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RNA也具有变性和复性现象,它是指局部双螺旋的破坏和恢复。
4.核酸的分子杂交:将不同来源的DNA单链以及将DNA单链和RNA形成双螺旋的方法。产物叫杂交分子。
<1>核酸分子杂交的意义:
发现原核生物的基因是连续基因,而真核生物的基因是断裂基因。
连续基因:基因中的bp序列能够连续的在成熟的蛋白质中找到其相应的AA,电镜显示这种基因能够和它的成熟mRNA形成平滑的杂交分子。
断裂基因:基因中的bp序列能够断续的在成熟的蛋白质中找到其相应的AA,电镜显示这种基因和它的成熟mRNA只能形成带泡的杂交分子。见讲义草图P78
发现癌基因的普遍性:肿瘤病毒的RNA能够与人类正常的DNA分子形成带泡的杂交分子。
<2>核酸分子杂交的技术
Southern Blotting(南印迹):用于钓基因,即用已知的DNA单链或RNA,钓取未知DNA分子中的基因,方法如下:
未知的DNA --DNA限制性内切酶→ DNA片段 --→ 琼脂糖电泳分离 --→ 碱液变性 --→ 影印在硝酸纤维薄膜上 --→ 与放射性标记的已知DNA单链或RNA杂交 --→ 放射自显影
Northern Blotting(北印迹):用已知的DNA钓mRNA,方法如下:
众多未知的RNA --→ 电泳分离 --→ 变性 --→ 影印 --→ 用标记的已知DNA单链杂交 --→ 放射自显影
Western Blotting(西印迹):蛋白质与抗体的杂交,跟核酸无关。
Eastern Blotting(东印迹):?
恐龙是?的后裔?
第八章 激素
人体中进行代谢调控的2大系统:神经系统和内分泌系统,激素的研究在上个世纪才得到巨大突破,其诺贝尔奖金获得者的人数在生化界数第二(核酸领域第一)
§1.激素的概念
1.什么是激素:Hormone在希腊语中是刺激的意思。
经典定义:生物体内特殊组织产生的,直接分泌到体液中,通过体液运输到特定的部位,起到特殊效应的化学物质。即内分泌激素。
几个有关概念:腺体:生物体内产生激素的特殊组织
靶细胞:被激素特异性作用的细胞
受体:靶细胞上(中)与激素特异性结合的物质
旁分泌激素:腺体和靶细胞相邻,不需要体液长途运输。
自分泌激素:腺体本身就是靶细胞
2.激素的化学本质
含氮类激素:蛋白质(胰岛素)、肽(胰高血糖素)、氨基酸及其衍生物(肾上腺素)
固醇类激素:甾体类激素,由胆固醇衍生而来(性激素)
脂肪酸衍生物:前列腺素
3.激素的特点
<1>产生激素的生物是多细胞的,生物越高级,内分泌系统就越复杂。单细胞生物不需要激素,在某些细菌中发现了胰岛素,据推测是基因污染的缘故。
<2>微量:含氮类激素在体液中的浓度为10-12~10-10mol/L,固醇类激素的浓度为10-10~10-7 mol/L,这曾是抑制激素研究的瓶颈。30万头羊脑只能提取生长素1g,
<3>激素的产生和分泌受到严格的调控:分泌的时间、数量、速度、灭活等都受到严格调控,有神经调控的,也有激素之间调控的。后者调控的总关系为:
下丘脑 --RF(释放因子)-→ 脑垂体 --SH(促激素)-→ 腺体 --H(激素)-→ 靶细胞
下丘脑是激素调控的司令部,H也可对下丘脑或脑垂体进行反馈抑制。
例子:下丘脑:TRF(甲状腺素释放因子)→ 脑垂体:TSH(促甲状腺素)-→ 腺体 :T(甲状腺素)。T可对下丘脑反馈抑制,从而保证甲状腺正常制造和分泌甲状腺素,不多不少。
甲抗病:当缺碘时,甲状腺分子不能结合碘,失去了反馈抑制的特性,但其它功能完全保留(如代谢速度加快等),这样甲状腺接不到上司关于减少制造和分泌甲状腺素的命令,腺体长大,多吃多动。
<4>激素作用有快、慢2种方式
慢反应:激素通过调节靶细胞中基因表达而实现其效应的,这种方式要涉及到转录、翻译、后加工等多步骤,时间很长,固醇类激素采用这种方式,激素的受体位于靶细胞内(胞奖或细胞核中)。
快反应:激素通过调节靶细胞中现成的酶的活性来实现其效应,大多数含氮类激素采用这种方式,激素的受体位于靶细胞膜表面上。
甲状腺素虽是含氮类激素,但采用的却是固醇类激素作用方式,要注意。
§2.激素的作用机制---第二信使学说(激素也称第一信使)
固醇类激素能够进入靶细胞内,与受体结合后直接作用于基因上,它不产生第二信使。
大多数含氮类激素不能进入靶细胞内,只能与细胞膜外表面上的受体结合,使靶细胞内产生第二信使,将激素的信息进一步往下传。
第二信使系统:
G蛋白系统:cAMP系统、磷酸肌醇系统,G蛋白、R、效应器齐全,以下详述。
cGMP系统:没有G蛋白,R与效应器直接相连。略
酪氨酸激酶系统:没有G蛋白,R与效应器合而为一。略
1.cAMP系统的发现史:使6人4次获得诺贝尔奖金。
<1>Cori发现:糖原 ---糖原磷酸化酶-→ G-1-P 使血糖浓度↑
肾上腺素也能引起糖原分解,也能使使血糖浓度↑
联系:肾上腺素 ----→ 糖原磷酸化酶 ----→ 血糖浓度↑
<2>Sutherland发现了第二信使cAMP:肾上腺素作用于肝细胞(靶细胞)前后,细胞内的cAMP的浓度变化非常明显,在没有肾上腺素的情况下加入cAMP,其效果与加了肾上腺素相同。
联系:肾上腺素 ----→ cAMP ----→ 糖原磷酸化酶 ----→ 血糖浓度↑
<3>E.G.Krebs和E.H.Fisher发现了糖原磷酸化酶的激活机制:
PK
糖原磷酸化酶b ←--------------→ 糖原磷酸化酶a(b-○P,Ser)
磷蛋白磷酸酶
体外将糖原磷酸化酶b磷酸化后加入肝细胞中,其效果与肾上腺素的效应相同。
联系:肾上腺素 ----→ cAMP ----→ 糖原磷酸化酶b→a ----→ 血糖浓度↑
<4>Martin和Alfer Gilman发现了G蛋白及其作用机制
G蛋白具有潜在的GTP酶活性,即当结合了激素后,G蛋白能够将GTP水解成GDP。G蛋白由三条亚基构成:?、?、?,其中?亚基上结合有一分子GDP。G蛋白作用机制见讲义P84草图。
2.以肾上腺素和胰高血糖素提高血糖浓度为例,详述第二信使学说
肾上腺素的靶细胞:肝、肌肉
胰高血糖素的靶细胞:肝
第二信使学说,注意图比文字更重要。
H
↓ 血 液 运 输 靶细胞: 肝、肌肉 细胞膜
R → G → AC
↓ ○1
ATP → cAMP
↓ 别构效应
PKA○C○R -----→ PKA*○C + ○R•2




