維繫生命的分子 摘要

探索生命《生物學》16

Mnozil Brass

1.      有機化學研究「以碳原子為骨架」的分子的化學性質。最簡單的有機分子是碳水化合物，碳水化合物分子由氫原子與碳原子組成。

2.      在活的有機體身上可發現四種主要的有機化合物：碳水化合物carbohydrates、脂類lipids、蛋白質proteins和核甘酸nucleic acids。雖然這幾類分子的構造與功能不同，不過也有共通性，它們都是由最簡單的「基礎單元building-block」組成的分子。

3.      幾顆最簡單的「基礎單元」分子，透過移除水分子，結合成大型有機分子複合物，這個過程稱為縮合反應condensation reaction。縮合反應是可逆的（反應可以倒轉），大型的有機分子複合物，加入「水」進行反應，就可被水解成較簡單的「基礎單元」分子。

4.      碳水化合物的「基礎單元」分子是單醣monosaccharides。二個單醣鍵結在一起就成為雙醣disaccharides。許多單醣鍵結在一起變成一條條長鍊，就形成多醣polysaccharide；例如，澱粉、肝醣、纖維素都屬於多醣。碳水化合物是植物的主要結構成分，也是一切有機體的重要能量來源。

5.      脂類，脂肪與類似脂肪的物質，能夠溶解於有機溶劑，不溶於水。脂肪由1個甘油glycerol與3個脂肪酸fatty acids組合而成，甘油與脂肪酸透過縮合反應結合成脂肪。

6.      磷脂質phospholipids屬於脂類；磷脂質是構成細胞膜的重要成分。類固醇steroids也屬於脂類，類固醇分子都有4個互相連接的碳氫環，但是每一種類固醇分子環周邊連接的原子群不同。

7.      蛋白質是由胺基酸amino acids組合成長鍊型分子，幾個胺基酸分子經由縮合反應彼此結合成蛋白質。胺基酸分子彼此連接的化學鍵稱為胜肽鍵 peptide bond，製造出來的長鍊分子稱為多胜肽鍊 polypetide chains。

8.      一系列胺基酸分子組成的多胜肽鍊 polypetide chains與分子之間的雙硫鍵disulfide bonds，構成蛋白質的一級構造the primary structure。

9.      不同的胺基酸分子之間會形成氫鍵，這些氫鍵能夠固定捲曲或折疊的多胜肽鍊 polypetide chains，構成蛋白質的二級構造the secondary structure；蛋白質的二級構造分為α螺旋 an alpha helix與β折疊 a beta sheet。

10.    α螺旋與β折疊這些二級構造the secondary structure，能夠進一步折疊成複雜的球狀造型，透過多胜肽鍊 polypetide chains上各種不同的「碳氫原子群R groups」彼此之間的引力固定，形成蛋白質的三級構造protein's tertiary structure。

11.    有些球狀蛋白質是由二條或二條以上的多胜肽鍊 polypetide chains各自折疊、捲曲好之後，再彼此組合起來，構成蛋白質的四級結構 protein's quaternary structure。

12.    蛋白質的立體構造是透過弱鍵固定，也因此蛋白質很容易變形，改變蛋白質的生物功能。溫度或酸鹼度pH值的改變都會破壞denature蛋白質。

13.    核酸nucleic acids的基礎單位是核甘酸nucleotides。核酸分子的構造是一個「五碳醣」連接一個「磷酸原子群」與「含氮鹼基」。

14.    每個核甘酸基礎單位，透過縮合反應，將每個核甘酸的醣與下一個核甘酸的磷酸原子群連接起來，串成一條核酸。

15.    核甘酸有四種不同的鹼基。生物透過核甘酸鹼基各種不同的排列順序，紀錄遺傳資訊，與合成胺基酸的指令。

16.    核甘酸分為二種，DNA去氧核醣核酸與RNA核醣核酸，它們彼此的差異在：

(1).核醣（DNA是去氧核醣，RNA是核醣）。

(2).含氮鹼基（DNA有胸腺嘧啶thymine，RNA有尿嘧啶uracil）。

(3).分子鍊的股數（DNA雙股分子鍊螺旋組成，RNA單股分子鍊）。

(4).生物角色（DNA記錄遺傳指令，RNA複製、運送DNA指令到執行單位）。

n   翻譯編寫 Carol H. McFadden and William T. Keeton 《Biology》；