基礎與生命的分子觀

生物大分子(biological macromolecule)

如果你把一個細胞拆開,按大小給分子分類,那麼在水、鹽和各種小分子組成的人群裡,會有少數幾個「巨人」格外顯眼。這些巨人就是生物大分子,而生命幾乎全部的結構和機器都由其中僅僅四類搭建而成。它們之所以巨大,是因為它們由許多小單元首尾相連而成,就像把珠子串成項鍊。

四大類是:核酸(DNA和RNA)、蛋白質、碳水化合物(糖類)和脂質。其中三類是真正的聚合物,也就是由重複單元連成的鏈:核酸是核苷酸的鏈,蛋白質是胺基酸的鏈,複雜碳水化合物是糖的鏈。脂質是個例外:脂肪和膜分子既大又油,卻不是靠把一種重複的單體串成長鏈而造出來的,所以化學家通常把它們當作另成一類,儘管習慣上仍與其他三類並列。每一類各有職責:核酸儲存並攜帶資訊,蛋白質承擔大部分工作,碳水化合物提供能量與結構、並充當辨識標籤,脂質則構建把內外分隔開的膜。

這套「四大類」的框架是整個學科的骨架,因為它讓你能用一個問題去理解任何細胞過程:涉及哪些大分子、各自在做什麼。當你日後學到某種酶切割DNA時,你看到的就是一類大分子(蛋白質)作用於另一類(核酸)。每一類究竟是怎樣組裝起來的詳細化學,屬於化學那一節;這裡的要點只是先認識這幾位主角。

核糖體是製造蛋白質的機器,而它本身就由兩類大分子協同構成:RNA和蛋白質。看著它工作,是一個很整潔的提醒:四大類並非彼此孤立,而是不斷地相互協作。

核糖體一半是RNA、一半是蛋白質——一台機器裡有兩類大分子。

脂質常被列為第四大類,但嚴格說來,它並不像其他三類那樣是由重複單體連成的聚合物;把它們歸在一起,更多是因為它們都「油」,而不是因為有共同的鏈狀結構。

又稱
macromolecule大分子biopolymer