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[3]实际上,绝大多数的“毒”和“药”,都以这种“仿冒目标分子卡在蛋白质里”的方式发挥作用。比如咖啡因能够提神,就是因为咖啡因的分子酷似AMP(腺苷一磷酸),能够与神经细胞上掌管疲劳感的受体结合,然后卡进去不出来,使我们的疲劳感暂时瘫痪。有些人的这类受体特别容易被咖啡因卡住,比如这本书的作者,就先天性地对咖啡因特别敏感,下午一杯咖啡下肚,到次日凌晨5点就已经拼好了1 000块拼图。
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[4]实际的肽移位过程有两种情况,一种是已经翻译结束的肽链,陷入肽移位子,这比较简单。而另一种是边翻译边移位。对于后一种情况,第六章的第二篇“延伸阅读”介绍过,肽链大多要一边翻译一边折叠,所以,信号序列往往刚被核糖体翻译出来,就在其他蛋白质的帮助下陷入了肽移位子的通道,连带工作中的核糖体也紧紧贴在了膜上,翻译出多少,就折叠多少——内质网常常因此密密麻麻吸附上大量的核糖体,成为中学生物课上所谓的“粗面内质网”,类似地,核膜外表面和线粒体外膜也常常与核糖体结合而显得粗糙。反过来说,核糖体是游离在细胞质中还是结合在膜结构上,仅仅取决于它翻译出来的肽链上有没有这个信号序列。
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[5]显然,移位酶也是一种膜蛋白,也是通过这种方式组装在各种膜结构上的。至于第一个移位酶是怎么来的,那要追溯到某个非常古老的共祖身上去。正如我们在正文第十九章讨论过的,早在细胞膜密闭性还很差的时候,氨基酸和寡肽就已经参与到细胞膜的形成中去了,而在细胞膜获得密闭性的过程中,这些膜蛋白也同步进化出现了,正文的第五幕实际上就是这种同步进化的产物。
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[6]如果是在这本书之外,这里的“计算功能”更适合换成“逻辑功能”,因为在一般的概念里,计算是逻辑的一个子集,但在这本书里,当我们在第2节里把计算定义为“规则明确的变化”,就已经把计算和逻辑等同为一种东西了——这也仍然是为了读者们理解方便,否则在之前的几节里,我们的措辞会拗口到不像汉语的地步。
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[7]如果考虑到现代计算机的缓存往往被分成“数据缓存”和“指令缓存”,那么这些电子计算机其实是冯·诺依曼构型和哈佛构型的折中,但这毕竟不是一本关于计算机科学的书,所以请不要太在意这些细节。
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[8]需要澄清的是,实际的集成电路未必只是集成了非、且、或三种基本逻辑计算,也常常集成其他几种非常有用的基本逻辑计算,比如“异或”,只有两个输入不同才输出“1”;比如“同或”,只有两个输入相同才输出“1”;等等。
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[9]关于“麦克斯韦妖”的原始表述出现在1867年麦克斯韦写给热力学先驱彼得·泰特(Peter Tait,1831—1903)的信件中,之后又在1871年出现在这封写给约翰·斯特拉特(第三代瑞利男爵)的信中。这位约翰·斯特拉特也是当时相当重要的物理学家,光学上的瑞利散射和声学上的瑞利波都是这个瑞利发现的,他还因为发现氩元素获得了1904年的诺贝尔物理学奖。
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[10]这个雷达的比喻是作者为了方便读者理解而作,并非布里渊自己的措辞。
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[11]这里的“兰道尔原理”经过了大幅的精炼,因为他1961年的原始表述要比这个冗长许多:对于计算机来说,具有信息意义的自由度会通过其他自由度与热源相互作用,而这种相互作用有两种效果。首先,计算消耗的能量会因此耗散。如果计算不可逆,这种能量耗散就会有一个不可避免的最小值。其次,这种影响也会产生噪声而使计算错误,尤其是热涨落可能让一个变换后的计算元件意外恢复初始状态。另外,查尔斯·班尼特也曾在1982年用另一种措辞表述过这个原理:任何不可逆的计算,比如擦除信息或者合并计算路径,都将带来相应的熵增,这种熵增或者体现在没有信息意义的自由度上,或者体现在环境中。
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[12]bit是字节的单位,kB是玻尔兹曼常数,约为1.38×10-23 J/K;T是温度,单位K;ln2是2的自然对数,约为0.693。所以这个极限的含义是“每发生1个字节的不可逆计算,计算元件会耗散多少能量”,或者按照更常见的说法,“每删除1个字节的信息需要多少能量”。
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[13]“绝对零度不可抵达”是热力学第三定律的内容。
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生命的起源:所有生命的共同祖先在40亿年前是怎样诞生的? 参考文献
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前言
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I 2017年找到的地球上最早的生命的证据:Dodd, M., Papineau, D., Grenne, T. et al. Evidence for early life in Earth’s old est hydrothermal vent precipitates. Nature 543, 60–64 (2017). https://doi.org/10.1038/nature21377。
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序幕
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I 关于果蝇的复眼解剖,参见:Tepass, U.; Harris, K. P. (2007). Adherens junctions in Drosophila retinal morphogenesis.Trends in Cell Biology, 17(1), 26–35; Cagan, R. (2009). Principles of Drosophila Eye Diferentiation.Current Topics in Developmental Biology, 89
:115–135。
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第一幕
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第一章
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I Powner, M. W., Gerland, B.; Sutherland, J.D.(2009). Synthesis of activated pyrimidine ribonucleotides in prebiotically plausi ble conditions.Nature, 459(7244)
:239–242.
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II 锆石中的原始大气成分,参见:Trail, D.; Watson, E. B.; Tailby, N. D. (2011). The oxidation state of Hadean magmas and implications for early Earth’s atmosphere.Nature, 480 (7375): 79–82。
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III 中性气体的米勒-尤里实验,参见:Bada, J. L. (2013). New insights into prebiotic chemistry from Stanley Miller’s spark discharge experiments.Chemical Society Reviews, 42(5): 2186–2196。
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IV Leman, L.; Orgel, L.; Ghadiri, M.R.(2004). Carbonyl Sulfide–Mediated Prebiotic Formation of Peptides.Science, 306(5694)
:283-6.
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第二章
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