Description
物理学家总是模拟生物学原理制作各种灵巧的机器,这就是仿生学。仿生学是生物物理学的一个分支学科,它按照生物学原理提出设计原型,制造用于特殊目的的”功能器件”。”纳米机器人”的研制属于分子仿生学的范畴,它根据分子水平的生物学原理为设计原型,设计制造可对纳米空间进行操作的”功能分子器件”。
事实上,细胞就是一个活生生的纳米机器。酶是细胞中种类最多和最活跃的分子,每一个酶分子也是一个个活生生的纳米机器人。酶分子催化底物反应时,其蛋白分子不同结构域之间的相对运动就像是微型人在移动和重新安排底物分子的原子排列顺序。细胞中的很多结构单元都是执行某种功能的微型机器:核糖体是按照基因密码的指令安排氨基酸顺序制造蛋白质分子的加工器;高尔基体是给新制造的蛋白质进行修饰的加工厂;加工好的蛋白质可以按照信号肽的指令由膜囊泡运送到确定的部位发挥功能;完成了功能使命的蛋白质会被贴上标签送去被水解成氨基酸成为合成新蛋白的原材料。细胞的生命过程就是这样一批又一批功能相关的蛋白质组群不断替换更新行使功能的过程,这些生命过程所需的一切能量来自太阳。植物叶子中的叶绿体是利用太阳能制造粮食的加工厂;线粒体是把粮食中储存的太阳能释放出来制造成能量货币ATP的车间;我们每人每天都要消耗相当于自身体重那么多的ATP分子以支持我们的生命活动和繁忙的工作。细胞中发生的所有这一切都是按照DNA分子中的基因密码序列指令而井然有序地进行的。
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