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胞質溶膠中各種各種溶質的混勻機制是怎樣的?

單純是分子熱運動的話如果太低熵了會不會想合成個ATP都配不齊一對ADP和磷酸


乍看細胞內部,會以為是一鍋八寶粥,細胞器、大小生物分子雜亂無章地混在一起:

但實際上並不是這樣的。

首先是細胞器,為許多生化反應和生物分子提供了分區。比如三羧酸循環的許多反應在線粒體裡面進行,蛋白質翻譯在粗面內質網進行,基因轉錄在細胞核內進行。

但接下來的小問題是,為何這些蛋白和小分子都知道應該跑到某個分區里去呢?

對蛋白質來說,不少具有特定亞細胞定位的蛋白都具有一個短肽,攜帶著定位信息。比如核蛋白就會有NLS(核定位序列),線粒體蛋白MTS(線粒體靶向序列)。如下圖是核定位氨基酸序列。

對小分子來說,會有所謂的轉運體,將附近的對應的小分子運輸到某個分區中去。比如下圖是溶酶體上的一些結構蛋白和各種氨基酸轉運體、離子通道等。

其次是細胞骨架,為分子提供了停靠和運動的軌道。

有些細胞器,蛋白複合物,還有小泡等,可以沿著細胞骨架運動。如下面那張圖所示,它們可以像小人一樣在骨架上跑,而非完全隨機地在細胞漿裡面晃來晃去。

所以,在小局部上看,分子的運動可視為單純的熱運動,畢竟上述的那些機制,都不是說那麼剛好把某個生物分子塞進某個酶的活性位點,使得反應進行的。但大局上來看,這種分區和定向運輸機制,極大降低了隨機性,提高了生化效率。


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