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• 细胞生物学精要

  作者：何金水 发布时间：2021-10-26 09:51:42

  1 介绍细胞

  一切生物都由细胞组成。细胞是活体的基本单位。没有深低于细胞的东西可以被称为是「活」的了，如病毒。

  细胞能通过生长及分裂制造出它自身的复制品。

  最简单的生命形式是单细胞。更高等的的动物是细胞的共同体，庞大的细胞城市中各个居民行使既定的功能，通过精密的通信系统而相互协调。这些细胞均从单独一个细胞经过生长而分裂牺牲而来。

  生物的遗传信息（基因）存在于DNA分子中。每个细胞由四个相同单体（核苷酸）所组成的长的DNA多聚链绞合在一起，DNA中的遗传信息被阅读/转录成多聚体，即RNA。RNA分子携带的信息随后被翻译成为又一种类型的多聚体——蛋白质。蛋白质分子充当结构材料、化学催化剂及分子马达等，支配细胞的行为。

  蛋白质由氨基酸组成。在每个生物中，由同样一套20种不同的氨基酸构成蛋白质。氨基酸以不同的序列连接，使每个蛋白质分子具有不同的三维结构/构象，通过这种方式，同一种基本的生物化学机器被用于生产出了整个生物界。

  

  一切现代细胞明显地都是由同一祖先进化而来，估计整个祖先细胞存在于距今3.5*10^9~3.5*10^10年。9

  基因提供给细胞指令，以形成细胞形态、功能和复杂的行为。

  各种不同的细胞类型都是在胚胎发育过程中由一个受精卵发育而来，都带有该物种中的DNA的相同拷贝。它们多变的特性是源于单个细胞执行遗传指令的方式。不同的细胞表达不同的基因，它们根据细胞和它们的祖先细胞从环境中接受到的指令，使用基因翻译某些蛋白质但不翻译出其他一些蛋白质。

  每个细胞都拥有执行各种生物学任务的能力，这取决于它的环境和历史。细胞使用DNA中所编码的信息来指导其活性。

  1665年，Robert Hooke向伦敦皇家学会报告他曾经观察一片软木时发现它由大量小腔室组成，他称这些腔室为Cell（细胞）。事实上，Hooke所描述的结构只是活的植物细胞死亡后遗留下来的细胞壁。此后不久，Hooke才看到了活细胞。

  

  细菌是结构最简单的细胞，没有细胞器，也没有包住DNA的细胞核。

  有细胞核的生物体称为真核生物，而在细胞中没有核的生物称为原核生物。一般来说，「细菌」和「原核生物」连歌词可以交换使用。

  

  当条件合适、食物丰富时，一个细菌可以在20min内通过分裂复制自己，这样，不到11h它就能产生80亿个后代。由于它们数量达、生长快，细菌群体能因此快速进化，以及能通过类似性的过程交换一点遗传物质，迅速地获得能力去利用一种新营养源或抵抗一种新抗生素的灭菌作用。

  大部分原核生物以单细胞形式生活。有些细菌喜氧，有些厌氧。真核细胞的线粒体（生产能量的细胞器）被认为是由那些开始生活在现今真核细胞的厌氧祖先细胞内部的好氧细菌进化而来。

  原核生物分为两类，真细菌和古细菌。

  酵母、变形虫等独立生活的单细胞生物是真核生物。一些比较复杂的多细胞生物，包括植物、动物、真菌，都是由真核细胞组成的。

  所有的真核细胞都有一个细胞核。细胞核是细胞的信息存储器。它被包裹在两层同心膜中，这两层同心膜形成核被膜。

  细胞核中包含DNA分子，当一个细胞准备分裂成两个子细胞时，DNA分子紧密聚集，各自形成染色体。

  线粒体利用食物产生能量而赋予细胞动力。

  线粒体利用来自食物分子（如糖的氧化作用）产生的能量，用于生产基本的化学染料腺苷三磷酸（ATP）。ATP是驱动细胞大多数活动的化学染料。在此过程中，线粒体消耗氧并释放二氧化碳，故整个过程被称为细胞呼吸，即细胞水平的呼吸。

  厌氧生物没有线粒体，比如肠道寄生虫，它缺少线粒体且只能生存在低氧环境中。

  叶绿体从日光捕捉能量。

  植物能直接从太阳光取得能量，动物只能利用通过摄取其他生物产物而获得化学能。

  叶绿体含有DNA，它也被认为是从细菌演化而来的——是光合细菌由于某种原因被古代真核细胞吞入了胞内的结果。

  

  

  细胞骨架负责细胞运动。

  细胞骨架是由纤维蛋白质丝构成的系统。

  最细的丝是肌动蛋白丝。

  最粗的丝是微管。在正在分裂的细胞中，它们会重新组织成一些系统，帮助把已复制好的染色体拉向相反的方向，讲染色体平分给两个子细胞。

  粗细介于动蛋白丝与微管之间的是中等纤维，它加强细胞的机械强度。

  这三种纤维以及它们连接的其他蛋白质一起形成一种「梁」、「索」、「马达」系统，赋予细胞机械强度，控制细胞的形状并且驱动和引导细胞运动。

  细胞内部是不断运动的。

  细胞骨架不断地捆绑聚集和拆开。这些蛋白质微丝能相互组合，并能在几分钟内消失。沿着它们组成的轨道和索桥，细胞器和膜泡忙碌地来来回回，在一秒钟内横穿过整个细胞。内质网和填充了细胞中每一个游离空间的分子都处于疯狂的热骚动中。未结合的蛋白质在周围快速移动，以致尽管它们的移动都是随机的，但却能在几秒钟内访问到细胞的每一个角落，不断地与较小的有机分子在它们组成的混乱的沙尘暴中碰撞。

  真核细胞可能作为捕食者而起源。

  

  我们对生命基本机制的大部分知识，如DNA的复制、遗传指令的编码，都来自对大肠杆菌的研究。

  酒酿酵母是一种微笑的单细胞真菌，它与动物的关系和它与植物的关系一样近。

  细菌、古细菌与真核生物在30亿年前相互分开，植物、动物及真菌在15亿年前分开，鱼和哺乳动物在4.5亿年前分开，各种有花植物在2亿年前相互分开。

  动物物种的大部分是昆虫。

  通过对果蝇、蠕虫、鱼、小鼠和人的研究，我们获得了一把钥匙去理解所有的动物在普遍意义上是如何形成的以及它们的细胞是怎么运作的。

  靠一段DNA就能够规划活细胞和复杂生物的生长、发育和繁殖，这是一个令人惊奇的现象。

  

  2 细胞的化学成分

  生物体是一个化学系统。生命的化学是一门特殊的化学。化学指导生物。

  与非生物体一样，活细胞服从相同的化学和物理规律。就像物质的其他形式那样，生物由原子组成，原子是化学元素的最小单位，并保持该元素独特的化学性质。

  原子由更小的粒子组成。一个原子的原子核含有质子和中子。质子带正电荷，中子不带电荷。原子核被负电荷的电子云包围。

  原子核中的质子树木就是原子序数。氢原子只有一个质子，其原子序数为1。碳原子的原子核内含有6个质子，它的原子序数为6。

  一个原子的电子数等于其核内的质子数。

  中子是不带电的亚原子粒子。中子能维持原子核结构的稳定性。如果中子太多或太少，原子核会通过放射性衰变而裂解。但中子并不改变原子的化学性质。

  同一元素的各种同位素的原子核含有相同数目的质子及不同数目的中子。

  一个碳原子的直径约为0.2nm，在1mm长的直线上可以排列500万个碳原子。一个质子或中子的质量约为1/（6*10^23）g，所以1g氢元素约有6*10^23个原子。6*10^23这个数字被称为「阿伏伽德罗常量」，它用于描述日常度量与用分子或原子个数为单位度量的数量关系。

  如果一个物质的分子量为M，那么Mg该物质就含有6*10^23个分子，同时我们把这么多数量的这种物质称为1摩尔（mol）。

  自然存在的元素有92种，每种元素因其质子和电子数不同而与其他元素区分开来。活细胞由有限的几种元素组成，其质量的96.5％由 4种元素——碳（C）、氢（H）、氮（N）和氧（O）构成。

  质子与中子在原子核中结合极为紧密，只有在极端情况下才分开，如在放射性衰变时或在太阳内部以及核反应堆中。

  一个原子的化学性质由它所带电子的数目和排布所决定。当全部电子处于可能的最低能级并且每个电子层都被电子完全填满时，这个原子是最稳定的。

  外电子层未饱和的原子处于不稳定状态，化学性质活泼。这类原子需要从别的原子那里得到或失去电子，从而使其最外层电子达到饱和。这种电子的交换可以通过从一个原子转移到另一个原子或者原子间共用电子来实现。

  当电子移动并达到一种更稳定的分布状态时，原子之间就形成化学键。

  • 当一个电子从一个原子跃迁至另一个原子时，即形成了两个带有相反电荷的离子，这些带电原子的互相吸引形成离子键。

  • 当一对电子被相邻原子共用时，就形成了一个共价键。

  • 由每个原子各提供1个电子，这类共价键为单键；由每个原子各提供2个电子，当两对（4个）电子被共用时，即形成了一个双键。

  由化学键（共价键）维系在一起的两个或更多个原子所构成的原子群称为分子。

  多个原子之间的共价键可以用特定的键角、键长和键能来表示。

  

  我们把1升水升高1℃所需要的能量值作为1kcal。如果断开6*10^23个键（1mol某种类型的键）需要提供1kcal能量，那么这种键的强度是1kcal/mol。1kcal≈4.2kJ。

  在活细胞中，共价键的形成与断开是一个剧烈事件，被酶（高度转移性的催化剂）所控制。

  生物体含有独特且有限的一套有机小分子。这些有机分子在各种生物体内大致相同，主要种类有糖、脂肪酸、氨基酸以及核苷酸。

  糖类是细胞的基本化学能源，可通过被合成为多糖而储存能量。最简单的糖是单糖，是一些化学式为（CH2O）n的化合物，n通常等于3/4/5/6。糖以及由糖组成的化合物也被称为碳水化合物。

  对于能量储存来说，脂肪酸也是很重要的。不过，它们最重要的功能是形成细胞膜。

  细胞利用氨基酸制造蛋白质。蛋白质是一条由氨基酸头尾连接而成，并折叠形成特定三维结构的长链聚合物。蛋白质中两个相邻氨基酸之间的共价连接成为肽键，氨基酸链也成为多肽。相邻氨基酸发生缩合反应形成肽键。

  核苷酸在能量转移中起核心作用，它也是构成信息大分子RNA和DNA的基本单位。

  含有核糖的核苷酸称为核糖核苷酸，含有脱氧核糖的核苷酸称为脱氧核糖核苷酸。含氮环通常被称为碱基。最重要的一种核糖核苷酸是三磷酸腺苷（ATP），它参与细胞中几百种化学反应的能量转移。

  在细胞中，核苷酸最基本的功能是生物信息的存储与读取。核苷酸是构成核酸的结构单元。依据核酸糖-磷酸主链上糖的差别，把核酸分为两类：基于核糖的核酸类型称为核糖核酸或RNA，包括碱基A、G、C、U；基于脱氧核糖的核算类型称为脱氧核糖核酸或DNA，包括碱基A、G、C、T。

  在细胞中，RNA一般以单链出现。DNA是双链分子，它是由两条聚核苷酸链经碱基之间的氢键相连而成的双螺旋结构。一个DNA或RNA分子的核苷酸序列编码了细胞的遗传信息。然而，在细胞里这两种核酸的功能稍有不同。具有稳定双螺旋结构的 DNA 是遗传信息的储存库，而单链RNA通常只是遗传分子的瞬时载体。各种核酸分子中的碱基互相识别的能力和氢键配对（又称碱基配对）的能力是遗传和进化的基础。其中G与C配对，A 与U或工配对。

  大分子是构建细胞的主要结构单元。就大小和复杂性而言，大分子介于小分子与细胞器之间。它们有许多特殊的性质，很难根据组成它们的亚基来推导。

  大分子是将有机小分子（称为单体或亚基）共价连接而成的长链聚合物，多糖、蛋白质、核酸都由单个亚基（糖、氮基酸、核苷酸）组成。

  蛋白质是种类繁多、功能各异的大分子，它由氨基酸聚合而成。

  蛋白质、RNA 和DNA都是由亚基通过同样的缩合反应而形成的。每一种大分子都具有独特的亚基序列。

  一个大分子的不同部位之间可以形成弱的非共价键。正如在蛋白质中那样，这些非共价键使得大分子折叠形成独特的三维形状和化学性质。

  3 能量、催化作用与生物合成

  生物的每个细胞就像一个微型化工厂，每秒钟都在进行许许多多化学反应。

  生物能够存在是因为有连续的能量输人。这种能量的一部分被用于执行那些基本功能，如生存、生长及繁殖，而其余部分能量则以热形式耗散掉。

  大多数生物的初始能源来源是太阳。

  太阳能通过光合作用进入生物界。光合作用使太阳光中的电磁能转换为细胞中的化学键能。植物、藻类及光合细菌利用大阳能和二氧化碳生产有机物。动物食用植物或食用靠吃植物维持生命的动物而获得养分。

  绿色植物光合作用全过程的最终结果可归纳成下列方程：光能+CO2+H2O->糖+O2+热能。

  在一个细胞中进行着许多化学反应。每一个反应专一性地由一种酶催化。大量不同的酶按次序运作，形成反应链，这称为代谢途径，每一条途径在细胞中执行一个特定的功能。

  氧化作用指失去电子，还原作用指得到电子。

  分解反应通过氧化途径分解食物分子并释放能量。合成反应产生许多为细胞所需的复杂分子，但要求能量输入。在动物细胞中合成反应所需要的结构单元及能量都是靠分解代谢而获得的。

  纸+O2->烟+灰+热+CO2+H2O

  化学反应只在导致自由能（可以被收集起来用于做功或驱动化学反应的能量）损失的一个方向上发生。

  在燃烧一本书时，活化能由一根点燃着的火柴的热所提供，这种碰撞由于温度升高而变得更加剧烈。

  酶与特定的底物分子结合从而催化一个反应，这种结合降低了为建立或分解特定共价键所需要的活化能。假如没有酶，生命也将不会存在。

  

  酶催化一个反应的速率取决于它能多快地找到它的底物以及多快地形成产物并将其扩散出去。这些反应的速率在不同酶之间千差万别，能够在一定环境下将纯化的酶与底物混合从而被测量出来。

  只有那些增大宇宙中总的无序性的化学反应才可能进行。用一个反应的自由能变化，即△G（DELTA G，自由能改变）来度量这种无序性。能量方面有利的反应（放能反应）是那些通过降低系统中自由能来创造无序性的反应，换言之，△G必须小于0，一个反应才能得以进行。宏观例子是一个压缩的弹簧松开成伸张的状态；微观例子是盐溶于水中。

  

  生物的成功归功于细胞有能力制造很多酶，每种酶都有精确的专一性。酶能够通过偶联很多能量不利和一些能量有利的反应来创造生物的有序性。

  

  一个化学反应的自由能变化，△G，依赖于反应分子的浓度。倘若已知这个反应的平衡常数（K）（或已知这些反应物的标准自由能变化，即△G°），则可从这些浓度计算△G。

  平衡反应常数控制细胞中所有大分子和小分子的结合（和解离)。两个分子之间的结合能量越大，其平衡常数也就越大，而这两个分子将很可能会被发现是互相结合的。

  借助建立一条反应途径，把一个能量方面有利的反应与一个能量方面不利的反应耦合起来，酶可使那些不可能发生的反应得以进行。

  一小群活化载体分子尤其是ATP（腺苷-5'-三菱酸）、NADH以及NADPH，在耦合事件中起核心作用。ATP携载高能磷酸基团，而NADH（还原的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸）及NADPH（还原的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸）携载高能电子。

  储存在ATP中的能量常备用于两个分子的连接。NADPH主要与那些催化合成代谢的酶一起合作，提供高能电子用于合成高能生物分子。NADH在分解代谢反应体系中作为中间体而起特殊的作用。

  食物分子为形成大分子提供碳骨架。这些大分子的共价键典型地通过某些反应产生，这些反应与活化载体分子（如ATP和NADPH）由能量有利的键改变这一个现象是耦合的。

  4 蛋白质的结构和功能

  蛋白质赋予了细胞形状与结构，还参与几乎所有的细胞功能。

  到目前为止，蛋白质是已知结构最复杂、功能最强大的分子。

  活细胞含有一套极其多样的蛋白质分子，每个蛋白质分子由氨基酸线性长链共价相连而成。

  每一类蛋白质均含有决定其三维构象和生物学活性的独特的氨基酸序列。

  多肽链最终的折叠结构或构象是由其能量状况决定的，通常是处于自由能（G）最小时的构象。当蛋白质折叠错误时，有时它们会聚集起来危害细胞甚至整个组织。聚集的蛋白质是一系列神经退行性疾病的根源，包括阿尔兹海默病、亨廷顿舞蹈病、朊病毒病（羊瘙痒病、牛海绵状脑病/疯牛病、人克雅氏病）。

  一个蛋白质的折叠结构通过多肽链的不同部分之间非共价的相互作用而得以稳定。

  解析一个蛋白质的结构通常从它的氨基酸序列入手，第一个测序完成的蛋白质是胰岛素，它的序列与1955年公布。一旦确定编码某种蛋白质的DNA序列，就可以利用遗传密码将其翻译成氨基酸序列。要确定蛋白质精确的三维构象，只有通过X射线或核磁共振的试验方法。

  多肽主链的相邻区域之间的氢键通常使多肽产生规则的折叠方式，即α螺旋和β折叠。

  

  许多蛋白质的结构可以再分成拥有致密三维结构的较小的球形区城，被称为蛋白结构域。

  一种蛋白质的生物学功能，取决于其表面的化学特性以及它如何与其他分子（配体）结合。

  抗体，又称免疫球蛋白，是由免疫系统针对如外源微生物的表面分子等诸多的外界分子而产生的蛋白质。每一种抗体与一种特定的目标分子紧密结合，从而使目标分子直接失活，或加以标记以便破坏它。抗体识别目标分子（抗原）有很强的专一性。

  当一个蛋白质催化配体中共价键的形成和断裂，则该蛋白质被称为酶，而该配体被称为底物。

  许多药物都是通过阻断特定的酶的活性而起作用的。

  在酶的活性位点上，折叠的蛋白质的氨基酸侧链被精确定位，这有利于底物形成与酶反应的高能过渡态，该状态是底物转变为产物所必须经历的。

  许多蛋白质的三维结构已经发生进化，以至于它们结合小型配体就能引起蛋白质形态的显著变化。

  大多数的酶是变构蛋白质，即存在两种催化活性完全不同的构象。配体与特定的活性位点结合，以稳定活化的或失活的构象，从而使配体开启或终止酶的活性。

  细胞内大多数酶的活动是受到严格调控的。最常见的一种调控形式是反馈抑制，即一个处于代谢途径早期的酶被该代谢途径的终产物所抑制。

  在典型的真核细胞中，数以千计的蛋白质不是受磷酸化和去磷酸化循环的调节，就是受GTP（鸟苷酸）结合蛋白介导的GTP结合和水解的调节。

  在细胞中，许多相关的GTP结合蛋白质起到分子开关的作用。GDP解离下来后被GTP替换，从而接通开关，这个过程经常被细胞接受到的信号所激活。GTP结合蛋白与其他的蛋白分子相结合，从而控制这些蛋白的活性。

  在细胞中，马达蛋白水解ATP并成为ADP，从而产生定向的移动。

  细胞中的每一个核心步骤，例如DNA复制、蛋白合成、小泡出芽、跨膜信号转导，都是由十个或数十个高度协调、相互联系的蛋白质来催化完成的。

  高效的蛋白质机器由变构蛋白质装配而成，通过相互协调构象的变化来执行复杂的细胞功能。

  一个调节蛋白质密码建立在多个氨基酸侧链的共价修饰的基础之上，它使每个细胞能够控制其蛋白复合物的定位和装配。

  从细胞匀浆的粗提液开始，通过一系列层析的步骤可得到单一蛋白纯品。我们纯化某个蛋白质后，能够通过生化技术揭示蛋白质的化学形式，并且确定蛋白质精确的三维结构。

  

  蛋白质功能的例子

  5 DNA和染色体

  生命依赖于稳定且紧凑地储存的遗传信息。

  细胞能够储存、解读并且翻译遗传指令以形成并维持一个生物体。在细胞分裂时，遗传信息由一个细胞传递到它的子代细胞。

  每个细胞的基因（含有遗传信息的因子）都是由DNA（Deoxyribo Nucleic Acid，脱氧核糖核酸）组成的。

  一个DNA分子含有两条长的多聚核苷酸链，每条DNA链均由4种核苷酸亚基组成。两条链通过核苷酸上碱基基团之间的氢键作用结合在一起。

  

  一个生物体的DNA所包含的全套信息被称为该生物体的基因组。

  遗传信息由长的DNA分子携带，由核苷酸 A、T、G和C的线性序列编码。

  每个DNA分子是一个双螺旋，由一对互补的核苷酸链组成，由 G-C和A-T碱基配对的氢键维系在一起。

  真核细胞的遗传物质包含在一套染色体内，每条染色体是一条含有许多个基因的非常长的DNA分子。

  染色体最重要的功能就是携带基因——遗传的功能性单元。

  基因是含有制造特定蛋白质指令的DNA片段。

  当编码蛋白质的基因表达时，部分核苷酸序列被转录为RNA，然后引导合成特定的蛋白质。形成每条真核生物染色体的DNA除了含有基因以外，还有许多复制起始点、一个着丝粒和两个端粒。这些序列确保了染色体可以有效地复制并传递给子细胞。

  真核细胞中的染色体由DNA和大量与之牢固结合的专一性蛋白质所构成。这些蛋白质把DNA折叠成一种紧密的形式。染色体上的DNA和蛋白质的复合物称为染色质。

  数量最多的染色体蛋白质是组蛋白，它将DNA包在一个由被称为核小体的DNA-蛋白质颗粒所组成的重复阵列中。

  在组蛋白H1分子的帮助下,核小体包装在一起形成30nm纤丝。纤丝通常盘绕和折登，形成更紧密的染色质结构。

  染色体的结构是动态的：利用染色质重塑复合物和共价修饰组蛋白的酶，临时解压缩染色体的结构细胞可以确保涉及基因表达、复制和修复的蛋白质得以快速、局部地与相应的DNA序列接触。

  有些染色质用一种组蛋白尾巴修饰的模式，使得DNA高度浓缩，以至于包装着的基因无法表达产生RNA和蛋白质。

  染色质结构可以从一代细胞传递到下一代细胞，形成表观遗传的一种形式，帮助细胞记住在上一代细胞中的基因表达状态。

  6 DNA复制、修复和重组

  在混乱的环境中，细胞维持自身规律的能力依赖于精确复制其DNA携带的数量庞大的遗传信息。

  DNA复制的速率高达每秒1000个核苷酸。

  每次细胞分裂时，它必须复制数以十亿计的碱基对。一个正在分裂的动物细胞必须在8h内复制1000本像本书那么多的内容，出错不能多于1或2个字母。这一奇迹是由一组蛋白质组成的「复制机器」完成。

  DNA两条链均可作为模板以合成另一条链。因此DNA双螺旋中的两条链分别携带相同的信息。

  DNA分子的复制以如下方式完成，即利用DNA双螺旋的原来的链为模板合成一条新的互补链，从而形成两个相同的DNA分子，保证了遗传信息从亲代细胞传递给子细胞以及从父母传递给后代的复制。

  DNA分子复制时，它的两条链被拉开形成一个或多个「Y」形复制叉。DNA 聚合酶位于复制叉上，在每条亲链上生成一条新的DNA互补链。

  「复制机器」的核心是DNA聚合酶。DNA聚合酶以高保真性复制DNA模板，其差错率低于每10（7）个碱基出一次差错。聚合酶在沿DNA移动时能消除自身的聚合错误，这一校读过程很大程度上保证了这种精确性的实现。

  DNA聚合醋只能朝一个方向合成新的DNA，所以人在复制叉处，只有前导链能以连续方式复制。后随链的DNA以一种「回针缝合」的非连续过程合成DNA短片段，然后由DNA连接酶将其连接起来完成DNA链。

  DNA聚合酶不能从头开始创始新的DNA链。DNA的合成是由名为引物酶的RNA（核糖核酸）聚合酶启动的。引物酶先合成短片段的RNA（引物）随后由 DNA 聚合酶将其延长。这些引物随后被清除并代之以DNA。

  DNA 复制需要多种蛋白质的协同作用，这些蛋白质形成一个多酶聚合体复制机器，催化DNA合成。

  在真核生物中，一种称为端粒酶的特殊酶在染色体的末端合成DNA。

  只有在极少的情况下，细胞的DNA复制和修复过程的失败会在DNA上留下永久性改变，这种改变就是突变。DNA序列的一个关键位置发生的突变可能严重损害生物体的健康。所以，高保真地复制和维持DNA序列对于生殖细胞和体细胞都很重要。

  被DNA复制机器忽略的极少数复制差错，由错配修复蛋白来处理。包括错配修复在内，DNA复制的总体精确度可达到每 10（9）个核苷酸出错一次。

  每当复制机器产生一个拷贝错误时，它就留下了一个错误配对的碱基，通常称为错配。继承了一个损坏的错配修复基因的个体容易患癌症。多数癌症源于积累了多个突变的细胞。

  基因的稳定性取决于DNA修复。

  由不可避免的化学反应所造成的DNA损伤由多种酶来修复，它们识别损伤的DNA，切除一小段包含损伤的DNA链，随后DNA修复聚合酶以完好链为模板，重新合成丢失的DNA。

  在进化过程中，积累DNA改变的速率非常慢。在进化了500万年以后，人和黑猩猩的DNA序列仍有98%是相同的。

  非同源末端连接允许双链DNA断裂的快速修复，这一过程经常会改变修复位点的DNA序列。

  利用同源染色体序列为引导，同源重组忠诚地修复双链DNA的断裂。减数分裂过程中，相应的同源重组过程导致遗传信息的交换，产生携带新序列的DNA分子。

  可移动的遗传因子（也被称作转座子），在宿主基因组内从一个地方移到另一个地方，为遗传变异提供了来源。

  将近一半的人类基因组由可移动的遗传因子组成。其中有两类因子已扩增为很高的倍数。

  病毒是包装在蛋白质保护外壳中的基因。它们必须在宿主细胞内才能繁殖。病毒的体型很小，能通过阻挡最小细菌的超细滤膜。病毒复制本身对宿主细胞经常是致死的。

  有些病毒以RNA而不是DNA作为它们的基因组。一组RNA病毒——逆转录病毒——复制时必须把RNA基因拷贝成DNA。

  7 从DNA到蛋白质：细胞如何阅读基因组

  所有活细胞中遗传信息的流向是 DNA->RNA->蛋白质。DNA 中的遗传指令转换到RNA和蛋白质的过程称为基因表达。

  为了表达DNA携带的造传信息，基因的核苷酸序列首先被转录成RNA。转录由RNA聚合酶催化，DNA上的核苷酸序列指示RNA聚合酶何处起始和终止转录。

  RNA 在数个方面不同于 DNA。它含有核糖而非脱氧核糖，含有尿嘧啶（U）而非胸腺嘧啶（T）。与DNA在细胞内总是以双螺旋存在的形式相反，细胞内的RNA以单链分子合成，并常折叠成精确的三维结构。双链DNA不能像单链RNA般折叠。

  由于RNA是从有限的DNA区域拷贝而成的，因此他们要比DNA分子短的多（1-10万分之一）。

  RNA链在被合成的同事立即从DNA链上解离，同一基因在较短时间内可以合成多份RNA拷贝。

  细胞合成数种不同功能类型的RNA：信使 RNA（mRNA）携带合成蛋白质的指令；核糖体RNA（rRNA）是核糖体的一种组分；转运RNA（tRNA）在蛋白质合成中起接头分子作用；其他小分子RNA（miRNA）起着调节真核生物基因表达的重要作用。

  DNA转录起始点称为启动子。真核生物 RNA 聚合酶需要在启动子上结合一个复合通用转录因子才开始转录，而细菌RNA聚合酶只需要结合一个被称为σ因子的亚基即可开始转录。

  

  真核生物DNA中，大多数基因被分隔，即小片段的编码区（外显子）被非编码区（内含子）所分隔。真核生物基因从DNA转录为RNA 时，外显子和内含子都被复制。

  内含子在核内通过RNA剪接过程从 RNA 转录物上被切除。在由核微小核糖核蛋白复合物SnRNP 催化的反应中，内含子从RNA上被切除，而外显子连接在一起。

  在真核生物mRNA离开细胞核之前需要经过几个附加的RNA加工步骤，包括RNA加帽修饰和多聚腺苷酸化。这些反应连同剪接一起发生在RNA被转录之时，随后加工后的mRNA被运送到细胞质中。

  mRNA 的核苷酸序列翻译为蛋白质的反应在细胞质中的大型核糖核蛋白装配体（即核糖体）上进行。核糖体沿着mRNA移动，将信息翻译成蛋白质。核糖体是细胞中最大、最复杂的结构之一，由1/3的蛋白质和2/3的RNA组成。

  RNA内的信息向蛋白质的转换是把信息翻译成另外一种语言，这种语言由截然不同的符号组成。mRNA只有4种核苷酸，而蛋白质由20种氨基酸，翻译不可能通过mRNA内的核苷酸与蛋白质内的氨基酸之间的一一对应关系来实现。这一过程是通过遗传密码的规则所实现。

  mRNA的核苷酸序列以三核苷酸组（密码子）解读，每个密码子对应一个氦基酸。

  氨基酸与密码子之间的对应关系由进传密码指定。RNA内4种不同核苷酸的可能组合产生了64种不同密码子。大多数氨基酸由不止一种密码子指定。

  蛋白质合成中，tRNA以连接物分子起作用。氨酰-tRNA合成酶将氨基酸连接至正确的tRNA。每种RNA含有一段三核苷酸序列——反密码子，通过碱基互补配对与mRNA上的密码子匹配。

  蛋白质合成起始于核糖体在mRNA上起始密码子（AUG）处的组装，该过程由称为翻译起始因子的蛋白质调控。当到达终止密码子（UAA、UAG或UGA）处时，完整的蛋白质链从核糖体上释放。

  氨基酸逐步连接到多肽链上是由核糖体大亚基上的一种rRNA 分子所催化。因此，核糖体是一种核酶——一种可以催化化学反应的 RNA分子。

  大部分抗生素是通过抑制细菌（但不是真核生物）的蛋白质合成而起效的化合物。常用的抗生素第一次是从真菌中分离得到 。真菌和细菌常生长在同样的生态环境中，为了取得竞争优势，真菌进化出了一种能够杀死细菌而对自身无害的毒素。由于真菌与人类都是由真核细胞构成的，因而相互之间的关系要比任何一种细菌都要近，我们已经能够利用这些化合物来对付攻击我们身体的细菌。

  细胞内蛋白质的降解受到精细的调控。一些蛋白质在细胞质中被称为蛋白酶体的大型蛋白质复合物降解。

  从我们目前对现存生物及其所含分子的知识来看，生命系统很有可能起源于RNA分子的进化，这些分子能催化自我复制。

  一般认为随着细胞的进化，DNA双螺旋取代RNA成为更加稳定的储存遗传信息的分子；而蛋白质取代RNA成为主要的催化和结构组分。然而，某些重要的反应如肽键形成仍然靠RNA催化；这一现象让我们得以一窥以RNA为基础的远古世界。

  8 基因表达调控

  典型的真核细胞只表达所有基因中的一部分，多细胞生物独特的细胞类型的产生是因为细胞分化时不同类型的细胞表达了不同组合的基因。

  多细胞生物体中的大部分特化的细胞都有能力依据所响应的细胞外信号来改变自身的基因表达模式。

  尽管表达基因时所涉的各个步骤原则上都是可以调控的，但对大多数基因来说，转录起始是最为重要的控制点。

  单个基因的转录是通过转录调控蛋白打开或关闭的。这类蛋白质是通过和一小段DNA调节序列相结合而起作用的。

  尽管每个转录调控蛋白有独特的特征，它们的大部分采用为数不多的几个蛋白质结构模体之一与 DNA 结合。折叠在模体内部的氨基酸的精确序列决定所识别的特定DNA序列。

  细菌中，转录调控蛋白通常在RNA聚合酶结合部位附近同DNA调节序列结合，激活或阻抑基因的转录。

  真核细胞中，这些DNA调节序列通常距启动子有几千个核苷酸对之远。

  真核转录调控蛋白以两种基本方式作用：①它们可以直接影响在启动子上的RNA聚合酶与通用转录因子的装配进程；②它们可以局部改变启动子区域的染色质结构。

  真核生物中，基因的表达通常是通过转录调控蛋白的组合来控制的。

  多细胞植物和动物中，不同类型细胞产生不同的转录调控蛋白，确保只有适合那种细胞类型的基因表达。

  多细胞生物中的细胞具有一定机制以确保它们的后代“记住”自己应该是什么类型的细胞。

  单个的转录调控蛋白如果在合适的前体细胞中表达，能触发生成一种特殊的细胞类型甚至整个器官。

  在转录发生后，细胞依旧可以控制基因的表达。这类机制通常是依赖可以影响它自己的转录或是翻译的RNA分子实现的。

  微小RNA（miRNA）通过和特定mRNA的碱基配对从而调控它的稳定性和翻译来控制基因的表达。

  细胞有一套防御机制来摧毁大部分由病毒产生的“外源”双链RNA。科学家将这个机制，即RNA干扰技术，用于失活目的基因。方法是将针对目的基因mRNA上的双链RNA注射到细胞中。

  9 基因和基因组如何进化

  通过对现代生物体间核苷酸或氨基酸序列进行比对，我们现在开始重现以第一个细胞开始至今数十亿年间基因组的进化过程。

  遗传变异——进化变异得以产生的原料——产生的机制有很多，最后导致基因组核苷酸的改变。这种改变的范围从单点核苷酸突变到大规模DNA序列的重复和重排。

  调控 DNA 中的点突变在我们消化乳糖的能力上也起了作用。我们最早的祖先原本是乳糖不耐受的，因为用于分解乳糖的酶乳糖酶仅仅在婴儿时期产生，而不食用母乳的成年人就不再需要这种酶。大约10,000年以前，当人类开始从家畜身上获得乳汁，人群中慢慢出现了变异基因，使得即便是成人也能够表达乳糖酶。现在我们知道成人能够消化乳糖是因为他们乳糖酶基因的调控 DNA序列中发生一个点突变，导致乳糖酶在人的一生中都得以表达。在这个层面上说，能够消化乳糖的成人属于「变异人」。这种新的特征在人群中的传播相当迅速，特别是在以牛奶作为一种重要营养来源的社会。

  导致生物体选择优势或是选择中性的遗传变异将会被延续，而那些严重影响生物体健康的变异将被自然选择所淘汰。

  基因重复是遗传多样性产生的重要方式之一。一旦基因重复得以发生，这两个拷贝基因能够积累不同的突变而发生特化，从而行使不同的功能。在进化的历史长河中，多轮基因重复和分离的发生产生了大的基因家族。

  基因间外显子交换能够创造出具有新功能的杂合蛋白，这极大地推动了新蛋白的产生和进化。

  人类基因组包含3.2×10（9）个核苷酸对，分布于22个常染色体和2个性染色体上。其中编码蛋白质或结构RNA、调节RNA和催化RNA的DNA序列仅占基因组的百分之几。

  人类生殖细胞系每次细胞分裂过程中平均每600万个核苷酸中存在0.6个差错。由于我们的绝大部分DNA序列并不受到任何精确的约束，因而很多这类变异都是选择中性的。

  人类的两个不同个体间每1,000个核苷酸对中平均有1个是不同的；这种差异塑造了人类的个性化特征，也为依靠DNA序列分析识别个体提供了基础。

  比对不同物种间的基因组序列是我们识别基因或找出基因组中其他功能性区域的一种有力的方法。

  由于相关物种（如人类和小鼠）具有很多共同的基因，因此能对这些基因的调节产生影响的那些进化变异对于我们认识这些物种间的差异具有重要的意义。

  10 基因及基因组分析

  重组DNA技术彻底地改变了细胞研究，使研究者们有可能任意地从细胞的几千个基因中挑出一个基因，并确定该基因精确的分子结构。此技术的一个关键因素是限制酶能把大的DNA分子切割成特定的一系列DNA片段，每种限制聽只在一个特定的核苷酸序列位点切开DNA双链。DNA片段可用凝胶电泳根据其大小分开。

  核酸杂交能够在核酸片段混合物中检测出任何给定的DNA序列或RNA序列。此技术依赖于一个事实，即单链DNA或RNA只同与其核苷酸序列互补的核酸形成双螺旋。

  用英光染料或放射性核素标记序列已知的单链DNA，可以作为杂交反应中的探针。

  任意序列的短DNA链都能够在实验室中进行化学合成。

  DNA克隆技术使我们能够从几百万个序列中，选出某个DNA 序列并得到该片段无限量的纯化物。

  DNA连接酶可在体外把一些DNA片段连按成自然界中不存在的重组DNA分子。

  将DNA 片段插人到可以进行复制的DNA分子如质粒中，然后将重组的DNA 分子引人快速分裂的细胞，通常是细菌中，在每次分裂中该DNA均被复制。通过该方法这些片段可以得以保持完好并且进行扩增。

  代表一个生物体完整基因组染色 DNA的克隆片段的集合称为基因组文库。文库通常以成千上万株细菌克隆的形式保存，每个克隆携带一个不同的DNA片段。

  cDNA文库是含有一种特定细胞类型或者组织的总mRNA的DNA拷贝。与基因组DNA克隆不同，克隆的cDNA主要含有蛋白质编码序列，没有内含子、基因调控序列和启动子。当想将克隆的基因用于表达蛋白质时，它们是最适合的。

  聚合酶链反应（PCR）是在体外利用纯化的DNA聚合酶进行DNA扩增的有力武器。PCR需要已知被扩增DNA的序列，因为必需合成位于被复制 DNA 两端的寡聚核苷酸引物。

  历史上，从DNA文库中克隆基因是通过杂交技术来鉴定出含有所需序列质粒的；现在，绝大多数基因的克隆只需利用PCR从DNA或者mRNA样品中大量扩增就能得到某一段特定的序列。

  现在的技术能够快速确定任意一段DNA的核苷酸序列。

  已经确定了上百种不同生物的完整基因组序列。其中包括细菌、古细菌、酵母、昆虫、鱼类、植物和晡乳动物。

  细菌，酵母和哺乳动物细胞被工程改造后可以用于大量合成来自其他物种的任何一种蛋白质，从而使得科学家能够研究那些稀有或者难分离的蛋白质。

  利用重组DNA技木，一个蛋白质可以与一个分子标签连接，如绿色茨光蛋白（GFP），可以在细胞内道踪其运动轨迹。以GFP为例，蛋白质可以在活的生物体内进行监测。

  核酸原位杂交技术可以精确定位基因在染色体上的位置，或者RNA在细胞和组织内的位置。

  DNA 微阵列代表了一个同时进行大量杂交反应的平合，可以人用于同时检测成干上万个基因的表达。

  克隆的基因能通过重组DNA技术永久性地插入到细跑或者生物体的基因组中。充隆的基两在可以体外进行改造以产生突变的基因，然后再重新插入到细胞或者生物体中以研究基因的功能。

  研究基因功能最直接的方式就是将其从生物体的整因组中敲除。然后研究该敲除对生物体外观和行为的影响。

  细胞或者生物体内特定基因的表达可以通过RNA干扰（RNAi）的技术加以柳制，它能够防止一条mRNA翻译成蛋白质。

  11 膜的结构

  活的细胞就是一个装在容器内的分子自我复制系统，该容器就是质膜。没有质膜就没有细胞。

  细胞膜使细胞建立起屏障，把特定分子限定在特定区室内。

  细胞膜由镶嵌着蛋白质的连续两层（双层）脂质分子组成。

  脂双层给所有细胞膜提供了基本结构和屏障功能。

  膜脂质分子同时具有疏水和亲水两种区域。当膜脂质分子置于水中时，它们会自发地聚集成双层，形成破裂后可重新密封的封闭区室。

  膜脂质分子有三大类：磷脂、固醇、糖脂。

  脂双层具流动性，单个脂质分子能在其自己所在的单层内扩散；但是它们不能自发地从双层的一个单层翻转到另一单层。

  质膜的两层脂质组成成分不同，反映出细胞膜的两个面有不同的功能。

  一些细胞通过改变膜的脂质成分来调节膜的流动性。

  膜蛋白负责膜的大部分功能，例如，转运水溶性小分子穿过脂双层。

  跨膜蛋白通常以一个或多个α螺旋穿过脂双层，但有时以圆筒状β折叠穿过脂双层。

  一些膜蛋白不延伸穿过脂双层，而是通过非共价键与其他膜蛋白相连或以共价键与脂质相连的方式连接在膜的一面或另一面上。

  大多数细胞膜由一个相连着的蛋白质框架所支撑。例如，在质膜下形成细胞皮层的纤维蛋白网络。

  虽然许多膜蛋白能在膜平面内迅速地扩散，但细胞通过一些方法，把蛋白质限制在特定的膜域，并把一些特殊蛋白质连接到胞内或胞外的大分子上，从而限制这些蛋白质的运动。

  暴露在细胞表面的许多蛋白质和一些脂质与糖链连接，有助于保护和润滑细胞表面以及参与细胞与细胞之间的识别。

  12 膜转运

  细胞膜的脂双层对非极性小分子（如氧气、二氧化碳）和非常小的极性分子（如水）具有通透性，而对于大多数大分子，水溶性分子和所有的离子是高度不通透的。营养物、代谢物和离子由膜转运蛋白转运穿过质膜和细胞内膜。

  细胞膜含有许多转运蛋白，每种转运蛋白负责跨膜转运特殊类型的溶质。有两类膜转运蛋白——载体蛋白和通道蛋白。

  电化学梯度表示作用于一种离子的净驱动力，综合这种离子的浓度以及电场。

  在被动转运中，不带电荷的溶质自发移动，顺其浓度梯度而下；带电荷的溶质（离子）自发移动，顺其电化学梯度而下，水顺其渗透梯度而下。在主动转运中，不带电荷的溶质或离子在需能过程中逆其浓度或电化学梯度转运。

  载体蛋白结合特定的溶质（无机离子，小的有机分子，或两者），并通过改变构象转运它们穿过脂双层。构象变化首先将结合溶质的部位暴露在膜的一侧，然后在另一侧。

  载体蛋白能作为泵，利用ATP水解、Na+ 或H+的下坡流动或光提供的能量，逆其电化学梯度转运溶质上坡。

  动物细胞质膜内的 Na+-K+ 泵是一种ATP酶，它主动转运Na+出细胞和K＋进细胞，维持陡峭的跨质膜Na+梯度，用于驱动其他主动转运过程和传播电信号。

  通道蛋白形成穿过脂双层的水孔，溶质能通过水孔扩散。由载体蛋白进行的转运可以是主动的，也可以是被动的，而由通道蛋白进行的转运总是被动的。

  大多数通道蛋白是选择性的离子通道，允许有适当大小和电荷的无机离子顺其电化学梯度下行而穿过膜。通过离子通道的转运比通过任何已知载体蛋白的转运至少快1000倍。其他通道则运输水分子或是别的代谢物。

  大多数离子通道是门控的，瞬间打开以应答特殊的刺激，如膜电位的变化（电压门控通道）或结合配体（配体门控通道）。

  即使在离子通道被特殊刺激打开时，该通道也不持续开放着：它们随机切换于开和关的构象之间。活跃的刺激增加通道处于开放状态所占的时间比例。

  质膜两边不均匀的电荷分布决定了膜电位，当离子流经开放的通道时，膜电位发生变化。绝大多数动物细胞内，K+选择性泄漏通道维持静息膜电位在负值，非常接近于K+跨膜迁移的驱动力接近于零时的值。

  神经元以动作电位形式传播信号，沿着轴突传播长距离而不诚弱。动作电位通常由电压门控Na+通道介导。它应答质膜的去极化而打开。

  神经未梢内的电压门控Ca2+通道将电信号与突触释放的神经递质耦合起来。在突触后靶细胞内神经递质门控离子通道将这些化学信号转换回电信号。

  兴奋性神经递质打开对Na+通透的神经递质门控通道，使突触后的细胞膜朝向启动动作电位的阈电位去极化。抑制性神经递质打开神经逆质门控CI-通道，以此维特突触后细胞膜极化而抑制启动动作电位。

  13 细胞如何从食物中获得能量

  糖可能是最重要的燃料分子。

  蛋白质、脂肪和多糖构成我们所吃食物的大部分，这些食物必须被分解成比较小的分子才能为我们的细胞所利用。

  利用酶将复杂分子降解成简单分子的过程称为分解代谢。

  食物分子的酶促分解作用的第一阶段是消化作用，它或者在细胞外（小肠中）进行，或者在细胞内一种叫溶解酶体的特化的细胞器中进行。消化以后，源自食物的有机小分子进入细胞质中被氧化。

  葡萄糖和其他食物分子被受控制的氧化作用逐步分解，提供ATP形式和NADH形式的化学能。

  来自于食物的糖由不同的反应分解：糖酵解（在细胞质中进行），柠檬酸循环（在线粒体基质中进行），氧化磷酸化作用（在线粒体内膜上进行）。

  

  糖酵解反应把葡萄糖（六碳糖）分解为两个分子的丙酮酸（三碳糖），产生少量的ATP和NADH分子。

  氧存在时，丙酮酸转变成乙酰CoA和CO2。柠檬酸循环随后将乙酰CoA中的乙酰基转移至CO2和H2O。这些氧化反应中释放的许多氧化能以高能电子形式储存在载体NADH和FADH2中。真核细胞中所有的这些反应在线粒体中进行。

  食物中其他主要能源是脂肪。由消化脂肪产生的脂肪酸输人到线粒体中，并氧化为乙酰CoA 分子，这些乙酰CoA分子进一步通过柠檬酸循环被氧化并产生NADH和FADH2，就像从丙酮酸衍生乙酰 CoA一样。

  NADH和FADH2将它们携载的电子传递至线粒体内膜的一个电子传递链，在那里通过一系列的电子传递以驱动ATP合成。食物分子分解时捕获的大部分能量在这个氧化磷酸化过程中被收集。

  我们摄入的食物不仅是代谢能量的来源，也是生物合成的原材料。柠檬酸循环和糖酵解的许多中间体是合成细胞中蛋白质，核酸和其他特殊分子的代谢途径的出发点。

  一个细胞中同时进行着的数以千计的不同反应是密切协调的，这使细胞能适应各种不同的外部环境并始终能行使其功能。

  身体需要持续的葡萄糖供应来满足代谢的需要。比如，大脑细胞几乎全靠葡萄糖进行呼吸作用。

  人处于缺少食物或剧烈运动的时期，血液中的葡萄糖消耗比合成快。补充血液中葡萄糖的一个途径是从小分子的非糖类有机分子合成，如乳酸、丙酮酸或者氨基酸。反馈调节的一种复杂形式是调节一些关键的酶的活力使细胞从分解葡萄糖转向合成葡萄糖（糖异生）。在哺乳动物中，糖异生主要发生在肝脏细胞中。

  细胞把食物分子存储在特殊的存储器中。

  就量而言，脂肪是远比糖原重要的能量储存形式。1g脂肪氧化所释放的能量几乎是1g糖原氧化所释放的2倍之多。糖原与大量的水结合，因此若储存同样多的能量，所需要的糖原的实际质量与脂肪相比相差达6倍。

  一个成年人储存的糖仅够进行一天正常活动，而储存的足量脂肪可维持近一个月。如果我们身体的主要燃料存储器必须携载糖原而非脂肪，那么体重将平均增加近30kg。

  我们的脂肪大多以不溶于水的三酰甘油形式的脂滴储存在特化的脂肪细胞中。响应激素的信号，脂肪酸会从这些脂滴中被释放出来进人血液，按需要供其他的细胞使用。这种需求在个体一段时间未进食后上升;即使正常的夜间停食也会动用脂肪。早晨，进人柠檬酸循环的多数乙酰CoA来自脂肪酸而不是葡萄糖。而餐后，多数进入柠檬酸循环的乙酰CoA来自食物来源的葡萄糖，任何过量的葡萄糖都会被用来补充消耗掉的糖原储存或者用来合成脂肪（虽然动物细胞很容易将糖转为脂肪，但它们不能把脂肪酸转化成糖）。

  葡萄糖亚基在动物中以糖原形式、在植物中以淀粉形式储存。

  动物和植物以脂肪形式储存脂肪酸，植物产生的食物库是动物（包括人类）的主要食物来源。

  14 线粒体和叶绿体中的能量生产

  线粒体、叶绿体以及许多细菌都通过以细胞膜为基础的化学渗透偶联机制产生ATP。

  线粒体利用糖和脂肪酸氧化作用获得的能量驱动动物细胞所需的大多数ATP的产生。在线粒体中，糖代谢是完全的，释放的能量被有效地利用，以致每一分子葡萄糖氧化能产生30个分子的ATP。

  线粒休具有内膜和外膜。内膜中包围着线粒体基质。基质中含有许多酶，包括那些柠檬酸循环中的酶。这些酶从乙酰CoA的氧化作用中产生大量的NADH和FADH2。

  在线粒体内膜中，由NADH和FADH2，提供的高能电子沿着电子传递链（呼吸链）最终在一个能量方面有利的反应中与氧分子结合。

  在呼吸链上电子传遊过程中释放出来的一些能量被用于将H+从基质中泵送出去，由此建立起一个跨膜电化学质子梯度。泵送质子是由埋在膜中的三个大型呼吸酶复合物执行的。

  由此产生的跨越线粒体内膜的电化学质子梯度使氢离子通过位于线粒体内膜上的ATP合成酶回流到基质中，从而制造ATP。

  电化学质子梯度还驱动进出线粒体的代谢物的主动运输。

  在叶绿体和光合细菌的光合作用中，高能电子是在光被叶绿素吸收时产生的。这种能量被位于叶绿体类囊体膜中的一种称作光系统的蛋白质复合物捕获。

  电子传递链与光系统一起将电子从水中传递给NADP+，形成 NADPH。分子氧作为副产品而产生。

  叶绿体中的电子传递链也能够产生跨类囊体膜的质子梯度。如同在线粒体中那样，跨类囊体膜质子梯度被埋在膜中的ATP合成酶用以制造ATP。

  光合作用产生的ATP和NADPH在叶绿体内用以驱动叶绿体基质中的碳固定循环，从而由CO2产生糖。这种糖被输送到胞质溶胶进行代谢，并为细胞的其他部分提供有机碳、ATP（通过线粒体）和还原力。

  线粒体和叶绿体都被认为是从被最原始的真核细胞内吞的细菌进化而来的。它们都保留了自身的基因组以及类似细菌的分裂机制。

  化学渗透偶联机制分布广泛且起源古老。现今有些细菌的生存环境与设想中的早期地球环境十分相似，这些细菌也利用化学渗透偶联制造ATP。

  15 胞内区室及转运

  真核细胞含有很多膜被细胞器，包括细胞核、内质网（ER）、高尔基体、溶酶体、内体、线粒体、叶绿体（在植物细胞中）和过氧化物酶体。

  

  

  

  大多数细胞器的蛋白质都是在胞质溶胶中合成，然后转运到它们行使功能的细胞器中。氨基酸序列中的分选信号引导蛋白质运向正确的和胞器；在胞质溶胶中行使功能的蛋白质没有这种信号，它们维续留在合成的地方。

  核蛋白含有核定位信号，帮助指导核蛋白从胞质溶胶通过主动转经贯通两层核孔到达细胞核内。蛋白质不需要解折叠其构象就能进人核内。

  大多数线粒体和叶绿体蛋白质在细胞溶胶中合成，并通过其膜上的蛋白转运体被主动转运到细胞器中，蛋白质必须解折叠以使它们蜿蜒通过在线粒体或叶绿体膜上的蛋白转运体。

  内质网是细胞的膜工厂；它合成大部分的细胞脂质以及许多蛋白质。蛋白质由结合在粗面内质网表面的核糖体合成。

  如果在胞质溶股中的核糖体所合成的蛋白质具有内质网信号序列，它会被位于胞质溶胶内的信号识别颗粒（SRP）所识别，从而将核糖体引向内质网；核糖体-SRP复合物与内质网膜上受体的结合便启动了转运过程，使生长的多肽链通过转运通道穿过内质网膜。

  预定分泌出去或到细胞器腔内的可溶性蛋白被完全转运人内质网腔，而预定到内质网膜或其他细胞膜的跨膜蛋白通过一个或一个以上的跨膜α螺旋锚定在脂双层中。

  在内质网腔内，蛋白质折叠起来，与其他蛋白质装配，形成二硫键，并被修饰连上寡糖链。

  离开内质网是一个重要的质控步骤；不能正确折叠或不能与它们正常的结合对象结合的蛋白质，都被伴侣蛋白留在内质网内并最终被降解。

  错误折叠蛋白质的积累可引发扩展内质网的反应，因此增加了其正确折叠新蛋白的能力。

  蛋白质从内质网转运到高尔基体以及从高尔基体转运到其他目的地，都是由持续从一个膜上芽生并持续与另一个膜融合的转运囊泡介导的，这个过程称作囊泡转运。

  芽生的转运囊泡在其胞质溶胶面具有独特的外被蛋白；外被蛋白的装配驱动了出芽过程，而且外被蛋白帮助受体及其结合的货物分子进人正在形成的囊泡中。

  有被囊泡在断离后迅速失去其蛋白质外被，使其能停靠并与特殊的靶膜融合；停靠和融合由位于囊泡和靶膜上的蛋白质介导，包括Rab蛋白和SNARE蛋白。

  高尔基体从内质网接受新合成的蛋白质；施以寡糖修饰，分选蛋白质，并把蛋白质从反式高尔基体网络分送到质膜、溶酶体或分泌囊泡中去。

  在所有真核细胞中，转运囊泡不断从反式高尔基体网络上芽生并与质膜融合，这个过程称作组成性胞吐；这个过程将质膜脂质和蛋白质运送往细胞表面，并在分泌过程中将分子从细胞中释出。

  特化的分泌细胞也有一种调节性胞吐途径，在这一途径中，当细胞得到分泌信号时，储藏在分泌囊泡中的分子通过胞吐从细胞中释出。

  细胞通过胞吞摄人液体、分子，有时甚至是颗粒，在胞吞时质膜的一些区城内陷并断离，形成胞吞囊泡。

  胞吞的大部分物质被运送到内体，然后再到溶酶体，在那里被水解酶所降解；然而，胞吞囊泡膜的大部分组分通过转运囊泡再循环回到质膜被重新利用。

  16 细胞通讯

  多细胞生物的细胞通过许多不同的细胞外化学信号进行通讯。

  在动物中，激素经血液运载到远方的靶细胞，但大多数其他的细胞外信号分子往往仅作用于短距离。相邻细胞常通过直接的细胞表面接触进行通讯。

  产生激素的细胞称作内分泌细胞。例如胰脏的一部分就是一个内分泌腺体。它所产生的激素就是胰岛素，可以调控整个身体的葡萄糖摄取。

  细胞外信号通过和受体蛋白结合并激活它产生对靶细胞的刺激。每一个受体识别一种特殊的信号分子。

  

  为了更好地理解这几种不同的信号传导方式,可以想象一下，为了给某场演讲、音乐会或者足球比赛做宣传的时候。内分泌信号将会倾向于通过无线电台来广播这个消息。局部旁分泌信号则等同于在所选的布告栏上贴传单。长距离而自身的神经信号就如同一个电话或是一封电子邮件,那么接触依赖性信号传导就是一个典型的老式的面对面交流。至于自分泌信号传导,就好像你给自己留了一个勿忘出席的便笺。

  

  小的疏水性细胞外信号分子如类固醇激素和一氧化氮，能直接跨质膜扩散；它们激活细胞内受体蛋白，这些细胞内受体蛋白或是转录调控蛋白，或是酶。

  大部分细胞外信号分子不能通过细胞膜，它们和位于细胞表面的受体蛋白结合，将胞外信号转化（转导）成不同的胞内信号。

  细胞表面受体有三大类：①离子通道偶联受体；②G蛋白偶联受体；③酶联受体。

  

  G蛋白偶联受体和酶联受体响应细胞外信号，激活胞内一条或数条信号通路，从而改变细胞行为。

  关闭信号通路和开启它们同样重要。信号通路中每一个激活的成分都必须随后被抑制或是从通路中移去以备下次再用。

  G蛋白偶联受体激活一种三聚体状态的GTP结合蛋白，称为G蛋白。G蛋白起分子开关的作用，短时间内把信号向前传送到细胞内部，随后通过水解G蛋白结合的GTP为GDP而关闭它们自己。

  某些G蛋白直接调节质膜中的离子通道。其他的G蛋白激活（或失活）腺苷酸环化酶，增加（或降低）细胞内小信使分子cAMP 浓度。还有别的G蛋白直接激活磷脂酶C。磷脂酶C产生小信使分子肌醇三磷酸(IP3)和二酰甘油。

  IP3打开内质网膜上的 Ca2+通道，急速释放游离Ca2+流涌入胞质溶胶。Ca2+本身作为一个小的细胞内信使，使许多Ca2+响应蛋白的活性发生改变，包括钙调蛋白。钙调蛋白激活各种靶蛋白诸如 Ca2+/钙调蛋白依赖的蛋白激酶（CaM激酶）。

  cAMP的增加激活蛋白激酶A（PKA），而Ca2+和二酰甘油共同激活蛋白激酶C（PKC）。

  PKA、PKC和CaM激酶选择性地磷酸化靶蛋白的丝氨酸和苏氨酸，由此改变蛋白的活性。不同类型的细胞含有不同的信号组合和效应靶蛋白，因此以不同的方式受影响。

  许多酶联受体具有起酶作用的胞内蛋白结构域。大部分是受体酪氨酸激酶（RTK），它们磷酸化自身并选定在酪氨酸上的胞内信号蛋白。

  RTK上的磷酸酪氨酸作为各种胞内信号蛋白的停泊位点，常常包括小型的GTP结合蛋白Ras。Ras 激活一个三蛋白MAP激酶信号转导组件，帮助将信号从质膜传送到核。

  通过造成Ras的持续活性而刺激细胞增殖的那些突变是许多人类癌症的共同特征。

  一些RTK通过激活肌醇三磷酸激酶来刺激细胞的增殖和细胞的存活。肌醇三磷酸激酶磷酸化特定的肌醇磷酸酯来产生在质膜上的脂停泊位点，从而使得特定的信号蛋白聚集并激活其他蛋白。

  一些受体，包括Notch和细胞因子受体，激活一条通往核的直接通路。与激活信号级联反应不同，受体活化了质膜上的转录调控蛋白。后者随后迁移到核内，激活特异的基因。

  植物和动物一样，使用酶联细胞表面受体来控制它们的生长和发育。

  植物中的胞外信号常常通过解除信号响应基因的转录抑制来起作用。

  不同的细胞内信号通路的相互作用，使细胞能对复杂的信号组合产生适当反应。某些信号组合使细胞得以存活，另一些信号组合可起细胞增殖。当不存在任何信号时，大部分细胞会通过调亡杀死它们自己。

  17 细胞骨架

  真核细胞的细胞质由一个以中间丝、微管和肌动蛋白丝所组成的细胞骨架支撑，并由它们在空间上组织细胞质。

  中间丝是由纤维蛋白形成的稳定的、绳状的聚合体，它使细胞具有机械强度。其中有些位于核被膜之下，形成核纤层，其余的分布在整个细胞质中。

  微管是由微管蛋白二聚体聚合形成的坚挺、中空的管子。它是极性的结构，有一个缓慢生长的负极和一个迅速生长的正极。

  像中心体那样，微管在组织中心里先成核再向外生长。微管的负极埋在组织中心里。

  细胞中大部分微管处于动态的不稳定状态，在伸长状态和缩短状态之间变化。这些被称为动态不稳定性的状态转换是由结合在微管蛋白二聚体上的GTP的水解来控制的。

  每

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  作者：KeithenZou 发布时间：2017-12-10 11:02:46

  看完了全书一半的内容，就差介绍基因表达的那些章节。为了理解人体的机械起源，后悔当初没学好细胞生物学，所以买来了这本书恶补一番。这本书就语言风格而言是通俗易懂的，就内容而言算是突出精要的主题，当然对于本科学习是足够的，突出了关键的内容，但是有些细节并没有过多提及，比如溶酶体的工作原理，细胞自噬原理，这些有关细胞防御机制的内容并没有提及。学细胞生物学一定要结合生物化学，这样才能理解细胞的机械起源——为什么细胞是这样而不是那样？关键还是归结为生物能学和进化的问题。有了细胞生物学的基础，人体机械起源问题就一目了然，理解这个问题的意义在于加强诊断的明晰性和诊断能力。

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• 细胞生物学入门好书

  作者：JudeLiu 发布时间：2019-08-12 08:03:50

  这本书涵盖了细胞生物学的很多方面，从DNA到蛋白质，从细胞膜到细胞骨架，从单分子到细胞组织，一应俱全，却也面面俱到，实在是细胞生物学入门的一本好书。

  我从中看到了非常多感兴趣的课题，只可惜精力有限，只能囫囵吞枣，一扫而过，但是从中所获得的一些知识的积累和固有观念的打破还是很有价值的。

  本书中我们如何得知的部分非常的有趣，通过列举实验设计与方法，说明了一些结论的得出，让人感受到了科学的严谨与力量，也让我学到了很多实验上的方法，可以在后续的科研中进行参考。书中的配图也非常的详细和准确，给阅读提供了很多便利，很多时候仅从图例中就可以读懂作者的意思了。

  另外，这种专业入门书籍往往可以让人对一个专业领域有一个大概的认识，让人不会因为对于此领域过于无知而产生误解。非常建议对生命科学感兴趣的人阅读，期待会有更多的人来阅读这本书。

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• 一点点体会

  作者：氡钫镭锕钍 发布时间：2016-05-31 23:21:22

  读这本书的感觉就是英文版的高中生物学，不过内容会深入得更多。（我才刚开始看，这本书是在学校图书馆借到的，当时看到的时候就爱上了<图片1><图片2>）

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• 你将我引向那片大陆——读《血精灵》有感

  作者：夏桑 发布时间：2014-05-17 00:28:07

  从昨晚到今天，我这个看书速度不够快的人，总算把这本书看完。

  这本书是迟卉老师于2006年到2010年期间写作，于2011年出版。而我却是在2013年忽然喜欢上迟卉老师的作品，我惊叹于她在四五年之前，就已经有了这样的个性化的表达方式，让我佩服不已。

  这篇小说给我最大的愉悦在于两方面，一方面在于语感，另一方面在于小说的写作技法。

  小说的语感有一种很强烈的迟卉风格，读来就会有一种呛辣的感觉。其中的人都有一种粗犷的个性美感，常常骂脏话，常常提刀来战。这种人物个性，给了我很强的直观感受。而且，迟卉老师的小说，有一种自然而然的延伸。小说给我一种感觉，就是这片大陆有着一股肃杀的味道，仿佛不是置身于鲜活的大陆，而是在一片无垠的宇宙。其中的一些描写景物和心理的段子，让我获益良多。

  而另一方面就是迟卉老师的写作技法。可以说是各种穿插，各种时空节奏。具体要分析我不是很有耐性，但我觉得迟卉老师迟早会写长篇史诗小说的吧。

  总之，看得很开心，也推荐大家看。

  现在，我加入了战网，魔兽的客户端还在下载，我去了名字，叫做海特。

  明天，让我也进入，看看这篇大陆是否真如迟卉老师所说的那样丰富。

  晚安。

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• 对天文感兴趣的同学一定要认真看看

  作者：hhy 发布时间：2010-07-09 03:54:12

        怎么说也是我的第一本天文入门书吧，从此书中才真正了解了天文学现在在干什么，已经干了什么，和将要干什么。

     读第一遍时，由于在高中，有些内容还并没有真正理解透。后来在南大物理系系统了学了普通天文学，再回顾了一下，发现自己又有了新的理解。

     总之，这本书的特色就是写的很全和而且讲得深入浅出，如果大家有兴趣再深一步的了解还是推荐看《astronomy today》

      

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• 《细胞叛变记》

  作者：平林 发布时间：2016-03-05 09:47:05

   《细胞叛变记》

  这本书和讲故事一样的，最大的特点是他曾经和前妻一起共同抵抗过癌症，妻子痊愈了，之后离婚了，所以包含了个人的感受。这是和一般科普书不一样的地方。

  其次是写得比较深，看起来对我这文科生来说比较要费点劲，不过看不懂跳过去也没有关系。看个大概意思就是了。这样有它的好处，不想有的科普书让你觉得它告诉你的都是放之天下皆准的，而是相反，一切都还在研究探索过程中，癌症太复杂了，相当于一百种病，所以各种完全相反的实验结果和理论观点并不显得拥挤。

  最大的启发是他引用的一个想法，身体没有癌症，只是正在癌化。

  而我个人对于癌症的看法是癌症与劳累过度、压力过大正相关。说来说去就是累死了。说来说去，就是冒险带来的危险之一，如果什么都不弄，自然一生平安无事，但是人性并非如此，当然也有少量的是天降大霉，没有理由，就是这样发生了。耄耋之年人得癌症就像本书作者提到的“身体没有癌症，只是正在癌化”，那也算是正常的老化现象之一，就不说了。

  以下是一些笔记：

  蛇发女怪龙是霸王龙的近亲

  恐龙也会得癌症，鲨鱼一样，鲨鱼不会生病是谣传

  大象和老鼠都会有大约10亿次心跳，只是后者更快

  哺乳动物，除了海牛，树袋熊，都有七块颈椎骨

  人类是最容易得癌症的动物。（我的想法是因为人类活得比较长，而且活得比较复杂）

  帕斯卡赌注，即无论是否有上帝，信上帝总无害处熵指的是体系混乱的程度。这是充满熵的世界

  生命活着，细胞就会分裂，产生新的细胞，就会复制DNA基因信息，出错了，错误会被发现并得到纠正，也就是DNA得到修复，但如果修复失败了，通常是产生死细胞，但偶然产生了畸形细胞，增生了。而肿瘤由不死的细胞组成，它们突破了细胞分裂的次数限制。当然肿瘤可能是良性也可能是恶性的。它的生长借用了胚胎形成的机制。

  细胞凋亡：基因中的一员P53调控细胞生命周期。DNA修复失败，P53就会启动细胞凋亡。细胞核核内爆，细胞骨架碎裂。微小的残余物被其他细胞吞噬。 但是有极个别的细胞回到了原始狂野的状态，好像不会再死去，不停地自我复制。

  但注入致癌物质到蝾螈，实验结果是很少的发展为肿瘤患者，而更有可能长出新的、错位的肢体。也许癌症就是这样的：“受损组织试图疯狂地再生，却发现自己已经根本不知道应该怎么生长了。”

  即使是细胞已经经过基因突变到了不死的境界，也不过是良性肿瘤，除非学会如何入侵其他组织，但是通常也是需要经历更多的基因突变的，而且通常只能长到圆珠笔的笔尖大，只有找到通往血管和淋巴管的途径，才算是上路了，但是通常也会被血管壁压碎捏死，被免疫细胞摧毁。

  cancer的词根是crab(螃蟹）

  乳腺癌是溶骨性的，所有癌症中，前列腺癌和乳腺癌最喜欢破坏骨组织，比如让腿变短，头骨上啃出一个小洞。乳腺癌占女性得的癌中最高的比例。男性也会得乳腺癌。

  百分之九十的癌症都是上皮细胞癌，上皮细胞覆盖着身体器官和空腔，还有皮肤也是属于上皮细胞。

   得子宫癌属于不幸中的大幸。

  肥胖已经被描述为一种“低度慢性炎症状态”，而肿瘤则被称为“永不愈合的伤口”。

  居里夫人和她的女儿都得了诺贝尔奖，都得了白血病而死。

  癌症是有偏好的——更偏向于打击老年人、肥胖者和穷人

   一些人的大想法：癌症也是一种返祖现象；身体里并没有癌症，它只是"正在癌化"。

  书中提到的一些有意思的概念：

  “慢动作辩论”（Slow-motion Deblate)

  旱生园艺花园

  造父变星——宇宙学家们用来测量宇宙的脉动变星

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• 无需标题

  作者：鼠王呦西 发布时间：2021-01-17 11:07:15

  你认识斯蒂芬.金是什么时候呢？确切的说，我是在拜读了大师的《肖申克的救赎》以及看了根据小说改编的电影之后，才开始“迷妹般”“追随”他的。之后我发现，不止《肖申克的救赎》，还有《魔女嘉莉》《绿里奇迹》《重生》《守夜》等等，都是非常值得拜读、回味的作品，好多作品被改编为电影，评分也是非常高。迄今为止，斯蒂芬.金共出版了四十多部长篇小说和两百多部短篇小说，同时被《时代》周刊誉为“无可争议的惊悚小说大师”。2003年获美国国家基金会颁发的“杰出贡献奖”，2004年获“世界奇幻文学奖”的“终身成就奖”，2007年获美国推理作家协会“爱伦坡奖”的“大师奖”。可以说，他是惊悚小说届传奇般的存在。

  再来看看《凶火》，它是《纽约时报》的年度畅销书，是轨迹文学奖、英国奇幻文学奖、巴尔格罗奖的入围作品，同时也被改编为电影上映，这些奖项和荣誉很好的说明了《凶火》的文学价值之大，惊悚推理地位之重。

  书的封面，采用了暗灰色设计，整体宣扬了惊悚推理的恐怖氛围。黑暗封闭的空间里还有一扇窗，透进来一丝光，吹进来一丝风，孤孤单单的椅子倒影在地上，窗是契机、是突破口、更是希望，像是在预示着什么，事情总有转机和解决办法。

  书的标题——《凶火》，既表明了故事的起因，显示了此事件的危险性、惊悚、恐怖性，同时也暗示了故事中小女主人公拥有异热能这一特殊能力。书的内容总共分为十二部分，包括一个后记。每一部分的标题既简单明了，又清楚地说明了本部分的主要内容，前半部分随着地点的变化，体现出每一部分的重要线索，即使不看正文内容的情况下，单单看一遍目录的标题，也能看出故事大概的脉络走向。每一部分之间都以逻辑关系和故事的发展、情节的起伏来串联、衔接。故事的主人公是叫做查莉的小女孩，她的父亲母亲是安迪和薇姬，两人在大学期间曾参与一项医学实验，被注射了一种名为“第六批”的药物，不曾想，此后两人都具有了某种异能，可以遥控他人的意志或是感知心灵。后来他们相爱结婚，并生下了女儿查莉。令他们不安的是，查莉一出生便拥有某种可怕且难以控制的力量——发怒时可以点燃任何目光所及之物。此时，他们发现有一拨人在密切地监视着他们一家。原来那项所谓医学实验的背后隐匿着一个代号为“商店”的秘密组织，负责人是霍利斯特上校，为了不让这个秘密行动曝光，他们四处追查三人的下落…

  故事的结尾也做了开放性的设计，查莉只身来到图书管理员建议她来的地方，故事以查莉的笑和一句“我等你好久了”来结束，给了读者想象的空间，缜密的逻辑推理，惊悚恐怖的氛围，使我不得不期待续集的出版。

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• 爱有百态，自由也有百态

  作者：Flora 发布时间：2016-05-12 16:00:18

   归纳式的与演绎式的

        什么是自由什么是爱，自由是什么爱是什么，这两种表述看起来好像是相似的，但仔细一琢磨，不一样，很不一样。前者的表述是归纳式的，笼笼杂杂地讲许多种自由和爱，然后得出那么一两条共性；后者则是演绎式的，先阐述真理或定律，再分析它们的变体。前一种像小说家做的事，后一种像哲学家做的事。我想做一做普通读者做的事，稍稍整理一下水木丁在这本书里所描写的自由与爱。

  什么是自由

  水木丁写了这么几种最终在某种程度上越狱成功，得到了自由的人：

  写作者的自由或越狱：

  张爱玲：用一些水木丁的原话勾勒“人生如狱，这世上本没有什么绝对的自由。（张爱玲）她更像《肖申克的救赎》里的安迪，拿把小锤子挖个大洞，剩下的留给你们去扯淡。我相信这世界上肯定在各个角落都隐藏着越狱成功的人，只是他们不像张爱玲这样犯了重罪，越狱的难度系数没有这么高罢了。“而在看了《小团圆》后，水木丁写道”我知道她是放下了，年轻时候说低到尘埃里，心里还端着放不下的东西，现在是真的低到了这种地步，没什么放不下了。她明白自己在读者心里是个什么样的偶像，她用遗作亲手将它砸掉。看到这本书的最后，我心里是很欣慰的，仿佛在这人生的囹圄中，听到一个熟悉的老友越狱不知所踪的校外，我为她最终得到的解脱和自由而高兴。“这种越狱即是，作为偶像的张爱玲被她自己一手颠覆，从某种意义上来说，她背叛了她的粉丝，亲手摧毁了他们心中为自己塑造的形象，剥夺了他们的幻觉”，而清楚而准确地写出了她那个时代那个阶层生活的真相。

  《张爱玲为什么不自杀》《成也张迷，败也张迷》《从<小团圆>到<性政治>》

  萧红：“作为一个作家，萧红是伟大的，她对自己的作家身份没有夹杂着丝毫写作以外的杂念和自我怀疑 ，也没有任何的身份不确定性，写作给了她自由飞翔的天空，但是一回到生活中就不行了，她在如何讨好男人，如何撒娇争宠，扮演好这个社会赋予她的女性角色，拿捏男人心理这一方面，简直完全不行的，可是一个女人生活在那个时代，对女人的定位又决定了她不得不是卑微的。”不得不卑微的她，借由写作获得了“想写就写什么”的自由。

  《她的卑微与伟大》

  作为一个写作者，水木丁也在写作过程中发现了她的自由。

        在自序中，她写到她从一心逃离出世，去寻找高处的自由，转变到坦然入世，低低地向下去寻求自由。这种向下寻找到的自由也让我心动，“有一次我在旅途中丢掉了自我，看着眼前壮丽的山河，觉得自己和山上的一棵树，海里的一滴水没什么区别，都不过是宇宙中的一粒微尘，这让我松了一口气，终于释然。这渺小让我觉得内心安宁，因为我不再是孤独地生存与万物之外的一个什么东西，我就是这山，是这海，它们也是我。把自己降到最低，这也是一种最骄傲的态度，将自己打碎，化成灰，化成尘，融入泥土之中，与江河山川成为一体，也是一种可以傲视世间一切荣华、不再被它束缚和制约的自由。”

         在另一篇《人生仅有的自由》里写到：“对于我来说，写作是我在这个世界上的另一种行走，我是我享受我自己的人生仅有的一点自由的方式。是因为这自由太好，才让我能够承受生命中这么多的痛苦压力和束缚一路走了过来，并且打算一直走下去，去看看那叫做生命的东西的尽头，到底有些什么。然后到了我要死去的那天，我想到我这辈子，爱了我自己想爱的人，走过自己想走的路，做过自己想做的事，即便是没有什么成就，但也算尽情享受过我这平凡人生里能得到的仅有的自由，这自由，虽然是小小的，也足够让人无悔了吧。”

  《优美地低于生活》《人生仅有的自由》

  普通人的自由：

  胡子兄弟：周游列国，走遍千山万水，不写文字不做歌，路走了就走了，岁月过去了就过去了，他没有我在很多人身上看到的那份对存在感的饥渴和焦灼。他也许在世俗人的眼里一无是处，但我觉得他做到的最了不起的一件事是，他明明白白地懂得并且做到，用自己有限的生命，尽情去享受人生中那仅有的小小的自由。

  《人生仅有的自由》

  人面狮身的女子：找个地方，being left alone。

  《人面狮身的女子》

  影人的自由或越狱：

  马修·麦康纳：美丽皮囊成为了他的肉身监狱，在《达拉斯买家俱乐部》中，他把自己摧残成了一个“艾滋病患者”的模样，形销骨立到大家都认不出的地步，让人们看看当他撕掉了他的皮囊，他马修·麦康纳到底是谁。他越狱成功了，从此可以演他想演的戏。

  《被困在英俊皮囊里的男人》

  舒淇：这个从前的“坏女孩”靠逾越和藐视社会规范的方法获得了成功，她不仅没有下地狱，还真的走了四方，得到的成功甚至超出了人们的想象。她的存在本身，严重地挑战和质疑了许多人的价值观，这是她的“罪过“之处！这是真正有反骨的姑娘。

  《坏女孩怎可走四方》

  什么是爱

  《不爱那么多，只爱一点点》：港式爱情和港式爱情观，“不怎么玩深沉，务实得很，讲感情倒是很讲感情的，但也没有滥情，小小的温暖里总有些看破世态炎凉的冷意”。

  撒娇大王王小波：“爱情这种事，本来就是你和我撒撒娇，我和你撒撒娇的游戏“。

  《没有优点的人》：“我们闲聊起来此事，她甚为纠结和烦恼，因为她发现自己开始因为很小的事情对男友冷嘲热讽，怀疑自己有问题。我就对她说，其实在这种关系中，付出爱的那一方，的确是比被动接受爱的那一方更幸福的，因为爱情是一种魔力，它在有爱的人内心唤起了小宇宙的觉醒，让他和自己喜欢的人在一起，每天都会体会到力比多飙升带来的那种快感，但是那个不爱的人，她的身体里一片死寂空荡，丝毫感受不到这种快感。所以虽然两个人是在一起的，但那个心里没有爱情的人，却只能眼睁睁地看着对方比自己幸福，这幸福偏偏是因她而起的，她却无法感受到，也无法从他身上得到回向给自己的幸福感，久而久之，就难免会生出许多挑剔之心来。嘴笨点的便冷漠相对，伶牙俐齿的便忍不住恶语相向，不断打击对方，时间长了，对方的力比多回到正常水平，也可能会感到不满，怨偶便由此而生。“

        看到这段话，忍不住拍了下来发给好友，突然一下原谅了三年前的那个我，我当时拒绝了可能是这辈子最爱我的男生，而这个男生在两个多月前又拒绝了我。我纠结于为什么当时会拒绝那么温柔、尊重而又不顾一切的爱呢？现在有些想明白了，因为当时不爱，体会不到现在加的这三个形容词，这爱在当时的我看来更像是一种关于生活方式选择的困境和负担。而年岁长了后，才能体会到，并为此感动，想要再给予回应时，它已经早就回落到正常的水平了，现在他的力比多也再次为了别人而升起。

  《对成功女人的爱情惩罚论》：在文中看到了喜欢的杜丽，成功女人在爱情上能拥有更多选择性的论调，好好地让我清醒了一下。

  《大拧巴时代的爱情》：我们的小爱情，其实并没有办法摆脱大时代的现实而独活，所有的爱情都会带着它的时代烙印。这个烙印即因为思想步调不一致而造成的拧巴，我已经拧巴了一回，下次得更清醒一些。

         说起来就是，爱有百态，自由也有百态。自由是要我们去越自己的那个狱而获得，而爱呢，“当一个人真正得到了自由，就一定会有爱”。

         友人说书很好读，问了我要不要看，我说好啊，然后一口气在一个晚上看完了，从头至尾。时不时遇到些产生共鸣或者让我恍然大悟的见解，但看完后，到底说了些什么又忘光光。难道是因为太好读，又太切合我的心意和判断了吗？更像看自己逐渐习得的看法被被人清楚地表述出来。看完《没有优点的人》这篇，我以它为契机放下了些事，然后做了一个决定，劝我前年扯了结婚证但还没有办婚礼的朋友和她老公离婚。在以前的开导中，我避免做出过于明确的劝导，都是说应该从哪些哪些方面去衡量，做好什么什么心理或物质准备，或在一个什么期限里给她老公进行什么评分。这应该是她的选择，我不能代替她做出。但在看完那篇文章或这本集子之后，我想她被困住了，困在了一个职位、男友和疾病交织的网里，她渴望也值得获得自由和爱。其实她已经明确知道，这个男人不仅不会带给她这二者，恰恰是她的牢笼，只是几乎没有人会支持她做出离婚的决定。我要当这个支持者。

         对于我而言，什么是自由什么是爱呢？以前很认同一句话，自由不是想做什么就做什么，而是想不做什么就不做什么。自由是可拒绝。现在有了些切实的关于自由的追寻，即安全地生活在陌生人中间，去维系主动选择的关系。为了这种自由，也有许多可以做的，经济、情感和价值观独立是基础，而选择一个安全的陌生人社会是保证，陌生人社会并非是冷漠的社会，而是包容、多样化的社会，并不在意各自私生活领域的事，谁都没有改造谁的欲望，可以去维系主动选择的关系，甚至连父母也可以拒绝，而无需背负影响正常生活的道德指责，关起门来做爱更是一个太正常的事。为着这种安全，需要尊重个体并遵循程序正义的法律，需要政府权力被关进笼子里，在细致的分工之下人人恪守自己的职业道德。

         什么是爱？不知道呢，越发不知道什么是爱了。但是看了这么多爱情故事的我，当它来临时，再也不会畏缩了。

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