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       對生命物質(zhì)的認識，在20世紀得到了飛速的發(fā)展?；瘜W(xué)的各個分支學(xué)科都在對生命物質(zhì)的研究作出貢獻。例如分析化學(xué)不僅分析各種生命物質(zhì)的化學(xué)成分、結(jié)構(gòu)基團，分析人體各個器官中哪些元素比較富集，這些元素以什么狀態(tài)存在，將各個元素或分子加以分離鑒定。無機化學(xué)常以生物體中的金屬元素和哪些配位體結(jié)合、起什么生理作用為研究對象。例如人體中的Fe處在血紅素中，對呼吸功能闡述得非常明確，也解釋了CO和CN-具有高毒性的機理。有機化學(xué)始終把生命物質(zhì)作為自己的研究對象，下面以蛋白質(zhì)和核酸為例說明。

       1．蛋白質(zhì)

       蛋白質(zhì)是生物體中廣泛存在的一類生物大分子。它是通過α－氨基酸之間的α－氨基和α－羥基形成的以肽鍵（即酰胺鍵）結(jié)合而成的長鏈化合物，具有特定立體結(jié)構(gòu)的生物活性大分子。一般將50個以上氨基酸聚合的分子稱蛋白質(zhì)，小于50個的稱多肽。組成蛋白質(zhì)的氨基酸都是L－型α－氨基酸，如圖3．4．1所示。

       描述蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)可分為四級：一級結(jié)構(gòu)指主鏈中的氨基酸的數(shù)目、類型和順序。二級結(jié)構(gòu)指主鏈通過氫鍵結(jié)合所形成的盤旋或折疊構(gòu)象。三級結(jié)構(gòu)指在二級結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進一步盤繞、折疊產(chǎn)生的單個蛋白質(zhì)分子的形狀。四級結(jié)構(gòu)指將三級結(jié)構(gòu)所表示的分子通過各種分子間的作用力形成相對穩(wěn)定的寡聚體。

       從20世紀中葉起，化學(xué)家和生物學(xué)家按照蛋白質(zhì)是由一定序列的氨基酸縮合形成的多肽分子，具有較多地形成氫鍵能力的特點，即多肽主鏈中的N－H作為質(zhì)子給體，＞C＝O基作為質(zhì)子受體，相互形成N－H…O氫鍵，決定蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。L．鮑林由已知的化學(xué)鍵知識和形成最多氫鍵原理，提出蛋白質(zhì)的α－螺旋結(jié)構(gòu)模型，如圖3．4．2所示。20世紀60年代，蛋白質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)的測定過程充分利用了這種模型，測定所得的成果證實了這種結(jié)構(gòu)模型在蛋白質(zhì)中客觀存在的事實?，F(xiàn)在，以我國首先人工合成牛胰島素為先例，人們已經(jīng)可以在實驗室中人工合成出許多種蛋白質(zhì)，對天然產(chǎn)物中分離出來的上萬種蛋白質(zhì)，其中數(shù)以千計的結(jié)構(gòu)已經(jīng)加以測定。

       2．核酸

       核酸分脫氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）兩大類，前者是遺傳信息的攜帶者，后者是生物體內(nèi)對蛋白質(zhì)的合成起重要的作用者。1953年，J．沃森和F．克里克提出DNA的雙螺旋模型為遺傳工程的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)，這是20世紀自然科學(xué)最偉大的發(fā)現(xiàn)之一。DNA由兩條多核苷酸鏈組成，鏈中每個核苷酸含有一個戊糖、一個磷酸根和一個堿基，堿基分兩種：一種為雙環(huán)的嘌呤，包括腺嘌呤（A）和鳥嘌呤（G）；另一種為單環(huán)的嘧啶，包括胸腺嘧啶（T）和胞嘧啶（C）。兩鏈的堿基相互通過氫鍵配對：A和T間形成兩個氫鍵，G和C間形成3個氫鍵，如圖3．4．3所示。由于形成氫鍵的要求，這種配對是互補的、專一的，是不可交換替代的，稱為堿基互補配對定則。這個定則要求DNA雙鏈結(jié)構(gòu)中A和T以及G和C各對中堿基數(shù)量要相同，兩條鏈的走向則相反。

       DNA中兩條長鏈分子因空間結(jié)構(gòu)的要求，相互形成右手螺旋的結(jié)構(gòu)，它好像一個螺旋形梯子，磷酸根和戊糖構(gòu)成梯子兩側(cè)的扶架，堿基對像梯子的踏板，堿基踏板間距離0．34nm，每個螺旋周期含10對堿基，周期長3．4nm，如圖3．4．3所示。

       化學(xué)家對蛋白質(zhì)和核酸等生命物質(zhì)的研究，不僅使生物化學(xué)迅速發(fā)展，而且由此誕生了結(jié)構(gòu)生物學(xué)和分子生物學(xué)，生物化學(xué)和化學(xué)生物學(xué)已經(jīng)融合在一起，很難劃分界限，但總的是已經(jīng)達到從分子水平了解生命現(xiàn)象的本質(zhì)前進了一大步，能夠從更新的視角去揭示生命的奧秘，利用DNA技術(shù)進行親子鑒定就是證明。