生命的成分
这种著名的“生命体”由那些成分组成？以什么为基础？
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细胞被看作是具备一切生命物质特性的基本单位。1667年，罗伯特·胡克（robert hooke ）在观察一块软木的过程中注意到，软木由众多分室所组成，这些小房间就像蜂箱中蜜蜂所建造的蜂巢。从这个比喻中诞生了“细胞”一词（源自拉丁语cellula，cella，意为“房间”），以此来表示生命物质的这种组织成分。然而，直到两个世纪后的1838年，施莱登（Schleiden ）和施旺（Schwann） 才最终确定了“所有生物都是由细胞构成的”！如今我们已经知道存在各种类型、大小不一的细胞。一些可以达到8cm，比如鸵鸟的卵细胞（“真核细胞”）；另一些则小于1微米（毫米的1/1000），比如一些细菌（“细菌”和“古生菌”）。
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人体由超过60万亿个细胞组成，一只蜘蛛则只有几百万个，而一只最小的螨虫只包含一万个细胞。我们观察到，尽管细菌体型微小，只是一些微生物和单细胞生物，但它们具有生命的所有特征。每个细胞都包裹着一层半透膜，以便于外环境能够与其充满胶状物质内室的进行交换。这种透明的胶状物质就是细胞质，我们称为“新陈代谢”的一系列生物化学反应就发生在细胞质中。内共生使得这些反应在真核细胞的不同细胞室中进行，不失为进化过程中的神来之笔，而新陈代谢的各个重要阶段就发生于这些细胞室中。合成、分解、循环，以及众多大分子的运动都在细胞质中进行；
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与核酸相关的新陈代谢在细胞核中进行；分子的合成以及产生能量的主要阶段都发生于线粒体和绿色植物的叶绿体中。这些细胞室最初只是合作关系，20亿年前，他们紧密合作，同时不断整个彼此的功能和特点。这些细胞室并非密闭的：持续的交换培养并构成了细胞的所有新陈代谢。
尽管在各种生物身上存在些许差异，但基本新陈代谢都是相同的。在每个细胞中，DNA（脱氧核糖核酸）产生RNA（核糖核酸），RNA产生蛋白质。由于在RNA及其古老历史和先前性方面的诸多发现，这一分子生物学的中心信条如今已被推翻。那么RNA是生命最初的起源吗？我们随后会讨论到这一问题。
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DNA（脱氧核糖核酸）与RNA（核糖核酸）
正如我们刚刚所说，所有生物都包含能够自我复制的细胞。因此，DNA和RNA正是遗传因子及某些特征的载体。在繁殖的过程中、在同类或非同类生物间进行横向交换或传递时，DNA和RNA作为基因的物质载体被代代相传。它们并不是不变的，而是受随机变体、突变、改变及其他调整的影响，进行多种多样的繁衍和传递。所有物种都要经受自然选择，这即是进化的过程。
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核苷酸是核酸的基本粒子，共有四个，以它们的化学名称的首字母表示：A，T(U)，G，C。括号中的U为RNA所特有，我们随后会看到它的重要性。A代表腺嘌呤，T代表胸腺嘧啶，U代表尿嘧啶，G代表鸟嘌呤，C则代表胞嘧啶，它们组成了连接着碳、氮、氢和氧原子的闭合环状分子链。因为核苷酸这个环状部分主要由氮组成，我们通常称之为“含氮碱基”。氮基连接着糖分子，而糖分子连接着磷酸分子，它们一起形成了核苷酸。每四个核苷酸为一组，通过糖-磷酸链接在一起，构成一条核酸长链。
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两条长链一对，就像梯子的的两个梯脚，A、T、G或C这些含氮碱基相结合则交替作为梯级。两条长链在生物的物理和化学下件下彼此环绕，形成一种螺旋结构，由罗莎琳德·富兰克林（rosalind Franklin）在1951年第一次证实。莫里斯·威尔金斯（Maurice Wilkins）、詹姆斯·沃森（James Watson）和弗朗西斯·克里克（Francis Crick）用这种螺旋结构的结晶照片确定了DNA分子生物特征中的双螺旋结构。三人都因这一发现获得了诺贝尔生理学奖（1962）！在分子生物学的漫长历史中，双螺旋结构一直为我们带来灵感，，使我们在基因工程方面的诸多梦想得以在纳米技术领域继续，双螺旋结构之于DNA，正如处理器之于计算机。如今双螺旋结构还被用作化妆品广告中的图案，这些化妆品被认为能够重唤活力、美丽，当然，也能带来其他经济利益……
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氨基酸和蛋白质
蛋白质在多种生物功能中发挥作用。它们与脂类结合从而形成细胞膜。它们还参与细胞内的分子运输和细胞间的信号传递。例如，激素便具有这种功能。大多数激素都是酶，也就是生物界化学反应的生物催化剂。蛋白质是由21颗小珠子连接而成的大分子。每颗小珠子都是一种氨基酸，这21种氨基酸的化学特性各不相同。顾名思义，这些化合物由一个酸性化学基团、一个氨基和一个胺构成。在每一个生物细胞中，三个核苷酸为一组（形成一种叫做“密码子”的三联体），与一个氨基酸相连接。
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这种名为“基因密码”的关联关系如今已得到完美建立，从而使得氨基酸能够根据RNA的核苷酸序列而建立连接顺序。
蛋白质的合成过程源自漫长的生物进化，在深入探讨个中细节之前，必须进行以下思考。
比如，如果我们想人工构成一个肽，也就是一个小蛋白质，以下我们会将其比作一条由10颗珠子串成的项链，其中某些珠子可能重复，我们可能会得到30 045 015种组合，即超过三千万条不同的（小蛋白质）项链！而当其中每条珠链在三维空间中折叠，建立起新的形式与组合时，分子的生物多样性就会激增，这也正是其美丽与复杂之所在……
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我们并非随便采用这10颗珠子：其实经过估算，在现代的21种氨基酸中，只有10种存在于最初的地球上；其余的11种则是细胞新陈代谢进化的产物，很晚才会出现。
我们是如何从史前相遇，最终随意谈到这丰富多样性的主角——RNA-蛋白质组合的呢？是否这种组合通过氮基三连体、随着氨基酸的节奏建立了特殊相互作用？我们经常提起原始RNA的决定性作用，它们就像是手脚架，使两种氨基酸间建立联系。目前这一艰难的研究课题还是一片荒芜。理论研究已在这片荒地上略有收获，仍有待实验成果为未来的发现打下基础。
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糖与脂类
想要开启生命进程，除了物理能量，细胞还使用糖作为主要燃料所提供的化学能。我们正是将糖作为能量食品。糖同样是结构体系的直接参与部分（我们已经在前文DNA和RNA的“骨架”中见过），也是其他细胞所公认的信号。
最后是脂类。脂类是结构比糖更加复杂的脂肪，经常用作建筑材料或者能量源。因为不溶于水，脂类还被用于细胞膜的结构中。我们能够在试管中将脂类和水混合，从而制造出人工细胞膜。脂类相互聚集，以将自身与水的相互作用最小化，从而形成一些囊，也许在过去，正是这些囊构成了第一个细胞的雏形……
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所有这些细节似乎非常有技巧，但这些不过是对我们自身组成部分性质的描述，而这些性质在过去、从生命之初便开始累积。