電子顯微鏡觀察細(xì)胞中蛋白質(zhì)分子是被水包圍的

分子的世界
  細(xì)胞內(nèi)的分子是在一個奇特而且我們不熟悉的世界中工作的，
我們在研究它時必須要小心謹(jǐn)慎。因?yàn)樵趪L試?yán)斫夥肿庸ぷ鳈C(jī)制的
時候，我們很可能會被直覺引入歧途。那些指導(dǎo)我們?nèi)粘Ｊ澜绲姆?br>則——引力、摩擦、溫度——在分子尺度上會有所不同，并且經(jīng)常
會導(dǎo)致出人意料的結(jié)果。
  但是，仍有一個基本事實(shí)在兩種尺度上(我們的尺度和分子尺
度)是保持不變的：物質(zhì)的同體性。這是最基本的相似之處，我們
不必太過擔(dān)心那些發(fā)生在量子力學(xué)范疇的怪異情況，分子也是具有
確切大小和形狀的。你可以充分想象這些分子相互撞擊的畫面，如
果形狀匹配，它們便能結(jié)合在一起。當(dāng)然，如果近距離觀察，你會
發(fā)現(xiàn)分子的邊緣有點(diǎn)模糊，但對于大多數(shù)研究目的而言，我們可以
把它們看成桌子和椅子那樣棱角明確的物理對象。
  然而，分子世界中物質(zhì)的其他性質(zhì)的確會大為不同。例如．分
子實(shí)在是太小，可以說它基本上不受重力作用的影響。實(shí)際上，在
這個世界里，生物分子的運(yùn)動和相互作用完全是由包圍在其周圍的
水分子所掌控的。在室溫下，一個中等大小的蛋白質(zhì)能以5米，秒
的速度(最快速度)行進(jìn)。如果這個蛋白質(zhì)被單獨(dú)放置在一個空間中
，那么它在l納秒(10億分之一秒)內(nèi)就可以走過其自身長度的距離
。但在細(xì)胞中，蛋白質(zhì)分子是被水包圍著的，它會受到來自水分子
各個方向的撞擊。所以，雖然它總是能高速地前挺后突，但受困于
水分子的包嗣，在細(xì)胞中實(shí)際完成其自身長度的移動則需要花費(fèi)近
1000倍的時間。
  想象一下發(fā)生在我們生活的世界中的類似情況。你進(jìn)入一個機(jī)
場，要去售票廳另一端的售票窗口，這窗口也就一兩米的距離，和
你的身高大致相當(dāng)。如果售票廳空曠，幾秒鐘你就能到達(dá)。，但如
果這里擠滿了許多正前往其他窗口的人，那么，在不停地推搡中，
你可能需要15分鐘才能通過!這期間，你可能一直在售票廳中被推
來推去，甚至數(shù)次退到起點(diǎn)——這和分子在細(xì)胞中的蜿蜒前進(jìn)是非
常相似的(當(dāng)然，分子是沒有明確目的地的)。

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