生活是什么？ （2019）
生活是什么？这个问题使许多人彻夜难眠，并引发了许多定义，包括特征（分泌，新陈代谢等），其中一些涉及化学，熵或能量通量，有些则更具哲学性。英国广播公司（BBC）的一篇文章指出，生命有100多种定义，并声称一切都是错误的。
确实，这的确确实是一个挑战，因为生物学中每一个严格的规则都遭到了侵犯。有些事情显然还活着，但从未复制。植物通常不会移动，但仍然非常重要，病毒可以复制自己，但需要宿主来复制。活跃吗？一旦您弄清了一切，一个聪明的人就会想出一个水晶，以某种方式设法创建自己的副本，并指出这些副本甚至具有“继承”特征。水晶还活着吗？类似地，“火”会消耗元素，移动甚至复制。然而，召唤生命形式似乎很奇怪。
这些讨论虽然引人入胜，但也有些愚蠢。有点像一群人站在一家电子商店里，指着电话，手表，照相机和电视，问这些是哪台计算机。他们可能会注意到，手表具有许多类似电话的功能，而现代电话显然是一台计算机，但是大多数手表实际上都无法在附近没有电话的情况下拨打电话。他们还可能争辩说，现代电视在没有互联网连接的情况下无法正常运行，因此它有资格作为计算机吗？他们确信，SD卡不是计算机，它仅存储数据。
对于经验丰富的技术人员来说，这甚至不是讨论-所有这些东西当然都是计算机，实际上，到目前为止，几乎所有它们都运行UNIX的变体。该体系结构为我们解决了这个问题-它们全部具有构成CPU内核，RAM的数十亿个晶体管，并且在这些内核之上运行一个操作系统。对我们来说，这不值得在晚上醒来，因为我们知道电视，电话和手表中正在发生的事情。实际上，低价的SD卡显然也是在运行整个操作系统的计算机。
事实证明，地球上的所有生命也共享一个单一的体系结构。至少在地球上，这极大地简化了讨论-任何以建筑为基础的事物都是生命，而我们还没有遇到过任何不以该建筑为基础的远程生活。
现在，有些人无法无视地球以外的事物，这就是为什么NASA对生命的定义令人着迷的原因。史蒂文·A·本纳（Steven A.Benner）写的关于该主题的有趣读物。而且，我们也可能想知道，有朝一日，计算机程序是否可能还活着呢？作为一个思想实验，思考我们认为自己是“生命”可能会非常着迷。
但是，在地球上，现在可以通过“无论在地球的单一生命结构上运行的是什么”轻松回答生命是什么的问题。那么，那个单一结构是什么？
以下内容均无争议。同时，人们通常不会这样讲故事，但是这里的一切都可以在任何分子生物学教科书中找到
那生命是什么？它实际上如何运作？它的架构如何完成工作？我们仍在探索生活的复杂性，这可能会占用我们几个世纪的时间，但是现在基本知识已经很清楚了。然而，总的复杂性是惊人的，只有数十亿年历史的软件项目才可以预期。
软件？让我们从基础开始。生命中的所有（*）信息都存储为核苷酸，即简单分子。有4个不同的核苷酸，我们称它们为A，C，G和U / T。
“实际上”，真正的生物学家现在将插话，DNA并非故事。每个单元都来自另一个单元。就像编译器的源代码还不是编译器一样，因为我们需要对其进行引导，如果我们只有DNA，就无法创建新的有机体。生命需要多少非DNA信息尚不清楚。
一个典型的细菌在存储在称为DNA的长分子中的数百万个核苷酸上运行。有些细菌还有另外一些较小的DNA分子，称为质粒，我们可以将其称为“插件”。质粒可以例如赋予对细菌的抗生素抗性。总而言之，它最多可添加750 KB的数据。 1毫米长的主要DNA分子紧紧curl缩，可放入一微米大小的细菌中。
更复杂的生命形式具有数十亿个核苷酸，但有趣的是，它并不需要这样做。仅基于几兆字节的DNA，就有复杂的植物生命。一个人大约有750 MB的DNA，但是其中大多数是重复性的东西-我们很可能模糊地将我们的DNA压缩为数十兆字节的信息。
其中有20种，它们使用3个核苷酸（我们总称为密码子）在DNA中编码。例如“ AAC”或“ CCG”。由于存在四个核苷酸，因此存在4 * 4 * 4 = 64个不同的密码子，但是只有20个不同的氨基酸。因此，许多密码子编码相同的氨基酸。
密码子和氨基酸之间的转换表非常微小地差异，适用于地球上所有形式的生命。
氨基酸可以串在一起形成蛋白质。蛋白质是很小的分子，可以加速或阻止化学反应，施加力或通常执行（或启用）几乎任何化学或物理过程。
DNA可以看作是“ ROM”，因为数据大部分都位于此处。但是，有一些机制可以（相对）吸收小片段DNA并将其转变为RNA分子。这些最终的RNA分子包含DNA中发现的全部或部分信息。
细胞具有被称为核糖体的机制，它们将RNA分子转变为氨基酸链，然后我们将其称为蛋白质。
蛋白质可以做很多事情，这是令人印象深刻的，因为它们仅由20种成分组成。有些蛋白质仅具有内部含义-例如，胰岛素发出信号，表明细胞应改变其行为，但胰岛素本身不起作用或无法建立任何东西。
其他蛋白质，例如令人兴奋的命名隐色染料，可以检测光甚至磁场。还有其他蛋白质可检测PH值，温度或葡萄糖浓度。例如，它们在捕获足够的光子或预热超过特定温度后通过改变形状（构象）来对这种现象做出反应。
蛋白质还是可以使特定化学反应加快数十个数量级（！）的酶，可以说蛋白质实际上可以构建其他分子。
另外，蛋白质也可以“只是”成为细胞或细胞成分的结构。
DNA很大，大部分是静态的。从该DNA中，片段被转录为单独的RNA分子。此类RNA分子可被核糖体拾取，翻译为氨基酸，然后将其链接在一起形成蛋白质。
这是自然，几乎所有事物都相互作用。例如，某些蛋白质会粘在DNA的特定位上。当卡在此处时，它们可以阻止DNA的那部分被读取，因此不会形成RNA，也不会产生可能已经编码的蛋白质的任何新产物。
但是相反地，如果蛋白质比DNA稍微靠前，则可以将DNA吸引到RNA复制机上，从而促进RNA的产生，从而促进其他蛋白质的产生。
重要的是，改变形状（构象）的蛋白质通常仅以一种形状粘附在DNA的一部分上，而在其他形状则没有。
到目前为止，我们已经看到了可能使算法成为可能的要素-蛋白质可以影响其他蛋白质的生成，蛋白质可以感知其他蛋白质和环境。这显然带有“ if”语句。
一方面，生活的“操作系统”对于软件人来说是高度可识别的，但与此同时，它也是彻头彻尾的外星人。
假设我们有一个DNA分子，并且已经存在将DNA复制到RNA的机制，还有可以将RNA分子变成蛋白质的核糖体。
最初，这些东西只是在布朗运动中漂浮着。DNA的某些部分被定形，因此在正常情况下它们会不时吸引复制设备，因此这些DNA成为“管家基因”的一部分。
这样的基因可能例如产生对温度敏感的蛋白质，可能导致该蛋白质在（例如）35℃下改变形状。这种蛋白质然后充当温度计。现在，假设其呈“冷”形状，它与DNA的一部分紧密结合，该DNA编码产生热量的蛋白质。
如果温度太低，温度计蛋白就会弯曲并结合到DNA的那一部分，在那儿它会刺激“下游DNA”转化为RNA，转化为一种蛋白（例如），这种蛋白会刺激涉及葡萄糖的反应，从而释放热量，从而使事物再次升温。
体温计蛋白质促进生热蛋白质的产生，并适当地加热细胞。
随着生物体的升温，体温计蛋白质将改变反向构象，而不再产生葡萄糖反应诱导蛋白质。
然而，一旦制成，该蛋白质将在周围徘徊并继续刺激葡萄糖反应，最终使细胞过热并可能杀死生物。不好。
每个单元中都有许多监管循环，这令人难以置信。大自然运用非常先进的技术来精确调节PH值。
在恒温器的情况下，典型的“自然”解决方案是使葡萄糖反应刺激蛋白本身对温度敏感，从而使其在（例如）40摄氏度时迅速分解。
另外，蛋白质在任何温度下都可能不稳定，并且整个过程只有在它持续生成的情况下才起作用，因为它“太冷”。
上述恒温器仅实现一个“ if”语句。如前所述，蛋白质可以以增强“转录”和“翻译”为新蛋白质的方式附着在DNA上，但是它们也可以抑制这一过程。
因此，不同的蛋白质可以结合形成任意复杂的“ if”陈述。在研究最多的算法之一中，lacoperon在许多细菌中，只有在1）检测到葡萄糖短缺2）实际存在乳糖的情况下，才能将乳糖转化为葡萄糖。
上面的恒温器示例完全是虚构的，但是lacoperon使得有趣的阅读真正的自然算法是如何工作的。
请注意，由于这是自然现象，因此if陈述更像是“ if-ish”陈述。例如，根据葡萄糖的浓度，可能会发生或多或少的恶性反应-生物学中没有多少东西是完全黑白的。
此外，在这里我们只提到了一种抑制或促进蛋白质产生的机制-事实证明，在此过程中还有更多的调节机制，这些机制不仅会改变生成速度，而且还可能有条件地使蛋白质的某些部分离开基因进出蛋白质。
在更复杂的生活形式中，整个“主开关”可用于一次抑制或促进大量基因，就像（音乐）器官通过一次改变多个音调来启用特定声音的生成一样。
上面的描述适用于所有类型的细菌，所有植物，所有动物以及介于两者之间的所有事物，且没有任何变化。在原核生物（至少两种细菌）和真核生物（我们，动物和植物）之间存在着巨大的鸿沟，一方面，原核生物要简单得多，但另一方面又具有更大的通用性。真核生物具有显着更多的基础结构以及甚至更多的调节DNA作用的方式。
但是真核生物和原核生物都具有上述完全相同的分子结构，以至于细菌完全愿意``执行''人类DNA来为我们制造胰岛素（有趣的是，这确实是开箱即用的，但是如果有的话）对细菌方言进行了轻微的调整，胰岛素的产生速度提高了几个数量级。鉴于细菌世系和我们之间已有十亿年的历史，令人惊讶的是，唯一的区别是“方言”。
那么这是什么方言呢？如前所述，共有64个密码子仅编码20个氨基酸，因此大多数氨基酸都有几个描述它们的密码子，但并不是所有这些密码子在所有生物中都被频繁使用。细菌与我们的基因相比具有非常不同的``密码子偏好性''，使用人类常见的密码子转录DNA的速度要比将这些陌生的密码子更改为常见细菌时要慢得多。
病毒也使用DNA和RNA，但它们没有宿主制造蛋白质的其他机制。这可能会使前面提到的电子商店中的概念哲学家感到困惑，但这并不需要使我们感到困惑，因为这种情况在我们的世界中众所周知。病毒不是活的，而是可以在生物上运行的软件。
如果封装了病毒软件的蛋白质感染了细胞，则其自身的DNA（或RNA）将在该活细胞的机器上运行。如果成功的话，这会将细胞转变为生产新病毒的工厂，该病毒在释放后可以继续感染其他细胞。
关于生命到底是什么的定义仍然令人着迷，但至少对于地球而言，就我们所知道的生命形式而言，事情非常简单，如果它运行着生命的体系结构，那就是生命。 如果它在另一个单元托管的架构上运行（例如病毒），那不是生命而是软件-但是一旦运行在可以运行它的主机中，它就可以存活。
