欢迎光临散文网 会员登陆 & 注册

细胞之下(1)

2023-07-18 15:09 作者:旅行者212024986  | 我要投稿

1. 呼吸


“你醒了?手术很成功。现在你已经是ADP了。我在你的一碳位加了腺嘌呤,在你的五碳位加了二分子磷酸。现在,去线粒体领一个磷酸基团,然后开始你作为ATP那忙碌的工作吧。ATP在细胞内很有用的。”

“这是哪?”

“抱歉,自顾自地说话,忘了告诉你,你的记忆在手术时被磨消了。不用为你失去的记忆难过,你只需要知道之前的你为了摆脱平庸的糖生而选择了这条路。以后,用这副名叫‘核糖’的身体活下去,并记录你所见的一切吧。”

“所以,ATP到底是干嘛的?”

“腺嘌呤核苷三磷酸,简称三磷酸腺苷,又称腺苷三磷酸,简称ATP。A表示腺苷,T表示三个,P代表磷酸基团,细胞内的高能磷酸化合物,生物体内最直接的能量来源。相应地,ADP是由一分子腺苷与两个(D表示两个)相连的磷酸根组成的化合物,通常为ATP水解失去一个磷酸根,就是断裂一个高能磷酸键,并释放能量后的产物——就是现在的你。腺苷和那些磷酸基团都是可拆卸的,仅在拆卸后存在自我意识,不会对你的记忆产生影响。”

我端详着那段名为“腺嘌呤”的碱基,想从它身上读取它原先的记忆,但刚刚对我说话的那个蛋白质说这个碱基也已被磨消了记忆。“将来你能了解它的。”蛋白质说,并对我淘气地一笑。                          

“离这里最近的线粒体,在那边,葡萄糖分解后进入的那个细胞器。”

我向那边看去,不远处一群葡萄糖正在接受酶的分解,每一个葡萄糖被分解后变成了两个丙酮酸,然后被运输进了旁边一个细胞器,想必就是线粒体了。在它们被分解的同时,我还看到了一些不认识的蛋白质与我的同事。我走过去,以便我可以看清它们的反应。

“不用担心,这反应很快的,”其中一个蛋白质对一个看起来很担心的葡萄糖说,“就像……这么快。”蛋白质话音未落,旁边一个ATP就把自己最边上的那个高能磷酸键释放了。与此同时,我感到一阵热量穿过我的身体。那个ATP(现在应该叫它ADP了),把自己的一个磷酸根“弹”到那个葡萄糖上,接着没说完话的酶和其他的酶将那个接有磷酸根葡萄糖催化成了另一个形状。

“我也帮忙来了!”另一边一个ATP说。它像刚刚那个ATP一样,断裂了一个高能磷酸键。那个葡萄糖接受了第二个磷酸根,再被蛋白质一催化,就彻底变了样。它扭曲着放出来了两个电子和一个氢离子(被一边的一个酶吸走了),同时释放了能量和磷酸基团,被围住的ADP接住(它们又变回了ATP)。最后,在剩下的酶的努力下,它彻底变成了两个丙酮酸。

我看着原本是葡萄糖的丙酮酸,看着它们被运入线粒体,不由得为它感到莫名的悲哀。它(葡萄糖)的分解意味着与它相关的一切已成为过往的云烟。虽说会有新的葡萄糖进入细胞,但是由特定的那几个原子按特定的序列拼出的那个葡萄糖已彻底不见了。

“非要这样做(分解葡萄糖)不可吗?”我心想。

“不然呢?”一个声音回答。

“谁?”我环顾四周,却没看到任何别的分子——刚才的那些分子已经去别的地方继续工作了——四周仅剩眼前的线粒体外膜上的磷脂分子,是它们在回答我吗?

“看这里,一碳位的方向,我是你身上的腺膘呤。”那个声音自身体的一侧发出。我顺着指示看去,只见连在一碳位上的腺膘呤某个氢原子似乎在微微震动。

我不禁惊恐起来,想象一下,一个分子能同时有两个意识!尽管它是“可拆卸”的那部分——但是现在咪唑环上的氮确实有一端连在一碳位上!

“我知道你现在很害怕,放心,我不会对你有什么影响的。”腺嘌呤继续说,“我只是想见证你的经历。我在写一本科普小说,主要是想直观并尽量简洁展现细胞内的各种代谢反应,把它们用我们的语言展现出来,你是这部小说的主角。”

“小说”是什么?“主角”又是什么?这些奇怪的词语让我觉得它更神秘了。

“虽然这样的出场可能会很突兀,但是我想不到其他什么合理的解释了,”腺嘌呤对我一笑,“分子有意识、感情,这本身就挺荒谬的,真是异想天开。现在又要去解释‘为什么主角身体有两个独立意识’这种奇怪的问题,我可不想把篇幅浪费在想象设定上。直接说明吧,我是这本书(?)的作者,负责引入对细胞内的代谢反应的奇妙想象(并像这样解释一些我懒得想象的设定)。现在,忘掉我刚才的胡言乱语吧,你不是来领磷酸基团的么?快进去吧。以后叫我123就行,没别的特殊含义,随便想的。”

我点点头,不再去思考123说了什么。眼下最重要的是拿到磷酸基团,变成ATP并熟悉我的工作。

“关于为什么非得分解葡萄糖获得能量——或者为什么非要为了生存而摄取能量,我想这个问题恐怕是哲学家或物理学家们要回答的。我只能说,我不知道。为了生存而摄取能量似乎是自然界里的公理,寻找这种公理的意义似乎也是没有意义的。”123说。

 

穿过蛋白质,便来到了线粒体内外膜的交界处。这里也有不少酶在工作,并且氢离子的浓度也不低,不过我的注意力全放在了线粒体的内膜上。它有数条深入线粒体基质的嵴,有几处甚至接近对面的外膜。

“仿佛一道内膜上的划痕——或是一道切口,不过现在可不是你观赏它的时候,”123说,“别忘了你的本职工作。”

没办法,123仿佛监工一般督促着我,我只好赶紧进入了线粒体基质。里面比我想象的要热闹的多。除了各种酶,我似乎看到了一个长相奇特的身影——它有着双螺旋的结构,浑身上下拖漏出一种神秘而高贵的气息。

“DNA分子,你应该是第一次见,”123说,“又叫脱氧核糖核酸,我本想放到后面的章节讲的,忘了它在这里也有戏份。”

“那另一边的那个是什么?”我打断123,侧过身体,让123看到那个奇怪的……复合物。

“核糖体,也是我以后想讲的一个可爱(?)的小机器。这两位的出现说明了一个事实:线粒体的复制与细胞质没什么联系。由此还延伸出了一个假说:线粒体是被细胞在进化过程中吞噬的细菌,后来与宿主形成了共生关系。不过,也有不少人认为线粒体就是普通的一个细胞自己慢慢演变出的一个细胞器而已。”

 

我和123一边交谈,一边寻找着我们要找的酶。只见一个丙酮酸在一个酶的催化下脱羧变成了乙酰CoA,然后又被其他的酶一步接一步地催化(123:“击鼓传花一般。”),期间也如同在线粒体外的糖酵解(123告诉了我那反应的名字)一般放出了氢离子,接着被那个酶吸走,不过数量比糖酵解多得多罢了。也少量ADP通过这个反应变成了ATP,但是当我想那么做的时候123却拦住了我,“好歹让我介绍完下面的内容啊,”123说。

“还有吗?我是说能让我领到磷酸变成ATP的过程?”

“当然,不然的话哪来那么多能量支撑这个细胞。”

“可是乙酰CoA的能量在这个反应中不都释放了吗?况且这里的下一步产物不是水就是二氧化碳,再就是草酰乙酸继续循环下去,哪里去找别的能量来源呢?”

“来的路上你应该看见氧气了吧?刚才的三羧酸循环和糖酵解的过程中你是不是也看到有种酶把氢离子吸走了?让我们去找找看吧。”

 

我又随123来到线粒体来到线粒体内膜这边。内膜上镶嵌了不少酶,形成了几个复合体,我也看到了我要找的那个。“看那边,那个就是NADH,把氢离子吸走的那个酶。”123指着一个分子说。只见NADH在某个复合体下一闪而过,放出氢离子和电子就离开了。氢离子被复合体运往膜间腔,而电子则在几个复合体间不停移动,用自己的能量把氢离子不断运出,最后在耗尽了能量后与氢离子和氧气一起合成了水。

与此同时,另一个复合体则因内外氢离子的浓度差而不断向基质一侧倾泻着氢离子,基质侧则有许多ADP和磷酸根利用氢离子涌入的能量相互结合形成ATP(123:“与水利发电机倒是有几分相像”)。

我也学其他ADP一样,利用这股能量结合了一个磷酸根,并顺利地变成了ATP。

“恭喜你完成了新手教学,”123说,“接下来去线粒体外提供能量吧。”


细胞之下(1)的评论 (共 条)

分享到微博请遵守国家法律