基礎與生命的分子觀

單體—聚合物原理(monomer-polymer principle)

大自然很節儉:與其為每項工作都發明一種新分子,不如用一小套標準的小零件,以不同的順序串起來,從而造出極其豐富的多樣性。單個的小單元叫單體;許多單體連成的長鏈叫聚合物。這正是字母表的把戲——二十六個字母以不同順序排列,就寫出了人類寫過的所有書。

具體來說,蛋白質是由大約二十種胺基酸單體連成的聚合物;核酸是由四種核苷酸單體連成的聚合物;複雜碳水化合物是由糖單體連成的聚合物。細胞通過縮合反應連接單體,每形成一個新的連接就擠出一個小小的水分子;它又通過相反的過程——水解反應,加回一個水分子——來把鏈斷開。最關鍵的是:單體沿鏈排列的順序,就是那條資訊。同樣幾種胺基酸,換一個順序就摺疊成一個全然不同的蛋白質,正如同樣的字母換一個順序就拼出不同的詞。

正是這條原理,讓分子生物學變得可學,而非令人絕望。因為每種聚合物的零件清單又短又固定,細胞只要儲存胺基酸的順序,就能指定任何一種蛋白質;而它又能把這個順序緊湊地儲存為一串DNA字母。基因、遺傳密碼和定序背後的全部邏輯,都建立在「生命用標準單體的鏈條來書寫它的多樣性」這一事實之上。

一個長100個胺基酸的蛋白質,每個位置都有20種選擇,於是有20的100次方種可能的序列——這個數字比可觀測宇宙中原子的數量還大。固定的單體字母表,就是這樣產生出幾乎無窮無盡的聚合物。

字母表很短,藏書卻無窮——這就是單體—聚合物思想的核心。

攜帶意義的是順序,而不只是成分。兩個蛋白質可以由完全相同的胺基酸、按完全相同的數量構成,卻做著完全不同的事,因為它們連接的順序不同。

又稱
monomers and polymers单体与聚合物單體與聚合物