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主题:【文摘】离 子 通 道 -- 不爱吱声

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家园 【文摘】离 子 通 道

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  细胞是构成我们这个纷繁复杂的生命世界的基石,即便在我们已经知道自然界存在着诸如病毒那样的生命形式之后,也同样如此。毕竟如病毒之类的生命形式,要想繁衍,还是得找到一个宿主细胞之后,才能生生不息。简言之,细胞就象一个口袋,将生命所需的最基本的一切囊括其中,在太初的混沌浓汤中建立起生命的秩序。

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  细胞能够做到这一点依赖于一类不溶于水的小分子――脂类化合物,尤其是磷脂。磷脂分子既有水溶性基团又有脂溶性基团,在水分子的作用下,其中亲脂的基团彼此聚集形成一个双分子层,而闭合呈球形。正是它们将生命所需的一切包容在内,而有了细胞内外之别。我们将这层分隔细胞内外的磷脂双分子层称为细胞膜。

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  生命离不开水,大多数对生命来说至关重要的物质都是水溶性的,比如各种各样的离子、糖类等。这就带来了一个基本的问题,它们要进入细胞就必须越过细胞膜内部亲脂的基团,而这并不容易。反之,对于生命活动中所产生的不需要的水溶性废物要出去,也同样困难。有人说生命就是一场游戏,不过只有胜利者才能继续玩下去。很显然,如果谁能够率先加速这些物质进出细胞,谁就有了生存的优势。而最简单的方法就是在细胞膜上安一个门,给水溶性的物质提供一个专门的通道。对于那些专门用来帮助离子进出细胞的通道,我们就称之为离子通道。

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  那么通道由谁来提供呢?对于生命来说,最重要的物质有两类,一类是核酸,一类是蛋白质。生命的具体功能主要都是由蛋白质提供,这里也不例外。细胞生产一些特别的蛋白质,它们能够镶嵌在细胞膜上且彼此聚集,中间的孔隙为水分子所占据,这就给那些水溶性的分子或离子提供了一个快速进出细胞的水通道。想象一下把球堆在一起,球与球之间自然会留下孔隙,这对理解离子通道会有所帮助。而孔隙的不同大小,可以允许相应的分子或离子快速进出细胞。

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  进一步的,细胞通过控制相应通道的开放和关闭,而能够调节相应物质进出细胞的速度,来实现细胞的需要,完成相应的功能。对于我们而言,细胞对几种无机离子(Na+、K+、Ca2+、H+等)进出的管理,甚至涉及到生命的根基以及某些疾病的机制,比如神经冲动的产生、心脏的节律性跳动、肌肉细胞的收缩、能量的生成(ATP)等等。生命的奇妙每每使我们由然而生赞叹之心,对离子通道的研究,也同样如此。而科学家Erwin Neher 和 Bert Sakman则由于发现了细胞膜上的离子通道而理所当然的获得了1991年的诺贝尔生理学奖。

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作者:逍遥,网站:www.oursci.org

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