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主题:【原创】生命其实很简单(一)前言 -- 水风

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      • 家园 PF哇!这么深奥的东东可以用这么有趣的方式科普一哈呀!

        在这些最早出现的自身催化剂暴发户中,逐步出现了友谊的存在,偶然几个暴发户凑在一起,发现可以大大增加这一小撮坏家伙合成的速度,从而进一步增加了这些物质的含量,并进一步增加了合成速度。

        ......象不象头几天闹的热热闹闹的几家足球俱乐部?

        然而好景不长,外界狂暴的大自然,很容易就可以摧毁这些短暂的组合。

        ......这就是指的足协了.

      • 家园 蛋白是生物界的政客,核酸是生物界的奸商

        为什么受伤的总是劳苦大众?

      • 家园 哈哈哈,深入浅出,诙谐幽默,水风先生好学问,好文采啊。
      • 家园 精彩精彩。附加送一个问题

        也是一直没有想明白的。

        上文里的重点是在于物质组成上的竞争,也就是“原材料”的竞争关系。哈哈,的确是,自私自利的家伙比较容易获得额外资源。

        另外一点我觉得可以考虑的是那些“集团分子”本身的稳定性,也就是从能量角度考虑。能够被人拆散的,基本上都是属于不那么稳定的大分子结构。稳定的分子结构就有比较大的被保留的可能性。

        不知道后面会不会提到象染色体这种平常稳定,在复制分裂的时候又很不稳定这种特性来?

        • 家园 这个问题问得好

          另外一点我觉得可以考虑的是那些“集团分子”本身的稳定性,也就是从能量角度考虑。能够被人拆散的,基本上都是属于不那么稳定的大分子结构。稳定的分子结构就有比较大的被保留的可能性。

          不知道后面会不会提到象染色体这种平常稳定,在复制分裂的时候又很不稳定这种特性来?

          这个问题问得非常好,我来试着复述一下,您的意思是不是,从结构的稳定性上来看,越稳定的物质,也就越能保留下来,从而在初期的争夺中占有较高的份额。但是问题是,结构上稳定的结构在自我复制的过程中,稳定的结构会成为一个阻碍,使之不利于自身的复制,从而削弱了竞争性。

          那么大自然是如何克服了这个难题的呢?

          会不会是在平时和复制时期,具有不同的特性呢?

          这个问题我原来不打算提到的,因为要理解这些需要一定的化学和热力学方面的基础。但是既然您在这里问到了,我就试着讲一讲。

          答案是,大自然在竞争一开始,就开始偏爱那些结构比较稳定,同时又可以变化构象和构型,从而形成不同的结构体的大分子。结构相对稳定,意味着可以较好的保存已有的大分子,但是不需要非常稳定。因为,稳定的程度太高意味着难以进行修饰和变化,这就像一个非常死板的企业,在一开始,会因为严格的纪律,产生非常好的成效。但是久而久之,会因为缺乏随着外界变化而变化的能力,逐渐被淘汰。可以变化构型和构象,就像一个企业在一定的范围内具有自主的灵活性。因为构型和构象的变化,只是分子内部的调整,就向企业内部的人员调动。太灵活的企业往往会没有了自己的风格,而在大分子,就是失去了自己的属性,可以随意被外界的环境所改变。构型和构象的变化对于大分子而言,是固有的属性,但是只有能量最低的那种组合状态最常见,而能量最低的那种状态,也是最稳定的。同时,对于那些不常见的状态,会随着外在能量的输入,而变得常见起来。就像是企业在紧急关头调动所有人员的积极性,往往会产性意想不到的成效。

          这类具有两方面的特性,同时很好的调和了两方面的冲突的企业,一定会是成功的企业。同样,具有相同特性的大分子,也是成功的大分子。

          我觉得我还是比较适合给人回复,自己写东西往往会丢三落四的。

          • 家园 我的理解

            稳定与不稳定的平衡

            就如帖主所说的,为了达到存在与复制这两个目的,生命体必须在两者之间找到一种平衡。而我的理解是这种平衡可以在生命体本身的定义中找到源泉。稳定源自于存在的需求,不稳定源自于复制的需求。不稳定性与其说是为了适应环境的变化而变化,不如说是为了拥有与环境交流的能力。举个极端的例子,铅稳定是稳定了,但是这种稳定使其丧失了一切与周边环境交流的能力,因此永不可能有铅基的生命。适应环境的变化而变化我觉得更应该归于进化的范畴。

            好贴,望继续,过了前面这些hand waving,后面的一定更精彩。

          • 家园 回复的精彩。大是受益。刚又想到一点:癌细胞和胚胎发育

            生命系统,我觉得最让人觉得有意思的是它的多变性。在需要稳定的时候稳定,在需要不稳定的时候不稳定,比如我前面提到的染色体在平常的时候稳定,而在细胞分裂的时候不稳定。

            又比如细胞分裂,在胚胎发育的时候,胎儿细胞其实和癌细胞是一样的状态(若干年前的概念,也许会错),都是分裂巨快。而一旦经过胚胎发育期,这种快速分裂的状态就不在存在。除非是出现病理的状况,也就是癌症的情况。

            干细胞的研究,在很大程度上也许是归结于这种不稳定状态的获得。

            呵呵,好像我那个老贴可以续下去了。。。

            • 家园 期待版主的帖子

              非常期待您把故事讲完。我还一直惦记着您为什么转行这件事呢。

              现代对于癌症细胞的观点,好像是跟您理解得有些出入。

              如何获得癌症,其实跟如何把一个欣欣向荣的公司给搞得乌烟瘴气,不受控制是一个道理。首先,正常细胞的所有过程都是受到严格控制的过程,正常的公司也一样。要搞得不可收拾,那么不是一个人可以做到的,即使是总经理疯了,也有相关的权力机构来限制并改正这个错误,实在不行,就撤销掉。(被体内的免疫系统销毁)但是,如果第一个错误被忽视掉了,那么,第二个错误的出现就会把事情搞得更糟,但是,还没有到不可收拾的地步。对于癌症,这个时期是良性肿瘤期。对于公司,是流言四起,人心惶惶的时候。这个时候,出现第三个致命错误的几率就会大大增加,因为公司(或者细胞内的)监视机制已经是名存实亡了。而第三个错误的出现,并不一定就是致命的,但是,任何一个致命的错误一旦出现,就会造成无法挽回的损失。

              癌症细胞其实是一个混合体,里面聚集了包括本分良民,偶尔捣乱的调皮孩子,惹是生非的地痞流氓和十恶不赦的大坏蛋。真正致命的是那些完全不受控制的大坏蛋们。这里所说的不受控制,是指那些癌症细胞已经完全转型成了可以告诉分裂,吞噬一切有用资源的家伙。癌症病人其实在更多程度上是死于正常身体细胞的营养不良和器官衰竭。(这就扯远了)

              胚胎细胞的分裂则是完全受到控制的,尽管早期十几次分裂是连续不断的,但是,一旦达到了原定分裂的次数,他们就不会再分裂。也就是说,那是几次连续分裂就是已经程序设计好了的,是正常发育的一部分。

              癌症细胞和胚胎细胞在某些方面是类似的,但是区别也是巨大的。至于干细胞的多能性,我了解得不多,欢迎那位专家来给我们讲一讲。

              • 家园 多谢。可能是我记错了。

                我印象中是同样的基因调控机制。只是胚胎细胞是被限制调控而癌细胞是非受限制的。具体已经记不得了。现在的研究恐怕也有内容上的更新。

              • 家园 应该是DNA链条上最末一段是一段可能被损伤的部分

                随着细胞的分裂,这种损伤还会被传递下去。这样,当损伤将这一段破坏到无以复加,细胞就无法分裂了。 -- 当然它自然也会损坏的,这叫做老化。

                这样,比如人的面部细胞,比较容易受到损伤,因此能够产生的新细胞逐渐减少,质量下降,人的面部也就日趋老化,相对而言,屁股上的皮肤不暴露在外,岁数大的人可以比较一下,大概屁股上的皮肤比脸上还要好些 :)

                癌细胞,恰好是可以把这段信息错误传递,从而保持旺盛的分裂能力,从而挤垮正常的细胞。

                不过,也可以考虑将癌细胞这个功能用在正常细胞的维护和增殖上,如果能够成功,所谓返老还童并不是不可能的事情。

                -- 这个我老婆小魔女讲的,她的水平一知半解,我的听力二百五,理解对了没有一点儿把握也没有,姑妄听之吧

          • 家园 关于大分子系统的熵,能变化的一点浅见以和水风

            http://www.cchere.com/article/273485

      • 家园 上帝的色子(二)

        也许有人要怪妖道水风故意卖关子,你讲了半天的什么脂质体,什么暴发户,究竟是些什么什么啊?

        列位看官,还是让我慢慢的道来。

        首先要说明的是,最早出现的暴发户们,其中有的是蛋白质,(还不能叫蛋白质,只能叫做类短肽,因为一是他们不会很长,也就一二十个氨基酸,另外一个是当时存在的氨基酸恐怕会有几十甚至几百种,还不算上旋光性[旋光性就是,呵呵,就是化学物质的一种属性,只有两种,左旋或者右旋,但是一般的分子两者必具其一])有的是核酸,还有一些稀奇古怪,乱七八糟的东东。就像改革开放初期,先富起来的那批暴发户们,可以说是形形色色,什么都有。但是,历史并不是静止在了那个早期混乱的状态,很快,那些有真才实学的,有组织管理经验的,有广大的人脉的,以及那些有良好的亲戚关系,有个好爹好爷爷的家伙们从这些初期的暴发户中脱颖而出。并依靠自己(或者其他关系)的能力,不断的扩展自己的同胞,壮大自己的队伍。

        于是地域性就逐渐作为一种特色出现了,当大地造山运动停止之后,原始汤有过一段非常宁静的时期。水流非常的缓慢,(相对于当时狂风暴雨而言)很多地区,出现了暂时性封闭的,不与外界交流的区域。在这些地域的原始汤中,某种,或者几种几类的物质,开始逐渐积累,并最终取得了绝对性的优势。比方说右旋的核苷酸(还记得旋光性么?),或者左旋的氨基酸。这些特定种类的的氨基酸或者核苷酸,因为某种原因在某个区域累积起来。并进而使他们的产物累积起来。同样,他们的产物因为相互间的竞争,最终会确立一种或者几种的相对优势。成为真正的地方霸主。

        当若干年后脂质体开始出现的时候,这些产物将被包入脂质体中,因为这些产物在特定的区域占有绝对的优势,形成的脂质体中,内涵物也是这些物质占有优势。这种区域性的相对优势是非常脆弱的,往往会因为外界环境的突然变化而改变。变成了几个强龙跟地头蛇斗的局面,并最终形成暂时稳定的优势产物。

        这种局面会一直持续上百万,千万年,直到真正可以复制自身的暴发户联合体出现为止。这种真正可以自我复制的联合体,才是将来生命的最初的来源。虽然没有外在的结构可以保护他们,而且这种联合体在我们今天看来是无比的笨拙和低效。但是,自我复制,就意味着自己人可以越来越多,而且不是多几个亲戚朋友那么简单,而是多出了同自己一模一样的,那将来自己还不是可以横着走。

        如果没有错的话,这种自我复制的联合体,在地球上出现的时候,并不是单一的事件,而是有可能在几万年中,因为环境的因素,成为一个比较普遍的事件。这个时候,一般的暴发户,和暴发户组合,已经不是对手了,如同动漫上演示的一般,嘿嘿,咱们也进化了,自然就有进化的对手。当时的状况应该还是群魔乱舞,核酸,类短肽,左旋的,右旋的,大家公平竞争,各地都有高手存在。

        接下来的淘汰赛无疑将决定几十亿年后地球上生命的形态。没有任何证据表明,左旋状态的核苷酸在进化和化学平衡上以及跟其他物质的配合上,会比右旋的有优势。反过来也一样,接下去的淘汰完全是一连串的偶然事件的结果。就像选硬币的两面,理论上,任何人都会连续猜对十次,但是现实中,只有在第一次机会中答对的幸运者,留了下来。决定了我们只能利用左旋的氨基酸,只能利用右旋的核苷酸和糖而不能利用旋光相反的成分。

        但是在另外一场淘汰赛中,实力决定了一切。各种五花八门的组合纷纷登场,只有实力最强,反应最快,下手最狠的组合幸运的留了下来。这对组合就是我们的右旋核苷酸和左旋短肽组成的参赛队伍。他们凭借着自己过人的生产能力,迅速压制住了其他对手组合的反击。值得一提的是,具备同样能力的左旋核苷酸和右旋短肽得参赛队伍在比赛过程中遭到了大自然裁判不负责任的毁灭性打击,另外几对更加有潜力的组合则不知道因为什么原因没有在地球上产生过。只能让人感叹,竖子成名阿。现在是水风电视台向大家播报并总结历史上最著名的旋光性挑战赛的结果。谢谢大家的收看,欢迎您继续收看我们的节目。广告后马上回来,

        推荐一个很好的古生物网站外链出处

        待续


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      • 家园 有意思,下一章一定更有趣

        期待着第二章,对你的“妖道所言”很感兴趣。

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