基础与生命的分子观

生物大分子(biological macromolecule)

如果你把一个细胞拆开,按大小给分子分类,那么在水、盐和各种小分子组成的人群里,会有少数几个“巨人”格外显眼。这些巨人就是生物大分子,而生命几乎全部的结构和机器都由其中仅仅四类搭建而成。它们之所以巨大,是因为它们由许多小单元首尾相连而成,就像把珠子串成项链。

四大类是:核酸(DNA和RNA)、蛋白质、碳水化合物(糖类)和脂质。其中三类是真正的聚合物,也就是由重复单元连成的链:核酸是核苷酸的链,蛋白质是氨基酸的链,复杂碳水化合物是糖的链。脂质是个例外:脂肪和膜分子既大又油,却不是靠把一种重复的单体串成长链而造出来的,所以化学家通常把它们当作另成一类,尽管习惯上仍与其他三类并列。每一类各有职责:核酸储存并携带信息,蛋白质承担大部分工作,碳水化合物提供能量与结构、并充当识别标签,脂质则构建把内外分隔开的膜。

这套“四大类”的框架是整个学科的骨架,因为它让你能用一个问题去理解任何细胞过程:涉及哪些大分子、各自在做什么。当你日后学到某种酶切割DNA时,你看到的就是一类大分子(蛋白质)作用于另一类(核酸)。每一类究竟是怎样组装起来的详细化学,属于化学那一节;这里的要点只是先认识这几位主角。

核糖体是制造蛋白质的机器,而它本身就由两类大分子协同构成:RNA和蛋白质。看着它工作,是一个很整洁的提醒:四大类并非彼此孤立,而是不断地相互协作。

核糖体一半是RNA、一半是蛋白质——一台机器里有两类大分子。

脂质常被列为第四大类,但严格说来,它并不像其他三类那样是由重复单体连成的聚合物;把它们归在一起,更多是因为它们都“油”,而不是因为有共同的链状结构。

又称
macromolecule大分子biopolymer