生命の工場：生化学的観点から

概要

本記事では、すべての生物が自己の存在を永続させるという同じ基本的な目標を共有する「生命」を工場として探求します。核とDNAを保管する高度なセキュリティオフィスから、アミノ酸から構築されたタンパク質である「ロボット」、機能に必要な材料やエネルギーまで、生命を円滑に維持する生化学的プロセスについて掘り下げます。また、免疫システム、エネルギー貯蔵、神経反応などが、私たちを生かす相互に関連するシステムの一部であることにも触れます。

生命の基本的な目標

すべての生物が自己の存在を永続させるという同じ基本的な目標を共有しています。最小の細胞から最大の哺乳動物まで、すべての生命形態は、同じ基本的なルール、材料、機械を使用して生き残ります。

ロボット工場のアナロジー

ロボットでいっぱいの工場を想像してください。これらのロボットには2つのミッションがあります。工場を稼働させ続け、適切な時期に完全に新しい工場を設立します。それには、組み立て手順、原材料、十分なエネルギー、普通に働く時、素早く働く時、停止する時に関するいくつかのルールが必要です。各工場には、すべての可能な工場構成の設計図と、工場が必要とするすべての異なるタイプのロボットを作る完全な指示セットがある高度なセキュリティオフィスがあります。

生命の構成要素

実は、このアナロジーは細胞を説明するための完璧な方法です。高度なセキュリティオフィスは核であり、DNAとして設計図と指示を保管します。コピーされた指示はRNAです。ロボット自体は主にアミノ酸から構築されたタンパク質ですが、ビタミンやミネラルから派生した特別なツールを使用することもあります。工場ゾーンの間や工場自体の周りの壁は、脂質、すなわち脂肪で構成されています。ほとんどの生物では、主要な燃料源は糖ですが、必要に応じて脂肪やタンパク質も分解され、炉で燃やされます。ポータルは膜タンパク質であり、正しいタイミングで壁を通過する非常に特定の材料や情報を許可します。

生化学における通貨の重要性

ロボットタンパク質間の多くの相互作用には、最低賃金のようなプッシュが必要です。いくつかの小さながらも重要な通貨形式が、このプッシュを提供するためにタンパク質間で転送されます。電子、陽子、酸素、リン酸グループが主な化学通貨であり、それらは小さな分子の財布や大きなトートバッグに保管されています。

生命の相互関連性

これらすべての生命の構成要素は、私たちを生かす相互に関連するシステムの一部です。燃料が余りすぎている場合、体は余剰分をグリコーゲンや脂肪として貯蔵します。十分でない場合、体はそのエネルギー準備を使い果たします。ウイルスや細菌が侵入しようとした場合、体は免疫システムを動員します。熱いものや鋭いものに触れた場合、神経は知らせて止めるようにします。新しい細胞や新しい人を作る時期かもしれません。驚くべきことに、オークの木、ニワトリ、カエル、そして人間さえも、すべての基本的なロボットと工場の設計を共有しているため、生化学者はすべての生物について多くを学ぶことができます。