文档介绍：脱氧核糖核酸及核糖核酸的组成单位
脱氧核糖核酸由四种核苷酸分子合成。下面所表示的是在其中一种核苷
酸分子中原子相互连结的方式:
上图所示的核苷酸分子可被看作由两半组成:一半是“字母段”(在右
边用粗线条和粗体印刷字母表示),另一半则为“连接段”(位于图的左边)。
这四种脱氧核糖核酸核苷酸的连接段全都相同,但其字母段却不同。它们的
字母段或者是上图所示的腺嘌呤(),或者是下图中所示的鸟嘌呤(),
或胸腺嘧啶(),或胞核嘧啶()。
要合成一条脱氧核糖核酸链,核苷酸单位连接段中的磷原子(左上角)
必须与其它核苷酸单位的氧原子(左下角)相连接。实际上水分子必须被挤
出,分成两部分:氢氧根离开顶部,(氢原子)则离开底部,就像图中
所示那样。(这是为了使适当的按扣处于释放状态。)
在实践中,除非先给核苷酸单位“上发条”或者使它们具有易感性,否
则,它们无法以这种方式相互连接在一起。给核苷酸单位“上发条”或使其
具有易感性可通过用别的东西取代氢氧根来实现。这种取代的东西是
一短串附加的磷原子和氧原子,这种东西的分裂比要容易得多。下图所示
则是四种具有易感性的脱氧核糖核酸核苷酸的结构:
组成核糖核酸的四种核苷酸与脱氧核糖核酸核苷酸之间的区别仅在于它
们的连接段有些许不同(核糖核酸核苷酸的连接段中多一个氧原子)以及脱
氧核糖核酸核苷酸中的胸腺嘧啶在核糖核酸核苷酸中少了,被称作尿嘧
啶()。
蛋白质组成单位
下图所示是种蛋白质氨基酸中的三种:
氨基酸也像核苷酸一样,可被看作由连接段(氨基酸单位的连接段相当
小)与字母段(种类繁多)组成。氨基酸单位相互连接的方式也类似,其连
接的正式程序也要求将水分子分裂成和(就像上图所示那样)。同样,
在实际中只有当氨基酸单位先具有易感性之后连接才能进行,但使氨基酸具
有易感性的过程在这种情况下要更为复杂。
高岭石晶体层
后边的图所代表的是高岭石晶体中的一个晶体层的很小一部分(约相当
于这个晶体层的一百万分之一)。一个高岭石晶体由成千上万个晶体层组成
(即使这样一个高岭石晶体仍需放大倍才能为肉眼所视)。
为了使读者了解这个晶体层的结构,图中的原子的大小显得比它们之间
的距离要小得多。图中的线条表示共价键。这个晶体层由五个不同层次的原
子组成(不包括氢原子)。最上层为氢氧根族(每个氧原子上附着一个氢原
子)。这些氢氧根族在图中用粗线条画成的靶心表示。往下一层为铝原子(用
很小的白圈表示),在这一层下边则是由简单的氧原子(用较大的白圈表示)
和另一些氢氧根组成的混合原子层。再往下则是硅原子层(硅原子用很小的
黑圆表示),硅原子下边则又是一层纯氧原子(用画得较淡的白圈表示)。
如果观察细致,你会发现一个硅原子周围总是有四个氧原子,而一个铝
原子则总是被六个氧原子包围。因此,可以认为硅原子在晶体中占据四面格
位,铝原子占据六面格位,如果你再仔细观察一下,你还会发现,铝原子的
晶格中只有三分之二是满格,三分之一为空穴(空穴之一在图中用虚线表
示),所有空穴与硅原子和空穴下的氧原子组成的六角形底衬晶格处于同一
角度。如果此时你的眼睛还没有形成严重的内斜视,那么,你就会发现,这
个方向角在时钟上表示为“点整”。它同样可以被画成“点整”或“点
整”。方向是哪一种并不十分重要,最重要的是这种复杂的原子分布图具有
方向。这是高岭石晶体层中一个不太明显的非对称现象,我在本书中将这种
现象称作高岭石层形结构中的“箭头”。这种箭头所指可以是三个不同方向
中的一个。
高岭石层形结构可用下表概述:
层次
氢氧根
(六面场地) 铝原子与空场地(:)
氧原子与氢氧根(:)
(四面场地) 硅原子
氧原子
上表所概述的实际上是一个侧面图。高岭石晶体中各层之间的结合牢
固。一种特大的辅助力作用于顶层的氢氧根与底层的氧原子之间,将它们紧
紧地拉在一起。
(完美的)白云母晶体层
白云母层形结构侧面图:
层次
氧原子
(四面场地) 硅原子与铝原子(:)
氧原子与氢氧根(:)
(六面场地) 铝原子与空场地(:)
氧原子与氢氧根(:)
(四面场地) 硅原子与铝原子(:)
氧原子
正如我们在本书的正文中讨论过的那样,在上表所示的白云母层形结构
中,铝原子取代硅原子占据四面格位,从而使这种晶体层带有大量负电荷。
一个云母晶体由一叠这样的晶体层组成,各层之间由一层(带正电荷的)钾
离子将其紧紧拉在一起。
粘土晶体组成单位
粘土矿物从很稀的溶液中生成。这种溶液的组成单位总是包括硅酸:
上图将图中的氢原子略去后可用下图表示:
这些组成单位可连接起来,并在