疏水性氨基酸有哪些
生物学家劳伦斯·赫斯特和斯蒂芬·弗里兰在20世纪90年代末把天然基因密码和计算机随机产生的几百万组密码拿去比对，结果轰动一时。他们想知道，如果发生点突变这种把一个字母换掉的变异，哪一套密码系统能保留最多正确的氨基酸，或将它代换成另一个性质相似的氨基酸。
结果他们发现，天然的基因密码最经得起突变的考验。点突变常常不会影响氨基酸序列，而如果突变真的改变了氨基酸，也会由另一个物理特性相似的氨基酸来取代。据此，赫斯特与弗里兰宣称，天然的遗传密码比成千上万套随机产生的密码要优良得多。它不但不是大自然密码学家愚蠢而盲目的作品，而是万里挑一的密码系统。
天然的三联基因密码的第一个字母都有特定的对应方式。举例来说，所有以丙酮酸为前体合成的氨基酸，它们密码的第一个字母都是T。所有由α-酮戊二酸所合成的氨基酸，其三联密码第一个字母都是C；所有由草酰乙酸合成的氨基酸，第一个字母都是A；最后，几种简单前体通过单一步骤所合成的氨基酸，第一个字母都是G。
三联密码的第二个字母和氨基酸是否容易溶于水有关，或者说和氨基酸的疏水性有关。亲水性氨基酸会溶于水，疏水性氨基酸不会溶于水，但会溶在脂肪或油里，比如溶在含有脂质的细胞膜里。所有的氨基酸，可以从“非常疏水”到“非常亲水”排列成一张图谱，而正是这张图谱决定了氨基酸与第二个密码字母之间的关系。疏水性最强的六个氨基酸里有五个，第二个字母都是T，所有亲水性最强的氨基酸第二个字母都是A。介于中间的有些是G有些是C。
三联密码的第三个字母不含任何信息，不管接上哪一个字母都没关系，这组密码子都会翻译出一样的氨基酸。以甘氨酸为例，它的密码子是GGG，但是最后一个G可以代换成T、A或C。
第三个字母的随机性暗示了一些有趣的事情。二联密码可以编码16种氨基酸。如果我们从20个氨基酸里拿掉5个结构最复杂的（剩下15个氨基酸，再加上一个终止密码子）这样前两个字母与这15个氨基酸特性之间的关联就更明显了。因此，最原始的密码可能只是二联密码，后来才靠“密码子捕捉”的方式成为三联密码，也就是各氨基酸彼此竞争第三个字母。
第一个字母和氨基酸前体之间的关系直截了当，第二个字母和氨基酸的疏水性相关，第三个字母可以随机选择。这套密码系统除了可以忍受突变，还可以降低灾难发生时造成的损失，同时可以加快进化的脚步。因为如果突变不是灾难性的，那应该会带来更多的好处。
9种必需氨基酸记忆简式
最近总看到一些记忆氨基酸的谐音口诀，甚至有人编了一些小故事。我一直认为，这不是最好的方法，理解基础上的记忆总是胜过死记硬背，谐音故事听多了，也容易搞混。所以，在这里写出我对基本氨基酸名称、功能等方面的一些理解，应该有助于对氨基酸的学习和记忆。
所谓基本氨基酸，是指生物体用来合成蛋白质的氨基酸。每一种基本氨基算都有对应的遗传密码，在核糖体合成蛋白质的时候，需要由特定的转运RNA携带，才能掺入蛋白质中。那些蛋白质合成完毕之后加工修饰而成的特殊氨基酸不属于基本氨基酸，摄入之后也不能直接用于蛋白质的合成。比如胶原蛋白中的羟脯氨酸，各种磷酸化、乙酰化的氨基酸都属于此类。
基本氨基酸目前发现的有22种，除了生化书上列出的20种之外，还有硒代半胱氨酸和吡咯赖氨酸。这两种氨基酸均有相应的遗传密码和tRNA，直接参与蛋白质合成过程，所以符合基本氨基酸的定义。不过吡咯赖氨酸只在产甲烷菌中发现，人体中并不存在，所以人体中只有21种基本氨基酸。因为用到硒代半胱氨酸的地方不多，所以这里只介绍常用的20种氨基酸。
基本氨基酸是用来构成蛋白质的。蛋白质的生物功能千变万化，所以就需要这些氨基酸具有不同的电荷，不同的疏水性，不同的活性基团等等。因此，氨基酸的结构也分成几类。而且，每一类氨基酸基本都有2种，其性质相似，结构略有不同，可以适应不同的需要。所以，最自然的记忆方法就是按照氨基酸的结构分类来记。
具体点说，芳香族氨基酸2种，杂环氨基酸3种，剩下15种都是脂肪族氨基酸。脂肪族氨基酸再分，碱性氨基酸2种（组氨酸归类到杂环里了），酸性氨基酸2种，侧链含酰胺的2种（可以算酸性氨基酸的衍生物），侧链含有羟基的2种，侧链含硫的2种，支链氨基酸3种，还有侧链非常简单的两种。
为了叙述方便，我先介绍最简单的两种氨基酸，甘氨酸（glycine，Gly）和丙氨酸（alanine，Ala）。这主要是因为他们可以作为基础模板，往上添加基团就可以生成其它各种氨基酸。
甘氨酸有特殊甜味，所以他的英文名称来自希腊语glykys（甘甜的味道），中文译名既蕴含甘甜之意，又有相似的发音，堪称“信、达、雅”的典范。因为有甜味，所以甘氨酸在食品工业中经常作为调味剂，起到去苦增甜的作用。所以，有同学说他用“苦尽甘来”一词记忆甘氨酸，倒是很恰当的。甘氨酸的侧链最小，只有一个氢原子。这使他与众不同，是唯一没有手性的基本氨基酸。小巧灵活是甘氨酸在蛋白质中的特点，比如胶原蛋白的三股螺旋构象是非常特殊的，必须要每隔两个残基就有一个甘氨酸，否则就会导致空间位阻过大。同理，蛋白质两个结构域之间的连接也经常需要甘氨酸提供构象的灵活性。不过，甘氨酸灵活有余，稳定就难免不足。在形成α-螺旋的时候，甘氨酸是最强的破坏者之一，原因就是侧链太小，构象根本稳定不下来。另外，甘氨酸常用来配制缓冲液，经常做电泳实验的同学一定记得。
丙氨酸的英文名字来源于德语乙醛，而中文名字就很好理解，因为丙氨酸含有三个碳，化学名就是氨基丙酸。这是一个朴实无华的名字，就像氨基酸的特点一样。丙氨酸的侧链只有一个甲基，比甘氨酸稍大一点。我画其它18种氨基酸结构式的时候都是在丙氨酸上添加基团来画的。在蛋白质中，丙氨酸的作用就像一块砖，平平无奇，最基础的建筑材料，跟谁也不冲突。丙氨酸的侧链位阻小，放在α-螺旋里，它是最强的形成者之一；放到β-折叠里，也非常稳定。在蛋白质工程里，如果要把蛋白质上的某个氨基酸突变掉，又没有特定的目标，一般可以突变成丙氨酸，这样不容易破坏蛋白质的整体构象。
基本氨基酸的一些基本知识：结构、特点与记忆方法,9种必需氨基酸记忆简式
人类交配会产生快感，但分娩时很痛苦，真的是自然选择的最优解吗？
自然选择从未承诺提供最优解，也从未承诺会搞出次优解、“最不坏的解”或在任何程度上算做优秀的“解决方案”。生物的许多性状是勉强凑合的，只要携带者还没死干净，无论产生多大的痛苦都可以继续传下去，至于携带者死了，那更是连问题一起带走了。
Freeland 等学者计算比较了真实的遗传密码与随机分配密码在抵抗随机突变时的效果，确定现在生物使用的遗传密码胜过几乎所有的随机分配，但并不完美。那可是演化了超过 37 亿年的。
20 种常见的蛋白氨基酸比较均匀地分布在广泛的疏水性、大小和电负性值范围内，可能与目前的遗传密码建立了较为稳定的关系。添加更多碱基可能让突变更难控制，后果不完全是积极的；
在漫长的进化时间尺度上，拥有额外的氨基酸可能允许生物以新的方式适应环境，但短期收益可能不足以让额外的氨基酸保留下来；
在同种生物的种群内部，“碱基的大幅增减”“蛋白氨基酸数量的大幅增减”这样涉及遗传密码的重大创新可能难以站稳脚跟。
你可以预期动物的性状也如此。
“既然生孩子这么痛苦，为什么要生”的想法，忽视了历史上女性并不总能“因为我不想生所以我就不生”，很多小孩是人们无聊时靠身体取乐的副产物，是意外来到这个世界上的——2019 年，地球上实施了约 5500 万例人工流产。2017 年，我国有统计的人工流产数量为 962 万例，估计还有数百万未统计到。自古以来，“并不想生，但是搞大了肚子后不知道怎么停止，被迫生了下来”的情况常有。
人类女性骨盆最短的切线从现在的基础上再延长一厘米，就能明显降低分娩时的死亡率和痛苦。但你没法期待人们在理解骨盆的解剖结构后、掌握剖腹产前那么短的时间里靠随机和低水平人工筛查整出这种性状。在比这早的年代里，分娩死亡率本就参与限制着人口增长率。在智人两百多万年的历史中，大部分时期我们的人口比黑猩猩还少。
你可以讨论“设某个时期婴儿活到分娩完毕的概率约 70%，那之后活到传代的概率约 40%，可得每个婴儿活到传代的概率约 28%；此时出现一个性状，降低婴儿活到分娩完毕的概率为约 69% 并提升那之后活到传代的概率为约 41%，可以得到每个婴儿约 28.29% 活到传代的概率，这性状有可能被生殖选择轻微青睐”。显然，这里面的影响因素极其多，“婴儿头的直径和产妇骨盆最短切线”的贡献相当有限、就连这两个因素本身也受到营养条件和孕妇年龄等大量其他因素影响，无法期待导向什么完美平衡。
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