细胞与病毒的较量

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细胞与病毒的较量
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组成一个人需要120万亿个细胞,这些细胞是生命的基本单位,构成了我们的大脑、肌肉、器官和身体每一部位。过去的十年中,科学家已成功见证了一个曾经看似不可企及的世界——人体细胞内部的世界。近期科技进展使科学家得以观察细胞内部,这是前所未有的。我们能够看到细胞内的结构,以及它们是如何交流运作的。我们对宇宙了解得越多,就觉得它越简单,细胞却不同,我们了解得越多,它反而显得越复杂,在这个美妙的世界里,却上演着一场史上历时最长的战争。
这场战争的开端可追溯到远古时代。那时,地球还在被单细胞和病毒主宰,我们的细胞每天都在与病毒这个宿敌较量。这些无情的微型机器通过杀害细胞而繁殖,在细胞的内部有一整套我们前所未知的机制,在不断消灭病毒,正是这场历史四十亿年的斗争,改变了人类的进化历程,这场病毒对决细胞的战争,这部精彩绝伦史诗级的科幻大片,无时无刻不在你体内上演,而你自己却不知情。
细胞是活体组织的基石,是构成人体的最小单位。然而,每个细胞表面之下都隐藏了一个比科幻小说更为离奇的世界,在这个世界里,数十亿微型机器,每时每刻都在各司其职,相互协作。
我们每个人都由120万亿个细胞组成,虽然它们每个均各不相同,内部所含的指令却一样。细胞有点像婴儿,诞生时,看起来都一样,但很快就会变化,在不同国家学会说不同语言,人体也同样如此,一些细胞说的心脏的语言,一些细胞说肝脏的语言。
蛋白质就是这个奇妙世界里的工人,复杂的化学物质组成链状结构,再结合并形成壮观的蛋白质机器,有些蛋白质可组成令人惊叹的构造。比如支撑细胞的内部骨架,这些宏伟的支架结构,根据受力的改变不断调整,通过自建与重建,赋予细胞形状和坚韧度。
另外还有当搬运工的马达蛋白,它们利用细胞骨架为公路。将养料、化学物及生命必须物送到需要的地方。它们只是维持这个繁忙社区的微型机器的一种。科学家常会被问到,细胞内的部件怎么会知道该去什么地方工作呢?细胞内部肯定是杂乱无章的,物质常常相互碰撞,这种碰撞大多是随机的,但只要足够物质能被运抵该去的地方,整套系统就能运作了。
为此供能量的就是细胞的“发电厂”。这些被称为线粒体的组件能自由漂移,其内部有个每分钟旋转一千多次的涡轮,给数十亿“化学电池”充电。我们做的每件事,每一次心跳,每一次思考,都是靠这些“发电厂”充电的“电池”来提供能量。
这世界里的一切都在按照一个精妙无比的计划行事,而这个计划被珍藏在每个细胞的中心深处,细胞核就像个储藏室,用来存放指导生命运作的说明书,即DNA。DNA是一种链状的化学物质,被整理成一个个基因,每个基因都是一条如何合成特定蛋白质的指令。DNA双螺旋结构有两万多条指令,指示我们的细胞该在何时制造何物,该怎样组建细胞乃至整个人体。DNA双螺旋结构已经成为21世纪的象征,它真的非常神奇。人体每个细胞内含有约一米八长的DNA,如果把人体内所有的DNA连成直线,可在地球月球之间折上几千个来回。但这个至关重要的链状化合物,一旦离开机械大军,将毫无价值,它们在DNA上来往,不断修补DNA,并将其转录,变为细胞能理解的指令,基因一旦被转录,这些指令会被运出细胞核,然后经“移动工厂”解读。
“移动工作”即细胞内的核糖体,将之转变为蛋白质,如此形成的蛋白质多达两百万种,且形状不一,功能迥异。细胞里,资源会被反复利用,用过的或出错的蛋白质会被标记,准备被回收,然后由到处巡视的粉碎机,即蛋白酶体嚼开,碎成小构建模块,用以构成新蛋白质,然而每个细胞都属于一个细胞群区,需要不断地交流互动。这些蛋白质碎块,不停地被运到细胞表面,它们将在这里接受视察,检查官便是我们体内免疫系统的守护者——白细胞。
这些“巡逻士兵”会检查蛋白质碎块,是否有坏损或感染的迹象。此时,一切都还井然有序,人类的每个细胞都包含一个极为复杂,令人惊叹的世界,它们听从其核心细胞核的指挥,永不停歇地执行着DNA的指令。
然而,我们的细胞也在不断遭受攻击,这个细胞将要面对的是位宿敌,引发这种抗衡的起因非常普通,你甚至都不会察觉。我们每天都在遭受这些无形生物的频频轰炸,细菌与病毒。我们有皮肤作为第一道防线抵挡它们入侵,但我们也有致命的弱点,我们的嘴巴鼻子是通往外界的开放通道。我们会触碰物体,会摸嘴唇,揉眼睛、擦鼻子,它们得以入侵,一旦进来了,就无法驱逐。这支外来大军,通过喷嚏传播,被吸入我们体内,无数的入侵者一心来搞破坏。
这就是我们最常见的敌人——腺病毒。这种病毒设计精良,每个都只抱着一个目标,突破细胞的重重防线,入侵细胞核,但凡有一个病毒进入细胞核,就能控制整个细胞,并在细胞内繁殖不下万次,这可导致各种后果,可能是普通感冒,也可能是肺炎,甚至是死亡。但我们的机体已经准备好了,当病毒接近细胞时,将会受到第一重抵抗,它们便是抗体,这种Y形蛋白会识别外来入侵者,它们在细胞之间来回巡逻,监控是否有病毒。一旦识别出病毒,抗体会将自己紧锁于病毒的“盔甲”上,将它们连环镣铐,使它们变成专门吞噬外侵者的白细胞的盘中餐。抗体和白细胞联手组成了人体免疫系统的第一道防线。
(未完待续)
参考文献:视频教学《人体奥妙之细胞的暗战》