2015诺贝尔化学奖解读:需要弄懂“酶”和“目”
(2015-11-17 15:03:19)分类: 健康话题 |
酶,这个字司空见惯。人体内有几千种酶,每一种酶都催化一种化学反应。我们吃进去的蛋白质,在十二指肠被蛋白酶催化分解为氨基酸,然后才能被小肠绒毛吸收。我们体内合成蛋白质则需要合成酶来催化。酶在催化生物化学反应过程中,本身不变,但被催化的有机分子变了。
人体内有几万种蛋白质,组成每一种蛋白质的氨基酸的数量和排列顺序都不一样,这是由基因决定的。基因也是一种有机分子,人体内有几万个基因。基因由核苷酸组成,基因的不同其实就是核苷酸的数量不同、排列顺序不同。每一个基因都负责催化氨基酸合成一种蛋白质。酶,也属于蛋白质。那么酶也是由基因催化氨基酸合成的。“一个基因一个酶”,这是遗传学定律。
基因是DNA的一个片段,人有46条DNA。1条DNA犹如一架拧成麻花状的耸入云霄的竹梯,抖开,拉展,铺在地上,伸向远方。审视这架竹梯,可以把它划分为无数个“目”字。请注意,每一个“目”字就是一个核苷酸。几百上千个“目”字组成1个基因,几百上千个基因组成1条DNA。
只需细说一个“目”字。左边的竖杆由一个磷酸、一个核糖交替连接而成,右边的竖杆亦然。第一根横杆:嘧啶1+嘌呤1;第二根横杆:嘧啶1+嘌呤2;第三根横杆:嘌呤1+嘧啶1;第四根横杆:嘌呤1+嘧啶2。请注意,“目”字里的两个嘧啶、两个嘌呤的位置不能错乱,嘧啶与嘌呤的配对也不能错乱,发生错乱就是基因变异。生命体是活动着的,所以错乱是经常发生的,也就是说基因变异是经常发生的。基因一变,蛋白质也变,酶也变,生化反应、新陈代谢都跟着变,人体将百病丛生。幸亏,有专门的酶,催化变异的基因再变回来,这样的催化,就是修复。
2015年诺贝尔化学奖授给了三个科学家。第一个科学家发现的酶,可以修复“目”字里的嘧啶、嘌呤的错乱,修复时切掉错误的,再补上正确的。第二个科学家发现的酶,可以修复十几个“目”,即切掉十几个错误的“目”,再补上十几个正确的“目”。第三个科学家发现的酶,可以修复DNA在复制过程中出现的嘧啶、嘌呤的错乱。DNA伴随着细胞分裂而复制,这才能保证每个新细胞里都有相同的DNA。如果这时出现嘧啶、嘌呤的错乱,要么DNA无法复制、细胞无法分裂,要么新细胞异常。这三种被发现的酶,修复了绝大多数基因变异,但是仍有极少数基因变异没有被修复,这就是一些疾病的根源。
以上解读,其实就是解读两个字。一个“酶”字,它被基因决定,它又决定生命体内的一切化学变化,它也回报基因,修复基因的变异。一个“目”字,它竟然是基因的基本单位,神秘的基因原来是这么简单。