为什么说人类无法组装出一个细胞？

虎威将军

或者用计算机模拟出一个细胞的模型有可能性吗
原文地址：https://www.zhihu.com/question/66858872

长长的路

关于组装细胞，大佬们说的都很棒，我这个来晚的就把喵酱在问题描述里面的提出的问题延伸一下吧；
用计算机模拟出一个细胞的模型有可能性吗？
这是一个很有意义的研究方向，用计算机模拟生物模型。
往大了想，我们可不可以用计算机模拟出一整个人体？这样的话在我们开发药物分子的时候，只需要Input基因组信息和环境信息，建立疾病模型，然后向模型进行虚拟饲喂实验，就可以筛选出潜在的药物……想想也是一件很美好的事情，格列卫也许就不必买到那么贵，印度假药也就上不了电影银幕了。
虚拟人体，这个命题很容易让我们想起龙族中的EVA，一个投影出来的虚拟女孩，有自己的人格和想法，但是她并不属于本题中的计算机模拟生物模型所讨论的范畴，因为她很明显不具备生物特征；
想要用计算机模拟出一个人体，我们首先想到的就是先从模拟一个细胞做起——毕竟细胞是生物体形态结构和生理功能的基本单位嘛~先模拟出细胞，再考虑细胞之间以及细胞与外界的相互作用就好了~
可是问题接踵而至，从上而下地模拟细胞（参考本题大部分答主的回答，即以化学分子甚至到细胞器为基本单位模拟细胞）相对来说是很容易的，但是这很明显无法达到我们的要求，因为很多小分子会导致到蛋白质分子结构的细小改变，甚至进一步产生意料之外的生理功能或危害；

这一点 @于猫 说的还是很有道理的，之所以一个西药的开发需要经历漫长的临床试验，就是因为这些小分子在人体内代谢产生的复杂影响无法准确预料——不过相比之下中药的作用原理更不清楚，因此还需要中药现代化研究者们的努力，我们这些搞合成生物学的就跟在后面想办法合成有效成分就好了哈哈；

既然从上而下模拟细胞的思路行不通，那我们不妨试试自下而上地进行模拟（说起自下而上就情不自禁想到合成生物学哈哈哈）来试试，在这方面我不得不支持一下 @Anyon 的回答，虽然大家都说他想的太复杂了，STM太贵了用不起，但是从计算机模拟生物体的角度上将，他的思路是对的——我们必须清楚在这个过程中分子甚至原子尺度上的变化，才能精巧地模拟生命系统！

生物的本质是化学，化学的本质是物理，物理的本质是量子力学，量子力学的本质……

在这里插播一句题外话，前面说的以小分子或细胞器为基本单位进行模拟的工作有很多，在合成生物学领域比较常见的就是对细胞的代谢网络进行模拟，找出合成某种分子的最优路径这样子~
至于后面说的这种，据我所知iHuman研究所的老师们在做这个，据说他们要先从一个细胞器入手进行模拟，我今年十月份就去那边学习一下这个项目哈哈哈；
回到主线，假如我们要从分子甚至原子为基本单位模拟一个细胞，那么遇到的问题有哪些呢？（没错现在我们无法做到，在未来的十年内或许有可能做到）
首先，我们缺乏知识的积累，我们已经了解了很多酶和酶的底物，很多蛋白质的结构以及一些动态的生命过程，但是迄今为止我们连很多预测出来可能存在分子结构是不是真的存在都存在疑问——前一阵去isynbio跟刚回国的老师交流，他们对一段序列做了一个简单的突变，结晶之后的蛋白质出现了联苯的两个苯环共面的现象，这个工作就发了Science，除了感慨这个idea的精巧和博士生的运气，我还感受到了我们地球人的无知………
其次，据报道，一个面包酵母细胞中大概有4200万个蛋白质分子，建立如此多分子的动态模型对于我们的计算力是个考验，另外细胞内的空间拥挤而充满变数，不知道对于模拟复杂系统有没有计算机专业的同学来阐释一下；


假如我们实现了模拟细胞之后呢？当然是模拟细胞与细胞间相互作用了？在之后呢？
当然是建立虚拟人体了——也许实现计算机模拟生命系统后，我们每个人从受精卵开始都要被跟踪模拟，这个虚拟人体会随着我们一起生长……
或者是基于虚拟人体的虚拟人格？在计算机中形成了神经系统的人类会不会产生自己的意识？
或许等建立虚拟人体后科学家会丧心病狂地想以原子为基本单位模拟一个生态系统甚至地球吧……

队长是我

都答的什么玩意，造物主都扯出来了，拿一堆本科教材概念瞎科普有意思吗？知道科研工作者扯“造物主”是件多丢脸的事吗？
https://www.google.com/amp/s/amp.theguardian.com/science/2016/mar/07/hand-of-god-scientific-plos-one-anatomy-paper-citing-a-creator-retracted-after-furore谁说“组装”一个细胞就得从原子分子开始造轮子？Bottom-up现在不行，Top-down就不算数了吗?为什么组装一个细胞就非得拿真核细胞开刀？支原体就被开除细胞籍了？扯些染色体构象、内质网那些臭氧层子吓唬谁呢，最简单的细胞结构用得着那些吗？克雷格大爷的synthia不算人工组装的新物种吗？非把人家气死拉倒？
http://www.sciencemag.org/news/2016/03/synthetic-microbe-lives-fewer-500-genes对于自然科学，宗教最后的防线是制造（不是改造）生命吗？
synthetic biology的进展先翻看两页再bb不行吗？
https://www.nature.com/subjects/synthetic-biology在编辑收录回答里，甩出个哈佛视频，说跨膜蛋白太复杂根本做不出来。。。首先厘清一点，人类无法在原子水平上组装的东西多了，有in vivo/in vitro的蛋白表达体系不用，那是有病。
那就求锤得锤吧，人工设计合成的跨膜蛋白长右边那样，图片来自今年3月science的文章


http://science.sciencemag.org/content/sci/359/6379/1042.full.pdf最近办个盐Club，说是鼓励科普，你们倒是给点力，翻墙倒腾点热乎东西翻译一下啊！貌似讲了一堆通俗易懂的知识，结论却是科学家什么都做不了，那还科普个毛线？学术交流和专业看法你去researchgate和google forum上吐槽去，来知乎给高中生物背景的读者讲技术难题，能有人听懂吗？一切都交给上帝解释不更简单吗？哦，对了，那样就没人点赞了。

感恩由您

看了部分回答，学物理的同学和学生物的都学都来回答了。先劝劝泽地同学下面说他杠的，这个问题描述的确实没那么准确， @Anyon 回答从物理出发， @泽地 从生物出发，回答这个问题既可以陈独秀，也可以李大钊嘛。科学的包容性不就是高票回答不一定是主流，低票回答也有其独到之处么~作为学化学的进来强答一波，略有偏题之处请多包涵。
<hr/>引言
化学中也有跟这个究极目标相关的研究方向，比如自组装（self-assembly）。Science杂志125周年特刊中列出了125个问题，在前25个贼难解决的问题之中，唯一的化学问题是：我们能将化学自组装整到啥程度？（How Far Can We Push Chemical Self-Assembly?）请参见
How Far Can We Push Chemical Self-Assembly?而组装出一个细胞，那简直是我们每天朝思暮想的一桩美事阿~Science这篇文章中提到了物理组装和化学组装的一个重要的不同之处，一个是自上而下，一个是自下而上。Anyon说的那个组装得用STM吧？那玩意儿多贵阿，我们不用嘿~
然而，
大自然：地球可能已经不是那个地球了，但你大爷还是你大爷。
这里要再次强调细胞结构的复杂性和功能的多样性，很多同学已经展示了图片和视频。在这里我强烈推荐的视频是来自Harvard University的The Inner Life of the Cell系列。此系列中的一个经典版本推荐（中文解说，大赞一波解说者，有心）：
【720P/中文解说】The Inner Life of the Cell - 细胞中的生命进程_哔哩哔哩 (゜-゜)つロ 干杯~-bilibili而化学界自组装方向最开始想模仿出来的结构之一，只是在这个视频中出现了几秒钟的微管。
微管实际上，在这个方向上努力的化学家大致有两个方向。一个是从生物本源出发的，也就是利用生物本身的DNA，RNA，蛋白质多肽，磷脂...来进行修饰，然后自组装，希望能够整明白自下而上这个过程中，最下的基本非共价作用力之间的作用关系，是如何主导自组装过程，并且最终组装出结构精美，功能独特的组装体的。另一个就是仿生了，化学家的一个好手段就是“买不到？自己做点就完事儿了”。照葫芦画瓢谁不会是吧（我真是站着说话不腰疼），这里能够举的一个牛掰的“小”例子也许是：科学家用本不存在的碱基，创造了新的生命体
A semi-synthetic organism that stores and retrieves increased genetic information
现在做到啥程度了：
我觉得这时候把2016年的诺贝尔化学奖甩出来，应该也没什么不妥吧，虽然估计要被说分子机器跟自组装是两个不同的方向，但是这千丝万缕的联系...就跟披萨上的芝士一样，直接一起拿着吃吧。The Nobel Prize in Chemistry 2016 was awarded jointly to Jean-Pierre Sauvage, Sir J. Fraser Stoddart and Bernard L. Feringa"for the design and synthesis of molecular machines".  
是的，分子机器。你问我有啥用？Emmm......我需要一杯六个核桃...
要说举例子，我觉得举The Leigh Group的文章比较容易理解了。他组一直在尝试将分子机器功能化，比如用在多肽合成催化中。
An artificial molecular machine that builds an asymmetric catalyst
An artificial molecular machine that builds an asymmetric catalyst


An artificial molecular machine that builds an asymmetric catalyst


你看这图，是不是跟最开始视频里的有些东东很像！当然，我相信有同学会对文章中的一些细节有质疑，但是不得不说这个大方向很有趣阿！
又比如，Feringa教授的分子马达。



人工合成分子马达可以在能量的驱动下（紫外光的照射）完成连续的类似马达的单向转动



有分子马达作为轮子的分子汽车。图片来源：Nature

是不是很像下面这个。依旧是Harvard University的视频。


https://www.zhihu.com/video/981928832244330496
上面两个是机器的例子，还有一些关于自组装的例子，如果大家有兴趣，后面又时间再选几个添加。
那么你们搞化学的吹牛吹这么大，啥都能合成，你弄个细胞出来给我看啊!
认知挑战-非平衡体系：
而这时候我们就要艾特一下 @于猫 同学的回答。我很赞同他的部分观点，简单的讲就是细胞自身的状态以及细胞所处的大环境考虑进去，不然就是只在空谈讲物理变化和化学反应而已。生物体是一个耗散体系，是处于非平衡态的，细胞是其最小构成单位（除病毒外）（这么说对不对？）
耗散体系细胞是一个能够在高能下维持低熵的究极体系，通过不断的物质流和能量流来维持自己的状态。太牛掰了。但是我们搞化学的传统作业方式，都是一个瓶子加上搅拌加上原料，挂个冷凝管，咕嘟咕嘟一锅煮完了，点个板一看卧槽，反应没成功？扔了。这跟生物体能比吗？
当然，当然没法比...但是，有一批有识之士已经开始搞事情了，比如研研究complex systems的化学家解释了emergence（我理解的就是非线性性质）的出现与非平衡体系的关系：
Classification of emergence and its relation to self‐organization
Classification of emergence and its relation to self‐organization“Complex systems are nonequilibrium systems displaying self-organization, and the collective properties of these systems are complex emergent properties.“ 这就提出了以后我们肯定要研究化学自组织（self-organization）的，因为这使得出现“有趣”现象的概率大大增加。化学震荡反应就是其中一例（还有很多相关视频，大家喜欢可以自行查找）：
【溴螺纹】B-Z空间化学波实验_哔哩哔哩 (゜-゜)つロ 干杯~-bilibili看这有序图案的产生，有趣不？
然而，
大自然：王之蔑视。
Emmmm...现在一个起码我个人认为非常有意义的研究方向，而且是个学科交叉的方向，就是非平衡态下的自组装体系。包括什么复杂化学，系统化学，动态组合化学，提取出来精华，跟生命学习，向耗散体系进发！

大力水手

话说，我还挺想回答这个问题的，之前跟一些用户辩论，有些人会跟我说“西药的作用原理是清楚的”，遇到这种论调，我都会反驳他“人类现在连一个细胞都还造不出来，何谈药物作用原理的清楚”。

        顺便多说一句，现在很多人对于生命科学领域的原理，无论是转基因，或者是药物的作用机制，疾病的发病原理等等，这些所谓的“原理”的态度，都是肤浅的，一刀切的，他们会认为，你们科学家，科研工作者去研究就好了，研究出来的结果就是真理，如果研究不出来，要么就是你们这些做科研的不努力，要么就是这个问题本身就是有问题的。这种思维，还真把科研工作者当成计算器，只要输入算式，按下等于号，结果就自己蹦出来。

        其实根本不是这样，科研过程中的任何“结论”，在目前看来，都只是阶段性的，有限定条件的，相对正确的结论，所谓绝对的正确，在自然科学领域，几乎是不存在的。
<hr/>        下面进入正题，来看细胞的问题，为什么现代科学发展到这种程度，却连一个细胞都还造不出来。
        就在前一阵子，我与肖老阿姨 @肖昕月 讨论所谓“活着”的这个概念，我们都认为，要想谈一个东西它是活的不是死的，这个被讨论对象的最小单位，应该是细胞，这也是很多人对于这一概念的共识。说到细胞的问题，生物学上的概念讲，它是生物体基本的结构和功能单位，但是这个定义是在生物学本身的学科范畴内所下的定义，如何跳出生物学的范畴，给细胞下一个更“刨根问底”的定义，我自己给出了两个可以参考的定义，当然不一定正确：
        1、细胞是在外界供给物质充足的情况下，独立维持自身稳态并进行自身复制的最小物质体系。
        2、细胞是在外界条件充足的情况下，通过消耗供能物质，维持自身熵不增并进行自身复制的最小物质体系。


        为什么了解细胞的复杂性需要从这个角度切入，因为需要明确的是，当讨论生命问题到了细胞的层面，就已经完全脱离了意识，而进入了纯粹的物理化学规律主宰的层面。换句话说，细胞本身及其内部的活动是不能编程的，也是不受意识控制的，所有细胞内的生命活动，全部都是基于物理化学层面的相关规律自发进行，换句话说，细胞内部的所有物质活动，全都是物理性质层面的物质相互作用以及化学反应。
        这个“基于物理化学规律自发进行”的概念并不太好理解，那就让我们来举几个例子。
        比如我们常说的蛋白，在一个细胞中，蛋白所扮演的角色，除了作为细胞骨架结构的一部分之外，最多扮演的角色就是酶。所谓酶，说白了就是能够催化化学反应的催化剂。酶这种东西的特点，就是只要给它底物以及适宜的条件（如溶液体系中的pH值，离子强度等，或者供能物质如ATP），它就会源源不断的将底物转化为产物，这个过程说穿了就是一个化学反应，与氢气+氧气点燃生成水没有本质区别，是因底物和适宜条件的存在而源源不断进行的，是遵循化学反应规律的（酶动力学相关规律），如果没有一种力量改变这个反应的条件，或者让这个酶失活，这个反应实际上是自发的，没有倾向性和目的性，换句话说，是不受控制的。


        实际上，在细胞中，几乎我们到目前为止，现代科学所研究的细胞内现象，无论是DNA的复制，信号通路的传导，蛋白质的合成，还是细胞因子的释放等等细胞层面的行为，无外乎都是这种遵循物理化学规律的物理变化和化学反应。通常一个体外水平的研究讲，一个什么什么蛋白能够调控一个怎么样的生命活动，那个“能够调控”，只是一系列无意识的物理化学反应而已。
        这一堆物理化学反应，还要满足“生命体”的定义，它要能维持自身的稳定，还要回应外界刺激，还要具有“自我复制出一个与自身同样的物质体系”，即繁殖的能力，目前人类能够进行的反应，有哪个能够达到这种要求。
        再说的通俗一些，举个不甚恰当的例子，鸡蛋孵出小鸡这件事情，“孵”这个动词好像看上去是一个有意识的，冥冥之中的推动力量，促使鸡蛋（一个结构相当简单，其实就是个巨大的带有附属结构的受精卵）不断发育，形成一只五脏俱全会叫会跑的小鸡。但是如果揭示其本质，从鸡蛋到小鸡的变化过程，其实只是一系列一旦开始就无法逆转或停止的，每一个都没有倾向性也不靠意识左右的物理化学变化反应罢了，而所谓的“孵”，只是为这些变化和反应提供适宜的反应温度而已。


        所以，想象一下，你得往一个试管里加入多少种物质，每种物质加多少，在什么时间点加进去，如何控制反应的起始条件和反应过程中的条件，能在试管内反应生成一只小鸡。
        然而在自然界，鸡蛋就是那个试管，小鸡就是那个产物，它就能够靠物理化学反应，仅仅靠消耗一只鸡蛋里的所储存的物质和化学能（还不是全部），产生一个活蹦乱跳具有意识的鲜活生命。
        多么复杂而神奇的一件事情。
<hr/>        以上讲的是细胞层面的复杂性，下面来看看生物大分子自身的复杂性，仅以赋予细胞生命的砖瓦——蛋白质来举例。
        当然，这一部分的所有内容，请牢记上一部分的概念，即所有的一切都是建立在物理化学反应的基础之上遵循规律进行，而非靠意识或超自然力的推动。
        蛋白质的本质，它就是个分子，只不过它是个生物大分子，体量巨大并且具有特殊的空间结构。一个细胞内到底含有多少种蛋白质，目前还不知道，但是很有趣的是，就好像成千上万的英文单词都由26个字母组成一样，细胞中的成千上万种结构功能各异的蛋白，都仅仅由20多种结构并不复杂的小分子氨基酸组成。
        说穿了，蛋白质的本质就是一个弯曲折叠的复杂氨基酸链，它有四级结构，如果把一个蛋白质拽着N端和C端使劲抻直了，它就是一个链状的分子结构（当然有些蛋白质具有支链）。所谓一级结构，就是组成这条链条的氨基酸的序列，就好像我们书写一个链状分子的化学式，它是线性方向上的顺序概念。而二级结构，就是因为实际上，组成氨基酸链的分子并非直线，而是因为化学键的角度不同，以及这个大分子内部的氢键之间的相互作用，使这个链条按照一定规则进行卷曲或者折叠，形成诸如α螺旋，β折叠等等具有特征的结构，如果非要脑补，可以大概类比成一根绳子的一些部分，有的盘成了麻花螺旋状，而有的叠在一起绑成死结。在此基础上，蛋白质的三级结构，就是那些具有二级结构的“麻花状螺旋”和“绑成的死结”在链条不断的情况下，在三维层面摆到特定的位置，即具有特定的形状和空间结构，这样很多在链条上位置比较远的氨基酸残基可能在空间位置上距离接近，从而在酶的功能上共同发挥作用。进一步的，蛋白质的四级结构，就是已经具有三级结构的氨基酸链条，通过几个三级结构（可以理解成氨基酸链条盘成的团块）进一步排列结合形成聚集体。通过这些结构的排列组合，就可以让一条原本没有活性的氨基酸链，变成一个具有特定生物活性的蛋白质。
        为什么要花那么多篇幅讲蛋白质的结构，是因为我们要记住，这一系列复杂的结构的折叠过程，全部都是物理化学的反应过程，并不受超自然力的推动。在生物技术领域，只要合成了一个蛋白质的一级结构即氨基酸链条，只需要提供适宜的溶液条件，这个链条就会自发的（即进行物理化学反应变化）按照其特定的规律进行折叠，形成具有活性的蛋白质，这几乎是人力不可想象的，你不可能用手扭着一个氨基酸链告诉它折叠成这个样子，而这个过程居然是自发完成的。
        换句话说，蛋白质它是个这个样子，并不是说谁要求它是这个样子，而是因为它本来就应该是这个样子，是世界运行的客观规律确保它一定是这个样子。


        所以实际上有一种人造蛋白质的思路，就是可以合成一条氨基酸链，理论上讲，它只要具有特定的序列，就能够自己折叠成相应的结构，乃至具有相应的活性，只要恰当的改变氨基酸链的长短和排列组合顺序，就能够制造出自然界不存在的，但是具有活性的蛋白质分子为人类所用。然而合成氨基酸链容易，那也只是氨基酸链而已，根据需要创造自然界不存在的具有活性的蛋白，二十几种氨基酸，几百个氨基酸链的排列组合中的规律，人类还未破解。
      此处感谢 @HaibaraAi 的提醒，华盛顿大学的David Baker教授早在2003年就曾经通过研究氨基酸序列的排列组合和空间结构之间关系的规律，制造出了自然界中不存在的名叫Top7的可以稳定存在的蛋白质。（Kuhlman, Brian, et al. "Design of a Novel Globular Protein Fold with Atomic-Level Accuracy."Science302.5649(2003):1364-1368.）


        并且，人工设计的新蛋白质也可以具有特定的生物活性，如与流感病毒血凝素的保守茎区结合，抑制其生物活性。（Fleishman, Sarel J, et al. "Computational Design of Proteins Targeting the Conserved Stem Region of Influenza Hemagglutinin."Science332.6031(2011):816-21.）


        这些研究成果说实话十分令人振奋，这表明人根据自身目的对蛋白质进行设计是具有可能性的，只是目前这个领域仅仅只迈出了一小步而已，这项工作中，还存在海量的未知信息需要人类解读。
<hr/>        然后是记录生命信息的分子，核酸。
        不说别的，核酸里到底有多少信息，不知道，只有一个大概估计的总量。有人说，人类基因组测序不是初步完成了吗？没错，那只是对已知基因的测序，已知基因占基因总量的多少，目前的估计，大概百分之二左右（此数据来自中国中医研究院中药研究所首席研究员姜廷良教授）。
        试问，对一个事物如果只了解百分之二，这种程度的了解难道真的可以说了解吗，还有人认为人类掌握了生命的秘密了吗？此处感谢评论区 @destinypikachu 的补充，具体解释一下，人类了解比较多的基因序列大多数编码序列（约百分之二），还不是全部，而更为大量的非编码序列，我们对其作用几乎没有了解，未了解的绝大部分有什么样的生物学作用，目前还未可知。


        组装一个细胞，什么程度的组装叫做组装，有人说人类现在可以合成蛋白质，没错，那是人类测定了蛋白质的基因序列的前提下，说白了是造物主告诉你蛋白质是什么样子你才去合成，你没有参考就谈不上制造，而且目前最高效的表达蛋白质的过程还要靠活物来完成，把带有蛋白信息的质粒导入到工具细胞里，再去提取蛋白，完全化学意义上的全合成，目前还是困难重重的。
        评论区@王云峰 提到，目前可以通过合成基因组再导入去DNA细胞的方法获得全新的活细胞，其实所谓转基因技术，也算是“制造”出了一个自然界不存在的全新物种细胞，但是这只是简单意义上的拼凑和改造，就算是零件都取现成的给你，只来组装，且不说存在多少零件，零件怎么得到的问题，组装细胞不是组装汽车，微观世界的砖瓦钉子都是生物分子，工具都是物理化学反应，如何把零件摆到合适的位置，又是另一个难题。

  人类距离像了解汽车一样了解细胞，还差得很远。
<hr/>        最经济有效的方法，其实还是用细胞去组装得到细胞最为经济有效，一个溶液体系，一些营养物质，培养细胞的条件何其简单何其容易，而且细胞还是一个相当稳定可自我调节的体系，因为外界条件在一定程度上的改变甚至都不会影响到细胞的稳态，pH变一点点，或者某些营养物质少了一些，细胞照样可以活下去。

       所谓的现代生命科学大发展，那是与古代的落后和愚昧做对比，显得我们的科技进步很伟大而已，而实际上，现在的我们对于生命的秘密几乎一无所知。

卡卡

我注意到这个回答可能引起一些误解，因此我希望在这里加入一些解释。

我在这篇回答中对题目中的“组装”是按照物理学的角度理解的！生物背景的同志可能对“组装细胞”有完全不同的理解，并且按照他们的理解“组装细胞”是完全可行并且已经完成的。例如请参考 @泽地 同志的回答。

————以下原回答————

因为细胞真的是，丧心病狂的复杂。

这是地球人操纵原子能力的最高水平产物之一：用单原子排成的“IBM”的logo，以及所用到的工具扫描隧道显微镜STM。



图片来源：IBM官网

这是一个碱基的结构，图中每一个圆球都代表一个原子，你可以注意到，这个碱基“某种意义上”比上面的IBM logo更复杂，因为它需要用到不同类型的原子。（这里可能引起误解，请见补注）



图片来源：维基百科

这是一段DNA，每一个圆球代表一个原子，其大小和形状不同表示不同的原子。请注意它有明显的空间立体结构。



图片来源：维基百科

这是染色质的不同结构层次，最左边表示DNA。你可以感受到DNA和蛋白质是怎样复杂的纠缠在一起从而形成一个染色体的。



图片来源：维基百科

这张图显示了染色质在细胞核中的位置：



图片来源：维基百科

这张图显示了细胞核在细胞中的位置：



图片来源：维基百科，图中①②代表细胞核

在最后一张图里，你看到的每一个结构的复杂性都和细胞核差不多在同一个数量级上。它们中大部分虽然不含DNA，但是有千奇百怪的具备各种功能的蛋白质，而蛋白质的复杂度完全不逊于DNA。

感受一下，这是一个普通的蛋白质己糖激酶的结构，请注意它是精确的长成这个样子的，任何一点结构上的偏差都会导致其失去功能。同样，每一个圆球代表一个原子。（注：评论区的 @李剑南 同志指出此处有误，“一般来说只有酶反应中心区域的改变才会大概率使功能丧失”，并在此向他表示感谢）



图片来源：维基百科

……现在，我想你应该已经很清楚为什么人类现阶段很显然无法组装出一个细胞来了。

题外话：在地球几十亿年的历史上，独立演化出细胞可能只发生过一次，之后所有的细胞都从这一个细胞衍生而来。你可以想象一下人类制造出一个细胞究竟意味着什么。

补注：实际上合成分子并不需要真的拿STM把一个个原子堆成上面的那些复杂结构，而是可以通过设计适当的生物化学反应流程完成，感谢评论区同志们的提醒(๑＞ ＜)☆我已经将有关的评论设为精选评论，感兴趣的同学可以自行搜索他们给出的关键词。
举一个简单的例子，上面提到“某种意义上”，一个碱基比IBM logo更复杂，但实际上碱基是有化学稳定性的，而IBM logo没有。因此，碱基可以用一系列化学反应进行大批量的合成，而logo只能一个个原子地手动拼出来。不过，对于蛋白质等复杂大分子，设计化学合成路线本身就是一个非常非常艰巨的挑战。

补注②：之前我误把STM记成原子力显微镜了……答案中已修改但评论区没改，请注意鉴别。