生命為何向左,不是向右?物質的“對稱性”主宰著大自然

在說到我們今天的主題之前,我們先來了解這樣一個事實。

我們有著兩隻手,左手和右手。無論你怎麼樣擺弄,左手和右手都無法重合,只能做到掌心對掌心或者掌背對掌背。也就是,左右手的關係只能做到對稱

生命為何向左,不是向右?物質的“對稱性”主宰著大自然

這種性質在自然界中是十分常見的,地球和宇宙之中都存在著這種對稱性。地磁的南極和北極,物質的正與反的區分,水渦的左旋和右旋……然而,在這對稱之中,也有著那麼些不對稱的情形存在。

生命的左旋愛好

在我們的地球上,左旋氨基酸(L型)和右旋氨基酸(D型)在自然界之中是均存在的。但是,構成生命的氨基酸大部分是左旋的,只有極少數才是右旋。那麼生命為何向左,不是向右?

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在生命體內似乎有著一種對於左旋的偏好,更準確來說是對左旋氨基酸的熱愛。在蛋白質這一層面之上,生命對於螺旋的偏愛是右旋,生命體內的糖分子也是右旋的。因此與其說是生命的左旋愛好,不如說是對於氨基酸的左旋優先原則。

氨基酸左旋優先之謎

物質的這種無法互相重合的現象,與左右手的情況類似,因此被稱之為手性。

按照理論來說,在自然界中左旋與右旋的氨基酸都是存在的,生命體內應該也有許多右旋氨基酸。但是,實際情況卻是截然相反的。通過研究發現,大多數生命體內給予氨基酸的所有空位基本都被左旋氨基酸佔得一乾二淨,只有少數生命體內的特定器官還有著右旋氨基酸的立足之地

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有果就有因,對於這一現象,尚無定論。人們猜測可能與光照(輻射)有關,特定的光照使得左旋氨基酸佔據了主導地位,然後這些氨基酸通過隕石來到地球上,使得地球變得左旋氨基酸富集。也有猜測與星際磁場或者陽系的早期條件有關,物質的固體相——液體相平衡對生物分子手性的形成也有影響。

總結

氨基酸的手性現象,表現出了對稱性的特點;左旋氨基酸在地球生命體內占主導地位,則表現出了不對稱性。為什麼生命偏愛左旋氨基酸?仍然沒有一個定論。同一種物質,左旋與右旋,可能其性質是截然不同的。在藥物上更是如此,對我們有效的只是其中一種,另一種則是有害的。

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對於地球生命來說,是左旋氨基酸佔據主導地位,但這並不意味著宇宙之中不存在右旋氨基酸生命體。

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參考資料:

石磊 ,傅佑麗.生命中的螺旋[J].世界科學,2005(05):38-39.

徐有成.左旋DNA的發現及其意義[J].生化通訊,1980(03):14-18.

北辰.尋找對映體生命[J].飛碟探索,2004,(3):34-36,1.

胡萍萍,黃承志.蛋白質同手性表達與天然氨基酸"左旋優先"原則:關於生命起源的討論[J].分析化學,2009,37(z1):996.

樓秀餘.地球上生命偏愛左旋手性分子的成因探究[J].科技與生活,2012,(20):200-201.


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