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化学中的细胞说
编辑:上海荣建化工科技有限公司   时间:2019-05-17

但是,到底细胞是如何起源的呢?这是生命起源面临的最大难题。第一个细胞的起源也就宣告了地球上生命的起源,因此,从这种意义上来说,细胞的起源就等同于生命的起源。最近,谢平(2014)提出了细胞的光养起源假设 [3]  。在一定意义上来说,生命的起源始于有机物质的个性化体系的建立,或者说,没有个性便不会有真正生命的诞生。试问,如果有机分子只是飘忽无定地在“汤”中荡漾,怎会出现现在的生命?哪种生命不以个体形式而存在呢?因此,能导致独立生命系统形成的简单的质膜结构的出现(不论通过何种机制或过程)必定是细胞进化的最关键的一步。不仅需要前细胞体整体的独立性,一些重要生命过程(特别是光合作用)也需要细胞内的独立性,即需要内膜系统,看看蓝细菌的专门的光合机构—类囊体就是如此。

在具备简单膜结构的前细胞体中,光合作用指向的选择过程促进主要生命物质的功能分化—脂质构建细胞膜、蛋白质主要扮演催化者、DNA储存遗传信息、RNA构成DNA与蛋白质之间的桥梁、糖类暂时性储存光合作用转化而来的化学能……。这不完全只是随机过程(虽然在很大程度上是),它更是具有目的性指向(最有效的太阳光能利用)的化学性与生命性的巧妙融合,它为生化反应的秩序化与生命过程的程序化铺垫了基石。

一种可能的细胞起源与演化机制

一种可能的细胞起源与演化机制 [3]

在这里,借用艾根所描绘的反应循环→催化循环→超循环的发展模式。生命通过具有限时性的所谓“永恒”的反应循环,基于一系列复杂而精致的正负反馈关系,连接成一种时限性的生命平衡系统,以便能最有效地将太阳光能转化成化学能。看看蓝细菌的光化学反应中心发生的若干循环反应(水的裂解、电子的循环传递等)、碳的固定(卡尔文循环)和呼吸(三羧酸循环)……以及这些循环之间的连接与正负反馈调控等,这就是生化反应的秩序化过程 [4]  。

生命的另一个本质特征就是将遗传物质指挥生命构建过程程序化,即将生命构建过程信息化地储存于DNA之中,这是个性化的生命获得自我繁殖特性必须迈出的重要一步。最后是细胞分裂机制的逐渐形成,这得益于细胞膜的半通透性(小分子养分的进入与大分子碳水化合物的堆积),以及二

遗传密码子的起源——ATP中心学说

遗传密码子的起源——ATP中心学说

者之间的矛盾及其必然的结果—细胞破裂过程的无数次重复。精确而周期化的细胞分裂才能使稳定的遗传成为了可能,这时像我们在现存生物中能所见到的细胞才成功地诞生了,细胞运行机制才得以程序化了。


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