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左右對稱與左右不對稱,有多神奇?

時間:2018-11-13閱讀:200
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現在來比較一下我們的左手和右手。毫無疑問,左手和右手是非常不同的。左手無論如何移動、旋轉都無法和右手重合。

盡管,絕大多數物理定律經過鏡像變換后仍然是成立的,但不對稱的現象在生化反應中卻是非常普遍的。如果物質的分子像我們的手那樣不能和自己的鏡像重合,我們就把它稱為手性分子。手性分子都有兩種鏡像異構體,就像左手和右手的關系,而生化反應通常只“認識”其中的一種。比如供給我們能量的葡萄糖都是右手型(D-型)的,而合成蛋白質用的氨基酸(除了沒有手性的甘氨酸)都是左手型(L-型)的。這似乎給生物體提供了一個區分左右的途徑。當然,這并不是說生化反應不符合物理規律,原則上我們確實可以把生物體內的手性分子都同時翻一個個兒,而生命活動照樣可以繼續下去(目前的技術還無法做到)。然而,生物體并沒有必要去關心物理規律的對稱性,它們只要能在自己的體內區分左右就夠了。這就好比假如你生活在中國或美國,你*可以教自己的寶寶:“汽車有方向盤的一邊就是左邊”,雖然這種做法實際上不太“科學”,因為還有些國家汽車的方向盤是長在右邊的。

我們可以設想,把一個L-丙氨酸分子按在身體的正中,讓它的羧基指向口端的腹側,甲基指向反口端的腹側,那么它的氨基所指的就是背側的左邊,氫原子所指的就是背側的右邊。這種靠擺弄一個氨基酸分子來確定左右的方式畢竟有些匪夷所思,不過生物體內的大分子,比如蛋白質,核酸、多糖等也都是有手性的,而它們還可以構成更大的復合物,比如染色體,還有對細胞的形態和胞內物質運輸起重要作用的細胞骨架等。假如通過它們來區分左右就會“現實”得多。當然,這個模型目前還只是個假說,此外也還有其它的一些模型,也都停留在假說的階段。總之,到揭開左右不對稱的謎底還有相當長的路要走。

你是不是也覺得左右對稱和左右不對稱的現象很神奇呢?

 

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