王永田

(山东省费县教育局教研室 273400)

王立凤

(山东省费县朱田中学 273418)

1 分子水平上的四个实例

1.1 氨基酸结构通式 高中生物学教材中对氨基酸有这样的描述：“每种氨基酸分子都至少含有一个氨基(-NH2)、一个羧基(-COOH),并且都有一个氨基和一个羧基连结在同一个碳原子上”(图1)。

自然界中的氨基酸远不止20种，为什么构建蛋白质的氨基酸必须至少要有一个氨基和一个羧基并且连结在同一个碳原子上？氨基酸的R基团中也可以含有氨基或羧基，为什么R基团中的氨基和羧基不参与脱水缩合？这涉及氨基酸分子的结构与功能相适应的问题。

基因通过转录和翻译控制着蛋白质的合成。在翻译阶段，mRNA通过与tRNA的协作实现特定氨基酸序列的线性控制[1]。每一个tRNA分子3′端与所携带氨基酸的特定羧基相连，与该羧基相连的同一个碳原子上必定连着一个氨基。核糖体在mRNA上移动时，该羧基与下一个tRNA分子3′端所携带氨基酸的特定氨基(与羧基连在同一个碳原子上的氨基)脱水缩合，如此依次进行。

试想，如果氨基酸分子结构式中找不到连结在同一个碳原子上的氨基和羧基，翻译出的肽链将失去其线性主链结构；如果R基上的氨基和羧基也参与脱水缩合，那么一个氨基酸就可能同时与多个氨基酸结合，mRNA就无法保证肽链形成过程中氨基酸的准确定位，特定的遗传物质(基因)就无法控制合成出特定的蛋白质。因此，构成生物体内蛋白质的氨基酸都必须满足氨基和羧基必须连结在同一个碳原子上。……