我的科學地帶

內容概要

本叢書旨在作為茫茫知識海洋中的航標，導引我們遨游自然科學和技術研究的最為重要的專業(yè)領域；文筆通俗易懂，重點放在基礎性、關鍵性的知識和理論，并且自始至終刻意地省略了艱深的細節(jié)問題。    本分冊介紹的是生命遺傳學方面的知識，包括人體與疾病、藥物與治療等日常知識。

書籍目錄

蛋白質為何“搔首弄姿”蛋白合成工廠的內幕三個人的基因組醒來，睡眠基因DNA中的納米藝術染色體為何要戴帽子？熒光動物何其多再生醫(yī)學三部曲給細胞編程細胞重新編程：開拓再生醫(yī)學新天地干細胞的漂亮轉身桑蘭何時能站起來？生命的元素是如何形成的？生命銀行中的兩種“貨幣”沒有男人的世界可行嗎？生殖的奧秘鑒別男女的難題生命的早期進化遺傳與環(huán)境的關系先有蛋后有雞人體的防火墻休息的大腦耗氧最多指紋鑒識新知神奇的皮膚流感元兇是誰？血清素的魔法排泄物的利用病毒與納米技術用納米制造的藥物“導彈”癌癥治療的希望“太空疫苗”造福人類能吃的疫苗，離我們還有多遠重新認識細菌阿司匹林的發(fā)明者之爭肉毒桿菌也能美容珍惜人體內部生態(tài)環(huán)境在太空，細菌更猖狂

章節(jié)摘錄

　　蛋白質為何“搔首弄姿”　　在日常生活中，我們有時會聽到“蛋白質結構”、“蛋白質變性”等詞匯?！暗鞍踪|結構”是指蛋白質呈現出的空間造型，而“變性”實際上是指它們原有的形態(tài)發(fā)生改變。那么，蛋白質如何擺出造型？它們?yōu)槭裁匆吧κ着恕?？這些對我們人類又有什么樣的意義呢？　　搭出蛋白的“積木”——氨基酸　　說到蛋白質的空間結構，就不能不提氨基酸。形象地講，氨基酸就像是一個碳原子上長著“四只手”，每只手可以抓一樣東西。氨基酸內的核心碳原子一只手抓了一個羧基；一只手抓了一個氨基；還有一只手比較“低調”，只抓了一個氫原子；所有的氨基酸都有三只手所抓的東西是相同的，而剩下的一只手，不同的氨基酸所抓的基團各不相同，它通常被稱為“側鏈基團”。氨基酸的性質就職決于這個各不相同的基團。　　當兩個氨基酸相遇時，彼此的氨基和羧基結合形成肽鍵，原來的兩個氨基酸就變成了一個大的分子，稱為“二肽”。二肽剩余的一個羧基和一個氨基可以分別繼續(xù)結合其他氨基酸的氨基和羧基，從而形成長串的大分子。最小的蛋白質由幾十個氨基酸構成，而大的蛋白質中氨基酸數目可能成百上千?！　≡煨偷漠a生　　經過連接的氨基酸彼此之間會形成各種各樣的“鄰里關系”，于是構成了諸如“阿爾法螺旋”、“倍塔折疊”、“轉折”、“無規(guī)卷曲”等空問形態(tài)。氨基酸之間的連接雖然很緊密，但還是可以在一定范圍內轉動的。氨基酸合成肽之后，其本身剩余的部分稱為“殘基”。殘基都有一定的活動范圍，相距較遠的殘基還可以通過一定的作用力互相接近。疏水作用是最常見的一種，疏水的殘基不喜歡外界的水而互相靠近，而親水的殘基則使勁往外擠，去尋找更多的水；另一種重要的相互作用是靜電力，有的側鏈基團是帶電的，同性相斥、異性相吸的作用也造成序列上相距較遠的氨基酸殘基發(fā)生排斥或吸引。如果系統(tǒng)中存在二硫鍵時，它們之間的作用會比疏水或靜電作用更加強烈。由于受到“鄰居”的牽連和空間距離的限制，這些作用力最后會達到一個使體系平衡而又相對松散的狀態(tài)。通過諸如上面提到的各種力的作用，蛋白質有了一級、二級、三級甚至四級結構。像積木一樣，它的一級結構確定了它們按照怎樣的順序連接起來，二級結構決定了氨基酸鄰里之間的關系如何，三級結構則是為了讓氨基酸們處于一種合適的狀態(tài)而擺出的造型，而四級結構是類似兩個以上造型的組合。　　造型的意義——結構決定功能　　自然界有數不清的蛋白質。截止到2006年，蛋白質數據庫（PDB）里已經有了4萬個已知造型的蛋白質，而這一數字還在迅速增加。此外，還有無數個人類知道其存在，卻不知道其造型如何的蛋白。至于人類還不知道的蛋白，就更加無法估量了。　　每個蛋白質的造型各不相同，就好象這世界上沒有兩片完全一樣的葉子。蛋白質擺出各種造型當然不是因為“愛美”，它作為最重要的生命物質，作用是維持生物體各種各樣的生命活動，而這些生命活動能否順利，最關鍵的一步就是蛋白質能否靠近“行動目標”。比如：有解毒作用的蛋白，必須要擺出一個“陷阱造型”，把毒素裝進去；要清除自由基的蛋白，也要有一個能把自由基抓住的造型；作為催化某個生化反應的酶的蛋白質，通常的造型就是一把“鎖”，而被催化的反應物就好比“鑰匙”，一把鑰匙開一把鎖，只有那種特定的反應物才能夠進入這個“鎖”中發(fā)生反應?！　∪祟悶槭裁搓P心蛋白質的造型　　人們花費巨大經費來進行蛋白質造型的研究，不僅僅是為了滿足好奇心，也為了謀求更多實際的利益?！　”热缯f，如果一種蛋白質能夠治療某種疾病，我們通常的做法是將其提純，并注射到生物體內。但是從自然界的物質中提純某種蛋白質并非易事，提純過程中，為保持蛋白質的形態(tài)還要十分小心地進行操作。如果純度不夠高，或者殘留了一點致命的雜質，注射進血液里不僅可能治不好病，還可能產生危險。所以現代醫(yī)藥生產更傾向于把控制蛋白質合成的基因提取出來，放進細菌里精心培養(yǎng)來生產某種蛋白質。如果在不影響蛋白質造型的前提下，在該蛋白質上加個標簽，就可以用那枚標簽來“點名”，非常輕松地將這個蛋白質和其他蛋白質區(qū)分開來，從而大大降低了生產成本。比如，研究人員經常給某個蛋白質加上6個連續(xù)的組氨酸，再在細菌中合成這種蛋白質后將其打成漿，并讓“細菌汁”通過一層阻攔組氨酸的特殊材料，之后進行洗脫，這樣提純的操作就要簡單多了?，F在，許多醫(yī)藥、食品以及其他工業(yè)用的酶就是這樣生產出來的?！　〉?，有的蛋白質需要借助生物體中其他的物質幫助才能擺出正確的造型，這樣的蛋白質在細菌中合成出來后，只有正確的氨基酸序列，沒有正確的造型，不能勝任它們的工作。要想有正確的造型，就只能將其放到動物細胞中培育，這樣，研究的成本也變高了?！　　　〖{米藝術是近幾年隨著納米科技的飛速發(fā)展而產生的一門非主流納米學科分支。納米藝術是使用納米科技手段、方法創(chuàng)作的納米尺度的或反映納米科技題材的藝術。　　作為納米科技的研究熱點之一，基因工程近些年來發(fā)展得如火如荼。在基因工程中，DNA是生物學家關注的焦點，它的雙螺旋結構是如此神奇，誘發(fā)了科學家們無限的藝術遐想?！　?006年3月，英國雜志上發(fā)表了保羅·羅斯蒙德的杰作：一幅精美的二維結構的美洲地圖。該作品是由DNA鏈折疊而成，是一個大約100納米見方的“折紙作品”，它共包含了200個像素，每個像素均為一條短的DNA鏈。這是一個連高倍光學顯微鏡都無法分辨的作品，必須依靠分辨率極高的電子顯微鏡或原子力顯微鏡才能觀看?！　”Ａ_繪制DNA美洲地圖所采用的方法大概如下：從M13噬菌體中提取DNA單鏈；然后，通過計算“裁”出短的DNA單鏈并著手人工合成；接著，將DNA單鏈與合成好的DNA片段混合，處理后得到一個個設計樣式的DNA超級大分子，即最終的DNA圖形。這項工作的前提是充分了解DNA單鏈折疊的動力學特征，操作中的關鍵步驟是通過計算機模擬計算獲得上百條特異性的DNA序列。

編輯推薦

　　《我的科學地帶：尋找生命密碼》青少年首選科普讀物。

圖書封面

圖書標簽Tags

無

評論、評分、閱讀與下載

---

    我的科學地帶 PDF格式下載

---