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【转贴网友妙文】生命其实很简单(12.01更新)
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2004-11-09 10:58:00
作者:水风 ( 中文论坛西西河 cchere .com
标题:生命其实很简单(一)前言
生命看起来好像很复杂,千姿百态的各色生物,让人目眩神迷。
基于我们类比的特性,当我们比较一块精致的手表和一朵精致的花之间的区别的时候,我们往往会惊叹于作为生命体的精致和完美。于是,当我们看我们那已经是无比复杂的手表相对于花朵的简单的时候,我们不仅要想,这不是我们可以做到的,这么复杂的东西,肯定会有一个很智慧,不,是非常智慧,不,…是无比智慧的存在才能制作出来的东西。
诚然,相比于我们人类社会20000年,文明社会6000年,机械社会300年,信息时代20年的历史,我们能够做出来的东西,则能跟大自然自己40000000000演化出来的产品相比呢?
但是我们不必感到颓丧。随着现代生命科学的不断进步,我们逐渐了解到,生命其实也很简单。
首先,要说明一点,我们现在看到的生命,已经是version 3000000的版本了。最早期的生命形式,随着几个,也许是几十,几百次的大灭绝而影迹皆无了。大自然一次次的更新自己的设定,一次次的补丁和升级,并逐渐淘汰所有落后的版本。就这样,在今天,产生出让我们目瞪口呆的复杂的生物。如果微软可以存在2000年,我们设想一下,2000年后的最新操作系统是什么样子呢?会不会也是复杂到无法想象呢?但是,如果一些进化的遗迹得以留存下来,我们还是可以沿着这些遗迹来追寻最初那些从简陋到复杂的演化过程。
我准备用8章来完成这个东西。给大家一点简单意义上的生命进化过程。但是我想讲的深入一些,希望大家了解了这个之后,会对于复杂的生命现象有更深的了解。我也一直在期待从物理意义上给出一个解释。但是,很遗憾。耗散理论还不足以揭示这些细节问题。
在生命的进化中,两个最重要的环节:大自然中外在环境决定了能够产生多种可能性,以及随机的事件将可能性变成历史的确定性。我在这里将从化学和生物学的角度上来阐述这两点是如何影响生命的产生和演化的。
生命所走过的每一步,都是历史上发生事件所积累的必然,同时也进一步确定了,或者说限制了下一步发展的方向。其实,科学在很多时候跟生活是相同的,道理都是一样的,我现在逐渐开始理解哲学博士的含义了。
暂定的章节如下:
1, 从有机物到原始细胞
2, 核酸和蛋白质分工的确定化
3, 细胞的进化
4, 从单细胞到多细胞生物
5, 多细胞生物的进化
6, 从信号传导通路看生命现象的简单化
7, 了解单基因如何对于进化产生影响
8, 自然的规则和自然选择,以及进化的关系
先声明,我是个懒人,尽量在一年之内完成吧。希望大家多提意见,我会先写得通俗一点。以后会不断的修改,以符合文献和资料的结果。
待续
标题:生命其实很简单(一)前言
生命看起来好像很复杂,千姿百态的各色生物,让人目眩神迷。
基于我们类比的特性,当我们比较一块精致的手表和一朵精致的花之间的区别的时候,我们往往会惊叹于作为生命体的精致和完美。于是,当我们看我们那已经是无比复杂的手表相对于花朵的简单的时候,我们不仅要想,这不是我们可以做到的,这么复杂的东西,肯定会有一个很智慧,不,是非常智慧,不,…是无比智慧的存在才能制作出来的东西。
诚然,相比于我们人类社会20000年,文明社会6000年,机械社会300年,信息时代20年的历史,我们能够做出来的东西,则能跟大自然自己40000000000演化出来的产品相比呢?
但是我们不必感到颓丧。随着现代生命科学的不断进步,我们逐渐了解到,生命其实也很简单。
首先,要说明一点,我们现在看到的生命,已经是version 3000000的版本了。最早期的生命形式,随着几个,也许是几十,几百次的大灭绝而影迹皆无了。大自然一次次的更新自己的设定,一次次的补丁和升级,并逐渐淘汰所有落后的版本。就这样,在今天,产生出让我们目瞪口呆的复杂的生物。如果微软可以存在2000年,我们设想一下,2000年后的最新操作系统是什么样子呢?会不会也是复杂到无法想象呢?但是,如果一些进化的遗迹得以留存下来,我们还是可以沿着这些遗迹来追寻最初那些从简陋到复杂的演化过程。
我准备用8章来完成这个东西。给大家一点简单意义上的生命进化过程。但是我想讲的深入一些,希望大家了解了这个之后,会对于复杂的生命现象有更深的了解。我也一直在期待从物理意义上给出一个解释。但是,很遗憾。耗散理论还不足以揭示这些细节问题。
在生命的进化中,两个最重要的环节:大自然中外在环境决定了能够产生多种可能性,以及随机的事件将可能性变成历史的确定性。我在这里将从化学和生物学的角度上来阐述这两点是如何影响生命的产生和演化的。
生命所走过的每一步,都是历史上发生事件所积累的必然,同时也进一步确定了,或者说限制了下一步发展的方向。其实,科学在很多时候跟生活是相同的,道理都是一样的,我现在逐渐开始理解哲学博士的含义了。
暂定的章节如下:
1, 从有机物到原始细胞
2, 核酸和蛋白质分工的确定化
3, 细胞的进化
4, 从单细胞到多细胞生物
5, 多细胞生物的进化
6, 从信号传导通路看生命现象的简单化
7, 了解单基因如何对于进化产生影响
8, 自然的规则和自然选择,以及进化的关系
先声明,我是个懒人,尽量在一年之内完成吧。希望大家多提意见,我会先写得通俗一点。以后会不断的修改,以符合文献和资料的结果。
待续
[此贴子已经被作者于2004-12-1 14:14:35编辑过]
作者:水风 ( 中文论坛西西河 cchere .com
标题:生之初(一)
最早的类生命体,(就像类人猿的命名,指已经具备了生命体的一些特征,但是还不是完整的生命体。并不具备生命体的三个特征:复制,新陈代谢和遗传变异。)据认为,应该是分为两大类,一类是核酸类,即RNA或者DNA链结构,另一类是蛋白质类,即类似目前存在的蛋白质,但是里面的氨基酸的成分也许是部分或者完全不同的。
这两类物质是在浓浓的原始汤(就是地球形成的初期,因为火山爆发,雷鸣闪电而形成了大量的有机物,这些有机物溶解在原始海洋里面,日积月累,形成了浓浓的原始汤)里面自发形成的。此时,所有的分子都是出于一种合成的化学平衡中,(即所有的分子都在不停的分解与合成中,最终的浓度取决于分解速度与合成速度的差异,原料的含量直接决定了合成的速度。如果原料是极大丰富的,那么合成的速度就会达到最高,分解的速度则非常低,该种物质大量生成。而一旦原料逐渐缺乏,合成的速度就会逐渐降下来,而分解的速度因为该种物质的浓度上升而加快,最终合成速度跟分解速度一样了,此种物质的含量就稳定下来了。) 如果所有的反应都是自发的进行,那么最终所有的物质的含量应该是恒定的。但是如果任何一种拥有稳定自身(或者破坏其他分子)的分子007的存在,都会产生更多的该种个体007。(这种增加是在分解其他分子的基础上进行的,为什么呢?因为当大家都处于一种动态平衡的时候,只有把原料的浓度给降下来,那么其他的分子就会分解一些,但是,这些新产生的原料不会再形成其他分子了,而是被用来增加这种特定分子007的含量)然而最终,这种分子也会达到化学平衡状态的含量稳定。
如果所有的分子都这么循规蹈矩的话,那么我们也就不会出现在地球上了。但是在现实中,绝大多数的分子都达不到平衡点,(就好像一大群人抢着吃东西,人多东西少,结果肯定是不可能大家都吃饱)。这个时候,最早的生存竞争就出现了。大家都在争夺那有限的物质资源。
打破这种平衡的,是一种被称为自身催化剂的分子,这种分子的可以催化原料形成自己,加快合成的速度。自私自利的家伙总是最先发迹的。而最适合作为催化剂的分子,一是蛋白,一是核酸。因为这两种物质都足够稳定,并可能产生足够的结构变化来满足各种催化需求。
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。
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。外在的有毒物质,水流,蒸发,……很快就让这些暴发户联合成为泡影。
终于有一天,几个暴发户被一种叫做脂质体的东西连同一堆原料和其他分子给包了进去。结果暴发户联合在里面闷声发大才,很快就形成了独霸江山的状态。但是好景不长,有一天,这个脂质体完蛋了,暴发户联合也流离失所。随着水流,被风吹雨打去了。
同样的故事在一天天的上演着,暴发户联合的规模也逐渐在上升,有时候甚至出现了几个主要的暴发户联合纠集成一堆,相互合作的良好事态。而脂质体也不时地吞进几个联合去,让他们高兴几天。就这样,一万年过去了,两万年过去了,三万年过去了,四万年过去了……(水风被铁手一脚踢了出去,你在这里催眠呢?)
亿万年过去了。终于,有一天,一堆合作良好的暴发户联合被幸运的吞了下去。这对家伙幸运的发现在那个什么脂质体上竟然没有被消灭,而是开始跟其它的脂质体合并了。这个超级脂质体的同类也逐步出现了,(注:这可不是什么神迹,是因为地球的造山运动已经逐步平息了下来,地壳表面也逐步冷却,火山不再爆发,整个地球风和日丽,就像外面的风景,是个出现点什么奇迹的好日子)。然后,是细胞(就是那个超级脂质体)进化开始了,根据被吞进去的暴发户联合的不同,各种脂质体具有了不同的特性。并不断的相互融合,吞噬,里面的暴发户组合也不断的重新洗牌。一千年过去了,两千年过去了,……(看看不爱吱声没有来,铁手也没有踢我,抹了把汗)就这样,一万年过去了,两万年过去了,三万年过去了,四万年过去了……终于有一天,电闪雷鸣,一颗小行星撞到了地球上,于是又是火山爆发,又是超级海啸。总而言之,整个地球又陷入了地狱一般的场面。(又该有脂质体该倒霉了)。于是,第一次自然选择出现了,大多数倒霉的脂质体被消灭了,或者被弄得体无完肤,不成样子。少数的几个完美的,类似后代细胞样的脂质体们……也没有逃脱厄运。(嘘,这不是YY小说,主人公这么早就想上场,拜托,李福贵说过,领先半步,领先一步就会被烧死。你丫几个细胞这么早就出来抢工资,不毙了你们,历史怎么办)
于是,历史大倒退,除了留下了几个极少数的幸运儿,大多数脂质体们退化了好几代。而那几个领先者也没有逃脱被同化的厄运。于是,就这样,一万年过去了,两万年过去了,三万年过去了,四万年过去了……
终于,有一天,又是风和日丽。当当当当,当当当当,当当当当~,天气很好,脂质体们又开始出来串门,又开始融合进化。黄金时代又回来了。一千年过去了,两千年过去了,……(看看不爱吱声和铁手都没有来,又抹了把汗)就这样,一万年过去了,两万年过去了,三万年过去了,四万年过去了……终于有一天,电闪雷鸣,一颗小行星撞到了地球上,于是又是火山爆发,又是超级海啸。总而言之,真个地球又陷入了地狱一般的场面。(该有人,不,是有脂质体该倒霉了)。
但是这一次,因为经过了上次的教训和演化,更多的脂质体们存活了下来。(嘿嘿,先让你们高兴几天)但是,新的危机出现了,这一次,火山爆发远远超过上次,水中含硫量直线上升,绝大多数的原始海洋成了硫酸湖,更多的直接被蒸发干了。脂质体们又是大死一批。
…………
在我,不是,在大自然几次三番的折腾下,终于,1亿年过去了,又1亿年过去了……留下来的脂质体们终于变得精明强干,里面的暴发户组合也变得逐渐固定下来了。甚至有暴发户组合可以自己合成部分组成脂质体的原料。这个时候,当当当当,灯光,音像,场记,场务,镜头,大家注意了,演员登场。(光柱打下,音乐声起,)一群脂质体们随波流了过来,还没等说话,就被送了回去。
在地壳冷却了近五亿年之后,第一群真正意义上的细胞出现了。在这些细胞里面,有了几大类合作良好的暴发户组合,有些暴发户组合专门生产其他的暴发户们,有的专门生产吃的,有的专门指导其他的暴发户们运作。当然,这个时候的细胞,和我们现在的细胞相比,还是有很大的差异。历史还需要几亿年来逐步将这些暴发户组合们给稳定下来。并真正把一切有用信息记录到细胞本身专用的记事本DNA上。这个过程本身,我们还没有任何资料可以考虑来追踪这个过程。所以下一章,将是完全的妖道所言。到了第三章,我们再回到已知知识基础上的细胞进化。
待续
标题:生之初(一)
最早的类生命体,(就像类人猿的命名,指已经具备了生命体的一些特征,但是还不是完整的生命体。并不具备生命体的三个特征:复制,新陈代谢和遗传变异。)据认为,应该是分为两大类,一类是核酸类,即RNA或者DNA链结构,另一类是蛋白质类,即类似目前存在的蛋白质,但是里面的氨基酸的成分也许是部分或者完全不同的。
这两类物质是在浓浓的原始汤(就是地球形成的初期,因为火山爆发,雷鸣闪电而形成了大量的有机物,这些有机物溶解在原始海洋里面,日积月累,形成了浓浓的原始汤)里面自发形成的。此时,所有的分子都是出于一种合成的化学平衡中,(即所有的分子都在不停的分解与合成中,最终的浓度取决于分解速度与合成速度的差异,原料的含量直接决定了合成的速度。如果原料是极大丰富的,那么合成的速度就会达到最高,分解的速度则非常低,该种物质大量生成。而一旦原料逐渐缺乏,合成的速度就会逐渐降下来,而分解的速度因为该种物质的浓度上升而加快,最终合成速度跟分解速度一样了,此种物质的含量就稳定下来了。) 如果所有的反应都是自发的进行,那么最终所有的物质的含量应该是恒定的。但是如果任何一种拥有稳定自身(或者破坏其他分子)的分子007的存在,都会产生更多的该种个体007。(这种增加是在分解其他分子的基础上进行的,为什么呢?因为当大家都处于一种动态平衡的时候,只有把原料的浓度给降下来,那么其他的分子就会分解一些,但是,这些新产生的原料不会再形成其他分子了,而是被用来增加这种特定分子007的含量)然而最终,这种分子也会达到化学平衡状态的含量稳定。
如果所有的分子都这么循规蹈矩的话,那么我们也就不会出现在地球上了。但是在现实中,绝大多数的分子都达不到平衡点,(就好像一大群人抢着吃东西,人多东西少,结果肯定是不可能大家都吃饱)。这个时候,最早的生存竞争就出现了。大家都在争夺那有限的物质资源。
打破这种平衡的,是一种被称为自身催化剂的分子,这种分子的可以催化原料形成自己,加快合成的速度。自私自利的家伙总是最先发迹的。而最适合作为催化剂的分子,一是蛋白,一是核酸。因为这两种物质都足够稳定,并可能产生足够的结构变化来满足各种催化需求。
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。
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。外在的有毒物质,水流,蒸发,……很快就让这些暴发户联合成为泡影。
终于有一天,几个暴发户被一种叫做脂质体的东西连同一堆原料和其他分子给包了进去。结果暴发户联合在里面闷声发大才,很快就形成了独霸江山的状态。但是好景不长,有一天,这个脂质体完蛋了,暴发户联合也流离失所。随着水流,被风吹雨打去了。
同样的故事在一天天的上演着,暴发户联合的规模也逐渐在上升,有时候甚至出现了几个主要的暴发户联合纠集成一堆,相互合作的良好事态。而脂质体也不时地吞进几个联合去,让他们高兴几天。就这样,一万年过去了,两万年过去了,三万年过去了,四万年过去了……(水风被铁手一脚踢了出去,你在这里催眠呢?)
亿万年过去了。终于,有一天,一堆合作良好的暴发户联合被幸运的吞了下去。这对家伙幸运的发现在那个什么脂质体上竟然没有被消灭,而是开始跟其它的脂质体合并了。这个超级脂质体的同类也逐步出现了,(注:这可不是什么神迹,是因为地球的造山运动已经逐步平息了下来,地壳表面也逐步冷却,火山不再爆发,整个地球风和日丽,就像外面的风景,是个出现点什么奇迹的好日子)。然后,是细胞(就是那个超级脂质体)进化开始了,根据被吞进去的暴发户联合的不同,各种脂质体具有了不同的特性。并不断的相互融合,吞噬,里面的暴发户组合也不断的重新洗牌。一千年过去了,两千年过去了,……(看看不爱吱声没有来,铁手也没有踢我,抹了把汗)就这样,一万年过去了,两万年过去了,三万年过去了,四万年过去了……终于有一天,电闪雷鸣,一颗小行星撞到了地球上,于是又是火山爆发,又是超级海啸。总而言之,整个地球又陷入了地狱一般的场面。(又该有脂质体该倒霉了)。于是,第一次自然选择出现了,大多数倒霉的脂质体被消灭了,或者被弄得体无完肤,不成样子。少数的几个完美的,类似后代细胞样的脂质体们……也没有逃脱厄运。(嘘,这不是YY小说,主人公这么早就想上场,拜托,李福贵说过,领先半步,领先一步就会被烧死。你丫几个细胞这么早就出来抢工资,不毙了你们,历史怎么办)
于是,历史大倒退,除了留下了几个极少数的幸运儿,大多数脂质体们退化了好几代。而那几个领先者也没有逃脱被同化的厄运。于是,就这样,一万年过去了,两万年过去了,三万年过去了,四万年过去了……
终于,有一天,又是风和日丽。当当当当,当当当当,当当当当~,天气很好,脂质体们又开始出来串门,又开始融合进化。黄金时代又回来了。一千年过去了,两千年过去了,……(看看不爱吱声和铁手都没有来,又抹了把汗)就这样,一万年过去了,两万年过去了,三万年过去了,四万年过去了……终于有一天,电闪雷鸣,一颗小行星撞到了地球上,于是又是火山爆发,又是超级海啸。总而言之,真个地球又陷入了地狱一般的场面。(该有人,不,是有脂质体该倒霉了)。
但是这一次,因为经过了上次的教训和演化,更多的脂质体们存活了下来。(嘿嘿,先让你们高兴几天)但是,新的危机出现了,这一次,火山爆发远远超过上次,水中含硫量直线上升,绝大多数的原始海洋成了硫酸湖,更多的直接被蒸发干了。脂质体们又是大死一批。
…………
在我,不是,在大自然几次三番的折腾下,终于,1亿年过去了,又1亿年过去了……留下来的脂质体们终于变得精明强干,里面的暴发户组合也变得逐渐固定下来了。甚至有暴发户组合可以自己合成部分组成脂质体的原料。这个时候,当当当当,灯光,音像,场记,场务,镜头,大家注意了,演员登场。(光柱打下,音乐声起,)一群脂质体们随波流了过来,还没等说话,就被送了回去。
在地壳冷却了近五亿年之后,第一群真正意义上的细胞出现了。在这些细胞里面,有了几大类合作良好的暴发户组合,有些暴发户组合专门生产其他的暴发户们,有的专门生产吃的,有的专门指导其他的暴发户们运作。当然,这个时候的细胞,和我们现在的细胞相比,还是有很大的差异。历史还需要几亿年来逐步将这些暴发户组合们给稳定下来。并真正把一切有用信息记录到细胞本身专用的记事本DNA上。这个过程本身,我们还没有任何资料可以考虑来追踪这个过程。所以下一章,将是完全的妖道所言。到了第三章,我们再回到已知知识基础上的细胞进化。
待续
作者:铁手 ( 中文论坛西西河 cchere .com
标题: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?
作者:水风 ( 中文论坛西西河 cchere .com
标题: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。
作者:铁手 ( 中文论坛西西河 cchere .com
标题: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。
作者:水风 ( 中文论坛西西河 cchere .com
标题:期待版主的帖子
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。
作者:萨苏 ( 中文论坛西西河 cchere .com
标题: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
标题: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?
作者:水风 ( 中文论坛西西河 cchere .com
标题: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。
作者:铁手 ( 中文论坛西西河 cchere .com
标题: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。
作者:水风 ( 中文论坛西西河 cchere .com
标题:期待版主的帖子
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。
作者:萨苏 ( 中文论坛西西河 cchere .com
标题: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
[此贴子已经被作者于2004-11-9 11:04:36编辑过]
作者:水风 ( 中文论坛西西河 cchere .com
标题: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http://www.dinosaur.net.cn/Dinosaur%5FBBS/list.asp?boardid=5
待续
标题: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,
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待续
作者:水风 ( 中文论坛西西河 cchere .com
标题:被奴役的蛋白质 (3)
在核酸与蛋白质的关系中,蛋白质无疑是始终处于下一级的地位。核酸可以凭借着全套的核酸机器,生产出蛋白质,并利用生产出的蛋白质,来加速自己的复制,修复,以及生产更多的蛋白质。不客气地讲,蛋白质的地位和奴隶很相像,要做绝大多数的活,但是生死大权却是掌握在那些无所事事的核酸老爷手中,尽管来自相残杀的还是蛋白质。核酸是如何控制蛋白质,并使之成为自己的工具的过程,是现代生物学和化学最不清楚地一部分。妖道只能凭借现存的一点点蛛丝马迹来推断最早的情形。所以这一部分,也是最不可信的一部分。
核酸在进化的早期,依据自身可以形成配对双螺旋的特性,很快就占据了自我复制排行榜的首位。第一次出现可以完全自我复制的大分子,的确让大家大吃了一惊。但是时间一长,这种可以自我复制的把戏就被人看透了,因为只有非常简单的结构,才能够凭借自己的力量迅速完成这个过程。结果那些长度增加,复杂度增高的核酸,发现自己很快被淹没在那些无意义的短序列中,自我复制始终只能象小孩过家家一样,玩玩而已。整个生命的前期过程遭遇到了第一个瓶颈问题:如何保证自我复制的条件下,增加个体的复杂度。这牵扯到一个向更高一级演化的过程,过不了这一关,生命就无从谈起。
这个时候,两条平行的进化路线出现了。一条是在核酸中寻找伙伴,随着原始汤被区域化,然后又重新融合,连续几次的过程。几个核酸暴发户得以凑在一起,形成暂时性的联合。这些联合当中,绝大多数的联合是无意义的,并不能对个体的存在提供什么好处。但是,随着时间的推移和各种联合体存在的可能性的进一步提高,就像乐透彩终归要有人中将一样。具有更高效率,更准确的复制的联合开始出现了,这些联合无疑会因为这些合作相应,进一步巩固这些联合的存在,并大大的扩张了这些联合存在的区域。
而在同时,在某些区域占有主导地位的核酸终于迎来了一个新的伙伴家族,短肽。短肽复杂多变的侧链集团,赋予了短肽高度的活性,可以大大提高某些特定反应的速度。一个具有催化作用的短肽可以在短时间内将与之配合的核酸含量提高几十倍甚至上百倍。
我们前面提到的某些具有更高的复杂度的核酸分子,因为这些新成员的介入,得以提高自己的浓度,从而参与到了进化的行列中来。
短肽的介入只是一个偶然事件,因为此时还没有让短肽精确复制的机制存在。核酸与短肽的联合将随着短肽的消亡而烟消云散。但是,这些受益于短肽的核酸序列却从此留了下来,在大规模的核酸混合体中占有了一席之地。
与此同时,一些看起来毫不相关的核酸产生出了催化短肽生成的能力,这些核酸将成为奴役蛋白质计划的第一批人手。然而此时,他们还是默默无闻的存在于流行的短序列中。
另外一些偶然的进化是某些核酸序列具有了将氨基酸(短肽的基本结构单位)连接在另外一个核酸上的能力。而这些核酸,无疑是在当时占有主导地位的短序列。
当第一个可以几乎自我复制的核酸联合体出现的时候,所有这些在现代蛋白质合成中占有主导地位的核酸序列还都是默默无闻,有些根本还没有来得及出现。但是,在以后的十几亿年间,这些必要的零部件回一个个的出现,并被完全偶然的事件逐渐汇聚到了一起,产生出第一台短肽生产机器。
但是,这台短肽生产机器生产出来的产品,也许是极端无聊的重复,也许是没有任何功能的杂乱序列。但是,随着时间的推移,某些蛋白生产机器可以产生出一些有催化作用的短肽,而这些短肽反过来又推动着可以生产他们的机器在核酸王国中占有更加重要的地位。
时间,可以唯一可以忽略概率的单位,几亿年的时间足以使任何小概率事件发生一两次,甚至几十次,几百次。这些具有高度复制性的核酸组合一旦被产生出来,其存在的可能性就不再是小概率事件了。而是具有比其它的组合更大的生存可能。以后的每一次正方向的推动,也都是以同样的方式被固定了下来。
最终,一个成熟的蛋白质生产机器,一组高度配合的核酸被生产了出来。从第一个可翻译序列的出现,到越来越多的核酸被蛋白质取代原有的工作,还是一个漫长的时间。但是,相比第一台机器的出现,以后的改进工作要快得多。
就这样,蛋白质成为了核酸王国的第一个奴隶。
标题:被奴役的蛋白质 (3)
在核酸与蛋白质的关系中,蛋白质无疑是始终处于下一级的地位。核酸可以凭借着全套的核酸机器,生产出蛋白质,并利用生产出的蛋白质,来加速自己的复制,修复,以及生产更多的蛋白质。不客气地讲,蛋白质的地位和奴隶很相像,要做绝大多数的活,但是生死大权却是掌握在那些无所事事的核酸老爷手中,尽管来自相残杀的还是蛋白质。核酸是如何控制蛋白质,并使之成为自己的工具的过程,是现代生物学和化学最不清楚地一部分。妖道只能凭借现存的一点点蛛丝马迹来推断最早的情形。所以这一部分,也是最不可信的一部分。
核酸在进化的早期,依据自身可以形成配对双螺旋的特性,很快就占据了自我复制排行榜的首位。第一次出现可以完全自我复制的大分子,的确让大家大吃了一惊。但是时间一长,这种可以自我复制的把戏就被人看透了,因为只有非常简单的结构,才能够凭借自己的力量迅速完成这个过程。结果那些长度增加,复杂度增高的核酸,发现自己很快被淹没在那些无意义的短序列中,自我复制始终只能象小孩过家家一样,玩玩而已。整个生命的前期过程遭遇到了第一个瓶颈问题:如何保证自我复制的条件下,增加个体的复杂度。这牵扯到一个向更高一级演化的过程,过不了这一关,生命就无从谈起。
这个时候,两条平行的进化路线出现了。一条是在核酸中寻找伙伴,随着原始汤被区域化,然后又重新融合,连续几次的过程。几个核酸暴发户得以凑在一起,形成暂时性的联合。这些联合当中,绝大多数的联合是无意义的,并不能对个体的存在提供什么好处。但是,随着时间的推移和各种联合体存在的可能性的进一步提高,就像乐透彩终归要有人中将一样。具有更高效率,更准确的复制的联合开始出现了,这些联合无疑会因为这些合作相应,进一步巩固这些联合的存在,并大大的扩张了这些联合存在的区域。
而在同时,在某些区域占有主导地位的核酸终于迎来了一个新的伙伴家族,短肽。短肽复杂多变的侧链集团,赋予了短肽高度的活性,可以大大提高某些特定反应的速度。一个具有催化作用的短肽可以在短时间内将与之配合的核酸含量提高几十倍甚至上百倍。
我们前面提到的某些具有更高的复杂度的核酸分子,因为这些新成员的介入,得以提高自己的浓度,从而参与到了进化的行列中来。
短肽的介入只是一个偶然事件,因为此时还没有让短肽精确复制的机制存在。核酸与短肽的联合将随着短肽的消亡而烟消云散。但是,这些受益于短肽的核酸序列却从此留了下来,在大规模的核酸混合体中占有了一席之地。
与此同时,一些看起来毫不相关的核酸产生出了催化短肽生成的能力,这些核酸将成为奴役蛋白质计划的第一批人手。然而此时,他们还是默默无闻的存在于流行的短序列中。
另外一些偶然的进化是某些核酸序列具有了将氨基酸(短肽的基本结构单位)连接在另外一个核酸上的能力。而这些核酸,无疑是在当时占有主导地位的短序列。
当第一个可以几乎自我复制的核酸联合体出现的时候,所有这些在现代蛋白质合成中占有主导地位的核酸序列还都是默默无闻,有些根本还没有来得及出现。但是,在以后的十几亿年间,这些必要的零部件回一个个的出现,并被完全偶然的事件逐渐汇聚到了一起,产生出第一台短肽生产机器。
但是,这台短肽生产机器生产出来的产品,也许是极端无聊的重复,也许是没有任何功能的杂乱序列。但是,随着时间的推移,某些蛋白生产机器可以产生出一些有催化作用的短肽,而这些短肽反过来又推动着可以生产他们的机器在核酸王国中占有更加重要的地位。
时间,可以唯一可以忽略概率的单位,几亿年的时间足以使任何小概率事件发生一两次,甚至几十次,几百次。这些具有高度复制性的核酸组合一旦被产生出来,其存在的可能性就不再是小概率事件了。而是具有比其它的组合更大的生存可能。以后的每一次正方向的推动,也都是以同样的方式被固定了下来。
最终,一个成熟的蛋白质生产机器,一组高度配合的核酸被生产了出来。从第一个可翻译序列的出现,到越来越多的核酸被蛋白质取代原有的工作,还是一个漫长的时间。但是,相比第一台机器的出现,以后的改进工作要快得多。
就这样,蛋白质成为了核酸王国的第一个奴隶。
作者:懒厨 ( 中文论坛西西河 cchere .com
标题:门外汉问题
“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”
既然染色体有这种特性,照理应该有不少新物种才对,为何这几千年未见新物种呢?是否这几千年的时间还是太短?
作者:Ambrossi ( 中文论坛西西河 cchere .com
标题:试答一下
因为这种不稳定,是一种无奈:为了达到复制的目的而不得不为之。其结果是成为严格控制下的不稳定。这里所说的严格是极端意义下的严格:核酸复制的高保真度只有核酸的数字化编码才能保证。生命体有一套非常复杂的多重机制来确保在这个不稳定的过程中没有多到不可忍受的变化发生。这个变化的忍受阀值是很低的:一个关键蛋白质的一个氨基酸改变。
作者:水风 ( 中文论坛西西河 cchere .com
标题:一个动物新种的产生是非常复杂的过程
举一个例子来讲,我们都见过各种所谓的纯种犬。其实,所有这些形形色色,大小体形相差极大的狗东西都属于一个种,都可以交配产生可育的后代。
但是现在我们的问题是,我们对于已有的生物种类的研究是非常肤浅的,完全不能确定一个新种的出现是因为真的有这么一个新的种,还是历史上就已经存在了的。
但是,相对于动物,植物的新种好像要容易得多。据我所知,从1800年以来,由园艺学家创造出来的新品种(货真价实的新种)就已经有几百种了。举一个例子来说,前一阵子流行无籽西瓜,是由二倍体(染色体的套数,人类有两套,也是二倍体)和四倍体杂交而成的。而四倍体跟二倍体就是完全不同的两个种。在吃的时候会发现某些西瓜有种子,也许有人会骂是假货骗人,但是其中的有一些真的是冤枉了他们,有一些是自发加倍产生了六倍体。得,又是个新种,这样,您就在吐西瓜种的当口又发现了一个新种。
标题:门外汉问题
“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”
既然染色体有这种特性,照理应该有不少新物种才对,为何这几千年未见新物种呢?是否这几千年的时间还是太短?
作者:Ambrossi ( 中文论坛西西河 cchere .com
标题:试答一下
因为这种不稳定,是一种无奈:为了达到复制的目的而不得不为之。其结果是成为严格控制下的不稳定。这里所说的严格是极端意义下的严格:核酸复制的高保真度只有核酸的数字化编码才能保证。生命体有一套非常复杂的多重机制来确保在这个不稳定的过程中没有多到不可忍受的变化发生。这个变化的忍受阀值是很低的:一个关键蛋白质的一个氨基酸改变。
作者:水风 ( 中文论坛西西河 cchere .com
标题:一个动物新种的产生是非常复杂的过程
举一个例子来讲,我们都见过各种所谓的纯种犬。其实,所有这些形形色色,大小体形相差极大的狗东西都属于一个种,都可以交配产生可育的后代。
但是现在我们的问题是,我们对于已有的生物种类的研究是非常肤浅的,完全不能确定一个新种的出现是因为真的有这么一个新的种,还是历史上就已经存在了的。
但是,相对于动物,植物的新种好像要容易得多。据我所知,从1800年以来,由园艺学家创造出来的新品种(货真价实的新种)就已经有几百种了。举一个例子来说,前一阵子流行无籽西瓜,是由二倍体(染色体的套数,人类有两套,也是二倍体)和四倍体杂交而成的。而四倍体跟二倍体就是完全不同的两个种。在吃的时候会发现某些西瓜有种子,也许有人会骂是假货骗人,但是其中的有一些真的是冤枉了他们,有一些是自发加倍产生了六倍体。得,又是个新种,这样,您就在吐西瓜种的当口又发现了一个新种。
作者:水风 ( 中文论坛西西河 cchere .com
标题:从暴发户小团体到细胞王国 (四)
前面我们已经说过,互利合作的暴发户小团体,是生命进化过程中一个非常成功的合作范例。这种成功的模式被一直继承下来,并在漫长的岁月中不断得到强化,最终成为了标准。
其实这是很容易被理解的事情,一个人再优秀,也不可能面面俱到,与其发展一个几乎不可能存在的超级自我,不如向某一个方向发展,成为这一领域的强者,这样几个强者的合作,无论效率还是效果,都比一个天才要好得多。但是,这样一来,就造成了另外一个意想不到的后果。联合者们发现,随着他们之间效率的一步步被提高,它们之间的依赖性也越来越高。最后,当这个小团体不得不承认,每一个个体都是不可或缺的时候,这种暴发户小团体就已经脱离了原来意义上的联合体,而成为了一种新的合作单位。
我们把这种新的联合方式称为模块化。模块化的意思就是,作为一个模块其中的任何一个个体,都已经没有了独立存在的意义,他们的作用将会在,也只有在合作的时候才被完全的体现出来。在几十亿年后,一种结构松散的组织,叫做什么人类社会的,其中一些被称为是昼夜颠倒的IT精英们命名一类非常类似的组织单位为“子程序”。
同一个子程序只负责一方面的事物一样,一个模块结构也只具有某一方面的功能。在当时没有一个细胞王国存在的情况下,各种模块们是万舟齐发,各显神通,同时也闹得不可开交。模块之间互相捣乱,扯后腿,撒沙子,砸砖头的事件是此起彼伏,朝夕不断。可是不打不相识,在这争斗中,某些模块们成为了非常好的合作者。而合作的结果,就是这些可以合作的模块逐渐占据了越来越高的模块(人)口比例。这类合作的出现,意味着一个更高级别的合作体系即将出现。
这种合作体系的出现,不仅仅意味着有更高一级的调节控制,还意味着这些合作的模块之间必须精诚合作,不能上边握手,下边踢脚。这对于习惯了老子是天下第一的暴发户们,无疑是极为难受的。这些暴发户们必须收敛自己的脾气,不能稍有什么不顺心就大打出手,那样不仅仅会毁了自己,甚至会毁了整个合作的大集体。
但正如罗马不是一日之间建成的一样,这种磨合过程也经过了漫长的岁月,其间,出现了无数辉煌的组合,这些组合大多因为意见不和而烟消云散。最终胜利的合作者们,经过了无数次痛苦的忍让和磨合,经过了多少的风风雨雨,火山熔岩,硫酸雨与刀山火海的考验,已经完全以一种全新的面目出现。
在这种新的组合里面,模块们进行了分工,有些模块被用来当作管家,时时刻刻保持自己和大家的安全,整洁,舒适……而另外一些则是要在关键时刻能够挺身而出,拯救大家于水火之中。
这种新的组合形式就叫做……
叫做……
……
什么,你还没有想好叫什么,我打!
(妖道抗议:还没有文献给出一个正式名称呢,你叫我怎么写)
但是,很遗憾,这种东东还不是我们的头号主角——细胞。只能说是原始细胞的某些前辈吧。也许叫做什么公国,比较好,就是比国家小一些,还没有那么复杂,但是已经是很像了。
细胞的最后确定,是要在这些公国里面进行筛选,其中最适合在脂质体力面生存的公国,在漫长的岁月里,最终发展成了国家,成为了具有独立的主权和领土完整的,所有生命的开端。
我们还不清楚,也永远不会清楚,在地球的早期生命中,究竟是只有一种细胞,还是有很多种?但是至少有一点可以肯定的是,所有的细胞都是由模块组成的,要用程序设计角度来讲,大概就是若干平行的子程序而已。这些细胞的后代也保留着这些古老的传统和印记,比如说细菌里面的操纵子。
而在细胞内部,这些一级子程序们也在缓慢的不停发展,并生成了具有多个分支的功能结构。
(待续)
标题:从暴发户小团体到细胞王国 (四)
前面我们已经说过,互利合作的暴发户小团体,是生命进化过程中一个非常成功的合作范例。这种成功的模式被一直继承下来,并在漫长的岁月中不断得到强化,最终成为了标准。
其实这是很容易被理解的事情,一个人再优秀,也不可能面面俱到,与其发展一个几乎不可能存在的超级自我,不如向某一个方向发展,成为这一领域的强者,这样几个强者的合作,无论效率还是效果,都比一个天才要好得多。但是,这样一来,就造成了另外一个意想不到的后果。联合者们发现,随着他们之间效率的一步步被提高,它们之间的依赖性也越来越高。最后,当这个小团体不得不承认,每一个个体都是不可或缺的时候,这种暴发户小团体就已经脱离了原来意义上的联合体,而成为了一种新的合作单位。
我们把这种新的联合方式称为模块化。模块化的意思就是,作为一个模块其中的任何一个个体,都已经没有了独立存在的意义,他们的作用将会在,也只有在合作的时候才被完全的体现出来。在几十亿年后,一种结构松散的组织,叫做什么人类社会的,其中一些被称为是昼夜颠倒的IT精英们命名一类非常类似的组织单位为“子程序”。
同一个子程序只负责一方面的事物一样,一个模块结构也只具有某一方面的功能。在当时没有一个细胞王国存在的情况下,各种模块们是万舟齐发,各显神通,同时也闹得不可开交。模块之间互相捣乱,扯后腿,撒沙子,砸砖头的事件是此起彼伏,朝夕不断。可是不打不相识,在这争斗中,某些模块们成为了非常好的合作者。而合作的结果,就是这些可以合作的模块逐渐占据了越来越高的模块(人)口比例。这类合作的出现,意味着一个更高级别的合作体系即将出现。
这种合作体系的出现,不仅仅意味着有更高一级的调节控制,还意味着这些合作的模块之间必须精诚合作,不能上边握手,下边踢脚。这对于习惯了老子是天下第一的暴发户们,无疑是极为难受的。这些暴发户们必须收敛自己的脾气,不能稍有什么不顺心就大打出手,那样不仅仅会毁了自己,甚至会毁了整个合作的大集体。
但正如罗马不是一日之间建成的一样,这种磨合过程也经过了漫长的岁月,其间,出现了无数辉煌的组合,这些组合大多因为意见不和而烟消云散。最终胜利的合作者们,经过了无数次痛苦的忍让和磨合,经过了多少的风风雨雨,火山熔岩,硫酸雨与刀山火海的考验,已经完全以一种全新的面目出现。
在这种新的组合里面,模块们进行了分工,有些模块被用来当作管家,时时刻刻保持自己和大家的安全,整洁,舒适……而另外一些则是要在关键时刻能够挺身而出,拯救大家于水火之中。
这种新的组合形式就叫做……
叫做……
……
什么,你还没有想好叫什么,我打!
(妖道抗议:还没有文献给出一个正式名称呢,你叫我怎么写)
但是,很遗憾,这种东东还不是我们的头号主角——细胞。只能说是原始细胞的某些前辈吧。也许叫做什么公国,比较好,就是比国家小一些,还没有那么复杂,但是已经是很像了。
细胞的最后确定,是要在这些公国里面进行筛选,其中最适合在脂质体力面生存的公国,在漫长的岁月里,最终发展成了国家,成为了具有独立的主权和领土完整的,所有生命的开端。
我们还不清楚,也永远不会清楚,在地球的早期生命中,究竟是只有一种细胞,还是有很多种?但是至少有一点可以肯定的是,所有的细胞都是由模块组成的,要用程序设计角度来讲,大概就是若干平行的子程序而已。这些细胞的后代也保留着这些古老的传统和印记,比如说细菌里面的操纵子。
而在细胞内部,这些一级子程序们也在缓慢的不停发展,并生成了具有多个分支的功能结构。
(待续)
作者:闷雷 ( 中文论坛西西河 cchere .com
标题:请问类似病毒这样的没有完整细胞结构的生命,是不是从
那个远古的前细胞时代生命演化出的一个分支呢?
作者:水风 ( 中文论坛西西河 cchere .com
标题:应该是的
但是,类病毒只能是复古,而不可能是远古留下来的遗迹。就是在细胞里面的某些核酸,又演化出了类似远古时代的特征。
因为,细胞已经把自己的过去吃得一干二净了。
作者:闷雷 ( 中文论坛西西河 cchere .com
标题:刨根问底.... 顺带抬杠....
你的意思是不是说,病毒本身可能由细胞结构“退化“得到呢?
但是有没有可能病毒是源自细胞之前的生命先祖呢?
现在发现的病毒基本都是寄生性,必须利用富含复制原料的细胞来复制繁衍。如果我假设病毒与细胞几乎同时出现,而在争夺资源的斗争中类病毒的明显劣势,进而迫使非寄生性的品种逐步淘汰,而针对性极强的寄生性品种则得益于细胞生命的爆炸性增长成功生存下来了并逐步进化到今天。这样的假说能否说得通呢?
作者:水风 ( 中文论坛西西河 cchere .com
标题:这个么……
你的意思是不是说,病毒本身可能由细胞结构“退化“得到呢?
如果我假设病毒与细胞几乎同时出现,
我同意你的看法,病毒是一直都存在的。细胞从一个大杂烩发展成为一个高度有序的结构,并不意味着里面的那些杂烩们就会消失。大矛盾是没有了,但是小摩擦还是一直不断的。在这些打内仗的家伙里面,最成功的就是病毒。这也就是说,病毒是一直存在于细胞里面的,并随着细胞的进化而不断的进化。但是这是就病毒的整体而言。单一的病毒,的确是从细胞的染色体组中脱颖而出的,这个不能算退化,因为原始的细胞是被他们杀死了,而不是把其他的部分退化掉了。
[COLOR=blue]而在争夺资源的斗争中类病毒的明显劣势,进而迫使非寄生性的品种逐步淘汰,而针对性极强的寄生性品种则得益于细胞生命的爆炸性增长成功生存下来了并逐步进化到今天。[/COLOR]
从历史来看,病毒一直是一个非常成功的捣蛋鬼,人类基因组里面有三分之一强是病毒遗留下来的插入片断,其中绝大多数都已经失去了活性,成为了染色体中的垃圾。但是这些片断显示了当年病毒在人体和人的祖先体内是多么的耀武扬威。今天的病毒也是非常厉害的。艾滋病毒,埃博拉病毒,都是很能干的。
包括人类在内的动物跟病毒间的争斗已经持续了几千万年了,甚至还要早一些。虽然病毒每每处于上风,但是一旦生命体找到了克制他们的方法,这一大类病毒就会逐渐的销声匿迹了。人和小鼠,玉米,基因组内的病毒以及也证明了这一点。
所以,你问有没有可能病毒是源自细胞之前的生命先祖,从广义上来讲,是的。但是,这些病毒实际上是从细胞体内进化出来的。
作者:Ambrossi ( 中文论坛西西河 cchere .com
标题:我觉得
我的观点是Dawkins一派的,他的学说有效之处就在于解释这类现象。就是说从基因进化的角度看,可以把细胞看作基因联盟体的产物,那么病毒就是另一小撮基因的联盟体,这个小联盟里的基因来源个个不同:有的从来没有被细胞整合过;有的新近才被裹挟出来;有的在细胞内外跳来跳去。无论如何,这个小联盟里基因的共同之处在于联合起来占细胞这个大联盟的便宜。因为这些基因的流动性,因此:
“所以,你问有没有可能病毒是源自细胞之前的生命先祖,从广义上来讲,是的。但是,这些病毒实际上是从细胞体内进化出来的。”
标题:请问类似病毒这样的没有完整细胞结构的生命,是不是从
那个远古的前细胞时代生命演化出的一个分支呢?
作者:水风 ( 中文论坛西西河 cchere .com
标题:应该是的
但是,类病毒只能是复古,而不可能是远古留下来的遗迹。就是在细胞里面的某些核酸,又演化出了类似远古时代的特征。
因为,细胞已经把自己的过去吃得一干二净了。
作者:闷雷 ( 中文论坛西西河 cchere .com
标题:刨根问底.... 顺带抬杠....
你的意思是不是说,病毒本身可能由细胞结构“退化“得到呢?
但是有没有可能病毒是源自细胞之前的生命先祖呢?
现在发现的病毒基本都是寄生性,必须利用富含复制原料的细胞来复制繁衍。如果我假设病毒与细胞几乎同时出现,而在争夺资源的斗争中类病毒的明显劣势,进而迫使非寄生性的品种逐步淘汰,而针对性极强的寄生性品种则得益于细胞生命的爆炸性增长成功生存下来了并逐步进化到今天。这样的假说能否说得通呢?
作者:水风 ( 中文论坛西西河 cchere .com
标题:这个么……
你的意思是不是说,病毒本身可能由细胞结构“退化“得到呢?
如果我假设病毒与细胞几乎同时出现,
我同意你的看法,病毒是一直都存在的。细胞从一个大杂烩发展成为一个高度有序的结构,并不意味着里面的那些杂烩们就会消失。大矛盾是没有了,但是小摩擦还是一直不断的。在这些打内仗的家伙里面,最成功的就是病毒。这也就是说,病毒是一直存在于细胞里面的,并随着细胞的进化而不断的进化。但是这是就病毒的整体而言。单一的病毒,的确是从细胞的染色体组中脱颖而出的,这个不能算退化,因为原始的细胞是被他们杀死了,而不是把其他的部分退化掉了。
[COLOR=blue]而在争夺资源的斗争中类病毒的明显劣势,进而迫使非寄生性的品种逐步淘汰,而针对性极强的寄生性品种则得益于细胞生命的爆炸性增长成功生存下来了并逐步进化到今天。[/COLOR]
从历史来看,病毒一直是一个非常成功的捣蛋鬼,人类基因组里面有三分之一强是病毒遗留下来的插入片断,其中绝大多数都已经失去了活性,成为了染色体中的垃圾。但是这些片断显示了当年病毒在人体和人的祖先体内是多么的耀武扬威。今天的病毒也是非常厉害的。艾滋病毒,埃博拉病毒,都是很能干的。
包括人类在内的动物跟病毒间的争斗已经持续了几千万年了,甚至还要早一些。虽然病毒每每处于上风,但是一旦生命体找到了克制他们的方法,这一大类病毒就会逐渐的销声匿迹了。人和小鼠,玉米,基因组内的病毒以及也证明了这一点。
所以,你问有没有可能病毒是源自细胞之前的生命先祖,从广义上来讲,是的。但是,这些病毒实际上是从细胞体内进化出来的。
作者:Ambrossi ( 中文论坛西西河 cchere .com
标题:我觉得
我的观点是Dawkins一派的,他的学说有效之处就在于解释这类现象。就是说从基因进化的角度看,可以把细胞看作基因联盟体的产物,那么病毒就是另一小撮基因的联盟体,这个小联盟里的基因来源个个不同:有的从来没有被细胞整合过;有的新近才被裹挟出来;有的在细胞内外跳来跳去。无论如何,这个小联盟里基因的共同之处在于联合起来占细胞这个大联盟的便宜。因为这些基因的流动性,因此:
“所以,你问有没有可能病毒是源自细胞之前的生命先祖,从广义上来讲,是的。但是,这些病毒实际上是从细胞体内进化出来的。”
本文是转载,原文还在连载中。
应某人所托,将相关贴收集在这里以便于阅读。
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