探索微观领域的奥秘

目前医学，生物学的研究已达超微结构领域，如分子生物学的建立，并开始了在电子层次上的探讨。电子显微镜的发明，X射线衍射技术的应用，核磁共振新技术的建立，及免疫荧光技术、放射自显影技术、高速梯度离心技术、细胞培养技术、生物电描记技术等等，都为准确地掌握分子、细胞、组织、器官等不同层次的结构特点和功能变化，提供了可能。

早在1894年Atman就在动物的细胞中看到了线粒体的存在，1913年Warburg发现这个细胞器与细胞呼吸有关，而长期以来对它的内在结构与具体功能活动不清楚，直到1951～1952年间人们利用电子显微镜才第一次看到了它的内部构造。原来它并非是简单的同质颗粒，而是具有复杂构造的功能单位。现已证明，线粒体是ATP的生产基地。线粒体含酶高达百种以上，酶系的严格而合理分布，组成了系列化的程序反应，使各种能源物质氧化分解，与电子传递偶联合成ATP，再根据细胞活动的需要随时将ATP脱磷化而形成ADP、释放和供应人体活动的能量。目前对这方面研究已积累了大量知识，对其过程本质阐明的已经相当具体了。

过去认为细胞中的许多结构，都是自由飘浮在细胞的基质中，现在了解到这些细胞器都是被细胞骨架所支持并固定在一定的位置上的，以进行各种功能活动。对这种细胞骨架的认识，是从20世纪60年代人们从动、植物细胞中发现了微管这一结构后开始的。目前已知道，它是由微管、微丝、中间纤维组成，有人还认为它还包括由细丝状结构交织成的三维网架——微梁网络系统共同组成的。这种细胞骨架维持着细胞的各种形状，人体的神经母细胞、间质细胞、血细胞，在没有外来压力的情况下，不受细胞张力的影响，保持非球形的不对称形态，其原因就是细胞骨架的支持作用。现在还发现细胞骨架不是一种静止的固定态网架结构，它的组成在细胞中无时不处于动态之中。整个细胞的位置移动，或是细胞内部各种物质和细胞器的活动，都与这些细胞骨架的运动有关。甚至一些细胞表面的物质活动，也受着存在于细胞膜上的细胞骨架所控制。此外还发现细胞的分裂、胚胎发育过程中形态的建立，都与这一细胞骨架的功能有密切关系。特别在病理过程中，细胞骨架在形态和数量上均有反应。1974年Schenk发现，癌变细胞的微丝分布有明显移动。1978年McNutt等报道，细胞在转化为恶性细胞时，胞质微管在大量减少甚至消失，但当这些细胞在CAMP作用下逆转为正常细胞时，微管又重新出现。这些问题已引起人们的注意。(https://www.daowen.com)

生命的物质基础是以核酸和蛋白质等生物大分子为主构成的复合体系。对它们的研究，在揭示人体生命奥秘来说是至关重要的。就蛋白质来说，人们已知道了它是由二十余种氨基酸连接而成的共价多肽链，也了解了这种多肽链的折叠与盘绕方式、它的特定构象及各个亚基在蛋白质天然构象中的空间排列方式。蛋白质在生命过程中作用是多方面的，这些复杂功能所对应着的复杂结构，现已在微观上基本定量测定，并对这些生物大分子之间的结合与运动规律作出物理和化学的说明。如由四条多肽链结合而成的人的血红蛋白，每条链中的氨基酸的种类及排列顺序一有改变，就会造成血红蛋白的功能畸形而致病。目前还在深入研究，如用核磁共振技术已能观察到原子在蛋白质分子中的排列，蛋白质分子中功能集团的位置。总之，人体生命诸多复杂现象，将随着对蛋白质的结构与功能深入研究，而得到合理解释。当然，蛋白质只是生命活动的主要物质基础，但不是唯一的，它是与其他生命物质相互作用并通过一些中介系统而发挥作用的。

随之分子遗传学的发展，人们也了解了蛋白质的结构受核酸编码决定。但核酸不像蛋白质那样引起人们的重视，除了它不像蛋白质（特别是酶）那样到处都有而且到处都很活跃以外，重要一点是其结构上没有蛋白质那样的变化多端。蛋白质中氨基酸总数和各种氨基酸数目各不相同，其排列顺序也各不相同，而且这些分子长链还以各种不同形式折叠和卷曲起来，形成各种各样的形状。而核酸，构成的DNA的原件只有四种核苷酸，人们长期以来认为它的分子结构非常单调、似乎只有这四种核苷酸的重复排列。从1953年华生和克里克提出了DNA的双螺旋分子结构模式，才打破了上述论点。而且把分子结构和遗传问题结合起来，开辟了分子生物学的新纪元。

人们对于机体的结构与功能的研究，近几十年来，已有了较快发展，不仅揭示了从细胞器到生物大分子的结构特异性，认识到了它们各自的特定功能，也看到了其结构的变化与其功能实际的联系，同时展现了人体的逐级构成的层次结构关系。这对生命的整体认识，无疑是拓展了新的道路。