生命是什麼?

地球上的生物,都有著相同的架構,本文說明生命的基本架構。

人類的原始碼由核甘酸 (nucleotide, 有 4 種: A, T/U, C, G) 組成,資料量大約是 750MB (3B bases = 3B*2 bits = 3B*2/8 bytes),大部分是重複的資訊,壓縮後大約是數十 MB。

核甘酸由含氮鹼基、五碳糖、和一個以上的磷酸基團組成。

(Source: Wikipedia) 五碳糖為去氧核糖的核甘酸可組成 DNA (去氧核糖核酸)。 五碳糖為核糖的核甘酸可組成 RNA (核糖核酸)。 細胞內有分子機器 (RNA 聚合酶) 可以把 DNA 上一小段的資訊轉錄 (transcription) 成為 RNA,有另一種分子機器 (核糖體) 可以把 RNA 上的資訊轉譯 (translation) 為胺基酸 (amino acid),而胺基酸可組合成蛋白質 (protein),蛋白質可以促進、抑制或執行生物體內的各種化學反應。
(Source: Wikipedia) DNA 裡每三個核甘酸 (稱之為密碼子, condon) 對應到一個胺基酸。 三個核甘酸的排列組合數目為 4*4*4 = 64,但因為有重複的編碼以及有 Stop Code 標示停止轉譯,實際上只有 20 種不同的氨基酸。 下表為標準遺傳密碼 (standard genetic code),
(Source: Wikipedia) 地球上所有生物的遺傳密碼,除了極少數的例外,都是相同的。 蛋白質有各式各樣的功能,例如可以偵測光、磁場、酸鹼度、溫度、葡萄糖濃度,通常透過形狀的改變來發生作用。 蛋白質也可以作為酵素,催化各種化學反應,而製造出各種分子。 蛋白質也是細胞的組成成分之一。 有些蛋白質可以結合到 DNA 的某個位置,使得該段 DNA 無法被 RNA 聚合酶讀取,而無法製造出對應的蛋白質;有些蛋白質則可以結合到 DNA 的某個位置,吸引 RNA 聚合酶,促進對應蛋白質的製造;這些蛋白質通常透過形狀的改變來開啟或關閉這樣的作用,例如在某種形狀下,可以和 DNA 結合,在另一種形狀下,則無法和 DNA 結合。 參考資料: What Is Life?, bert hubert 延伸閱讀: DNA seen through the eyes of a coder, bert hubert Wikipedia: Human genome