2021-02-01
2021-01-25
2021-01-18
2021-01-12
2021-01-04
2020-12-28
2020-11-30
2020-11-18
2020-11-13
2020-11-02
2020-10-26
2020-10-20
應激和饑餓狀態(tài)時,機體如何進行代謝調節(jié)來適應變化?恒溫干浴器 ! !’#糖尿病患者為何出現(xiàn)“三多一少”癥狀?試從代謝調節(jié)的角度加以闡明。 (汪 !淵) 第 三 篇 遺 傳 信 息 的 傳 遞 !!生物體子代在形態(tài)結構與生理機能特點上和親代相似,這種現(xiàn)象稱 為遺傳("#$#%&’()。遺傳的物質基礎是位于細胞染色體中的)*+。基因 是)*+分子中編碼生物活性產物的)*+片段。這些生物活性產物主 要是蛋白質和各種,*+。-./0年1$234&56$&47提出分子生物學的中心 法則(4#3’$28%9:;29<;98#4=82$>&989:()。中心法則認為,)*+貯存控制 所有細胞過程的遺傳信息,)*+通過轉錄(’$2354$&?’&93)將其所攜帶的 遺傳信息傳遞給,*+,,*+再將這些遺傳信息通過翻譯(’$23582’&93)轉 化成特定蛋白質的氨基酸序列。)*+還通過以自身為模板的復制($#?@ 8&42’&93),將其遺傳信息傳遞給子代。 !!A9B2$%C#;&3于-.DE年提出,*+病毒中存在逆轉錄現(xiàn)象,并于 -.FG年與)2H&%I28’&;9$#分別發(fā)現(xiàn)逆轉錄酶,以及后來發(fā)現(xiàn)的核酶均證 實少數(shù),*+也是遺傳信息的攜帶者,可以作為模板指導)*+的合成。 這是對中心法則的有益補充。 !!本篇按中心法則指出的路線,分章介紹復制、轉錄和翻譯的基本元 件和基本過程,以及基因表達的調控原理。由于有關遺傳信息傳遞的知 識多來自對原核生物的研究成果,本篇在主要介紹真核生物遺傳信息傳 遞的基礎上,也討論原核生物遺傳信息傳遞和調控的特點。癌基因、抑 癌基因是與細胞增殖、分化和腫瘤發(fā)生密切相關的基因,連同與之相關 的生長因子一并在此篇中討論。以基因工程為代表的基因技術是EG世 紀FG年代以來迅速崛起,并對生命科學的發(fā)展具有劃時代意義的領域。 基因相關的各種技術已經廣泛地應用于生命科學研究與應用的各個領 域。醫(yī)學學生有必要掌握其基本原理與方法,以便為后續(xù)課程的學習奠 定基礎。因此,本篇對基因技術的幾個主要方面以及它們在基因診斷和 基因治療中的應用進行了描述。 第十二章 ! !"#的生物合成 !!本章教學要求 !! "遺傳信息的中心法則 !! "真核生物 "#$復制所需要的酶及因子 !! "真核生物 "#$復制的過程 !! "原核生物 "#$復制的過程 !! " "#$的逆轉錄過程 !! " "#$損傷與修復 第一節(jié) ! !"#復制的概況 ! ! %&’() *&+),-和 ./&-01) 2/103在提出 "#$雙螺旋結構時即推測,在 "#$復制過程中,兩條螺旋的多 核苷酸鏈之間的氫鍵斷裂,然后以每條鏈各作為模板合成新的互補鏈。這樣新形成的兩個子代 "#$分子 與原來 "#$分子的堿基順序完全一樣。在此過程中,每個子代分子的一條鏈來自親代 "#$。另一條鏈 則是新合成的,這種復制方式稱為半保留復制()(’1 0,-)(/4&+14( /(5610&+1,-)。 一、 !"#的半保留復制 ! ! 789:年 ;&++<(= ;()(6),-和 ./&-361->+&<6實驗證實了 *&+),-和 2/103的 "#$半保留復制假說。他們 將大腸桿菌放在含 79 #?@26的培養(yǎng)基中培養(yǎng)若干代后,再迅速地轉移到只含 7@ #?@26的培養(yǎng)基中繼續(xù)保溫培 養(yǎng)。此后在不同時間取樣,應用密度梯度平衡沉降技術進行分析。因為 79 # "#$較普通的 7@ # "#$重一 些,因此在沉降時可以分開。結果第一代只出現(xiàn)一條 "#$帶,這個帶的密度位置在 7@ # "#$與79 # "#$ 中間,而不出現(xiàn)純的 79 # "#$帶,表明在復制中親代 "#$并不作為一個完整的單位保存下來;同樣也不出 現(xiàn)純 7@ # "#$帶,說明子代 "#$含有來自親代 "#$的79 #。比例是新舊各半,因為雜交的 "#$帶的密度正 好在 7@ # "#$與79 # "#$正中間。兩代以后,出現(xiàn)兩種 "#$帶,其一是 7@ # "#$與79 # "#$雜交分 子,其二是純的 7@ # “一個 "#$分子的氮在其復制的兩個子代分子里是 "#$。于是 ;()(6),-和 >+&<6認為: 等分的,即在復制后,子代分子各得親代 "#$分子的一半”(圖 7A 7)。 二、 !"#復制的一般特點 ! ! "#$復制的一般特點如下: ! ! 7B "#$的兩條鏈均作為模板合成子代 "#$,為此, "#$的雙螺旋的兩條鏈在局部需要解開,以利于 復制。 ! ! AB "#$的局部解旋引起周圍區(qū)域過度纏繞,拓撲異構酶使超螺旋張力釋放,有利于解旋及解鏈。 ! ! CB "#$聚合酶的作用是以 9D到 CD方向進行合成。由于 "#$的兩條鏈方向相反,因此,一條鏈的合成是 連續(xù)的,而另一條鏈的合成則是不連續(xù)的。不連續(xù)鏈每個片段的合成都是獨立進行的,然后各片段再連接起來。 !"!第三篇 "遺傳信息的傳遞 !" " " " " " " " " " " " " # 圖 $% $" &’!的半保留復制及實驗依據 !( &’!的半保留復制。第一子代分子含有一條親代的鏈(用黑色表示),與另一條新合 成的鏈(用淺色表示)配對。在以后的連續(xù)復制過程中,原來親代的兩條鏈分散在兩個子 代分子中。 #( )*+*,+-. /012,實驗示意圖。密度梯度離心后的 &’!帶位置。管 $、%、3 分別表示第一、第二、第三代。左邊三管為對照 " " 4( &’!復制必須高度準確, &’!復制錯誤率大約是 $ 5 $6$6,校正機制保證新合成的 &’!的正確性。 " " 7( &’!的合成必須非常迅速,其合成速率與基因組的大小及細胞分裂速率有關。有許多酶及蛋白因 子參與復制過程。 " "8(復制器本身不能復制線性 &’!的末端,一種特殊的端粒酶參與端粒的復制。 三、 !"#半保留復制的有關酶類及蛋白因子 " " &’!的復制過程極為復雜,需要以 4種脫氧核苷三磷酸(9’:;)為原料,以 &’!為模板,在許多酶及 蛋白因子的作用下完成。 ""參與真核生物 &’!的復制的許多酶和蛋白因子見表 $% $。 表 $% $&真核生物 !"#復制的兩種主要聚合酶及有關因子 蛋白質(英文代號) " " " "功" "能" " " " &’!聚合酶 ! 5引發(fā)酶(&’! <-, ! 5 <=>?1+*)引發(fā)及后隨鏈的部分合成 &’!聚合酶 "( &’! <-, ") &’!復制主要酶 增殖細胞核抗原(;@’!)滑動夾子,與合成連續(xù)性有關 拓撲異構酶(:-<-!,:-<-")母鏈 &’!拓撲異構化 解(螺)旋酶(A*,>B1+*)能解開 &’!雙螺旋 單鏈 &’!結合蛋白(//#) " "及復制蛋白 !( C;!)單鏈 &’!結合作用 復制因子 @(CD@)參與滑動夾子的裝配 &’!連接酶連接岡崎片段及參與修復 核酸酶 A(C’1+*A)去除 C’!引物 側翼核酸內切酶 $(DE’$)去除