电子显微镜观察细胞中蛋白质分子是被水包围的

电子显微镜观察细胞中蛋白质分子是被水包围的

分子的世界
  细胞内的分子是在一个奇特而且我们不熟悉的世界中工作的，
我们在研究它时必须要小心谨慎。因为在尝试理解分子工作机制的
时候，我们很可能会被直觉引入歧途。那些指导我们日常世界的法
则——引力、摩擦、温度——在分子尺度上会有所不同，并且经常
会导致出人意料的结果。
  但是，仍有一个基本事实在两种尺度上(我们的尺度和分子尺
度)是保持不变的：物质的同体性。这是最基本的相似之处，我们
不必太过担心那些发生在量子力学范畴的怪异情况，分子也是具有
确切大小和形状的。你可以充分想象这些分子相互撞击的画面，如
果形状匹配，它们便能结合在一起。当然，如果近距离观察，你会
发现分子的边缘有点模糊，但对于大多数研究目的而言，我们可以
把它们看成桌子和椅子那样棱角明确的物理对象。
  然而，分子世界中物质的其他性质的确会大为不同。例如．分
子实在是太小，可以说它基本上不受重力作用的影响。实际上，在
这个世界里，生物分子的运动和相互作用完全是由包围在其周围的
水分子所掌控的。在室温下，一个中等大小的蛋白质能以5米，秒
的速度(最快速度)行进。如果这个蛋白质被单独放置在一个空间中
，那么它在l纳秒(10亿分之一秒)内就可以走过其自身长度的距离
。但在细胞中，蛋白质分子是被水包围着的，它会受到来自水分子
各个方向的撞击。所以，虽然它总是能高速地前挺后突，但受困于
水分子的包嗣，在细胞中实际完成其自身长度的移动则需要花费近
1000倍的时间。
  想象一下发生在我们生活的世界中的类似情况。你进入一个机
场，要去售票厅另一端的售票窗口，这窗口也就一两米的距离，和
你的身高大致相当。如果售票厅空旷，几秒钟你就能到达。，但如
果这里挤满了许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分钟才能通过!这期间，你可能一直在售票厅中被推
来推去，甚至数次退到起点——这和分子在细胞中的蜿蜒前进是非
常相似的(当然，分子是没有明确目的地的)。

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