后, 我们才逐渐揭开了ATP合成酶工作原理之谜。
沃克利发现: ATP合成酶由多个亚单位组合而成, 并形成特殊结构。
其中β亚单位包含三个功能区域: αβ界面、βTP位点和βDP位点。
αβ界面上存在着特定氨基酸残基Arginine-372(R-372), 它与βTP位点间存在离子键相互作用。
而βTP位点内部含有一个特殊残基Threonine-88(T-88), 它可以通过共价键与ADP结合。
βDP位点内部还含有 Lysine-155(K-155) 和 Serine-154(S-154) 两个特殿残基。
当氢离子通过水解反应或其他生物化学反应产生时, 致使R-372与T-88离子键相互作用增强。
如果K-155与S-154殿残基被某些分子或离子所修饰, 则可促进T-88与ADP共价键形成。
从而使得氢离子通过水解反应或其他生物化学反应产生时, 致使R-372与T-88离子键相互作用增强。
如果K-155与S-154殿残基被某些分子或离子所修饰, 则可促进T-88与ADP共价键形成。
从而使得ADP进一步与Pi(无机磷酸盐)结合形成ADP+Pi并释放出化学能。
从而使得ADP进一步与Pi(无机磷酸盐)结合形成ADP+Pi并释放出化学能。
整个过程中需要大量氢离子参与其中, 且氢离子通过水解反应或其他生物化学反应产生。
整个过程中需要大量氢离子参与其中, 且氢离子通过水解反应或其他生物化学反应产生。
当氢离子参与完整过程后, 会使得K-155和S-154殿残基再次恢复原态。
从而使得R-372与T-88离子键相互作用减弱或消失。
当R-372与T-88离子键相互作用减弱或消失后, βTP位点无法再与ADP相互作用; 同时K-155和S-154殿残基恢复原态也意味着无法促进T-88再次与ADP共价键结合。
从而使得R-372与T-88离子键相互作用减弱或消失。
当R-372与T-88离子键相互作用减弱或消失后, βTP位点无法再与ADP相互作用; 同时K-155和S-154殿残基恢复原态也意味着无法促进T-88再次与ADP共价键结合。
整个过程中氢离子起到了调控机制作用, 在特定条件下完成了ADP及Pi之间迅速转换为ADP+Pi并释放出大量化学能。
小编觉得
正如ATP合成酶在特定条件下才完成高效率工作一样, 生命
