生物鐘簡(jiǎn)介修改版

1、生物鐘簡(jiǎn)介口腔1503祁昊吳沁蕊何曾幸邢譯勻張佳麗北京時(shí)間2017年10月2日下午5時(shí)30分，2017年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)成果，頒發(fā)給了三個(gè)美國(guó)科學(xué)家杰弗里霍爾（Jeffrey C. Hall），邁克爾羅斯巴什（Michael Rosbash）和邁克爾楊（Michael W. Young）。他們發(fā)現(xiàn)了地球生命節(jié)律的分子機(jī)制，解釋了生命包括人類的內(nèi)部“生物鐘”究竟如何工作，以預(yù)測(cè)和適應(yīng)正常的生物節(jié)奏，使之與地球律動(dòng)（每24小時(shí)一個(gè)周期的晝夜節(jié)律）保持同步。 什么是 生物鐘？幾乎所有生物的生理，生化和行為過(guò)程都表現(xiàn)出晝夜節(jié)律性變化。人們?cè)谌粘Ｉ钪杏^察到機(jī)體在特定的時(shí)間會(huì)產(chǎn)生特殊變化，于是將這種

2、設(shè)定并凋控機(jī)體晝夜周期，乃至月周期、年周期的系統(tǒng)稱為“生物鐘”將這些周期現(xiàn)象現(xiàn)象稱生物鐘現(xiàn)象。模式生物：果蠅果蠅的基因dper 轉(zhuǎn)錄 蛋白質(zhì)“PER”科學(xué)家們是如何研究生物鐘的？dper基因會(huì)讓PER蛋白質(zhì)在夜晚期間在細(xì)胞內(nèi)積累，并在白天分解，從而揭示出細(xì)胞內(nèi)部控制生物鐘的內(nèi)在機(jī)制。其他：cry基因與CRY蛋白中樞生物鐘生物鐘的“中樞起搏點(diǎn)”機(jī)制： 外界環(huán)境明暗變化投照于視網(wǎng)膜上，再由視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞(非視細(xì)咆或視色素)將信息通過(guò)視網(wǎng)膜下丘腦束傳遞至SCN腹外側(cè)部進(jìn)而產(chǎn)生相應(yīng)的效應(yīng)。 當(dāng)外界光照發(fā)生變化時(shí)，生物能很快重新設(shè)定一個(gè)新的生物鐘循環(huán)機(jī)制，適應(yīng)新環(huán)境因此，視交叉上核又稱為節(jié)律的“中樞起

3、搏點(diǎn)”。n 非哺乳類脊椎動(dòng)物節(jié)律的中樞位于松果體內(nèi)n 哺乳動(dòng)物體內(nèi)，生物鐘的中樞是位于下丘腦的視交叉上核(SCN)的一個(gè)內(nèi)源性晝夜節(jié)律機(jī)制。01現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)十幾個(gè)與生物鐘相關(guān)的基因 如per基因 PER蛋白夜晚累積 白天被分解 PER蛋白濃度在24小時(shí)周期中波動(dòng)，和晝夜節(jié)律同步per1早晨per2下午per3部分早晨表達(dá)外周生物鐘n 起初，研究者假設(shè)，機(jī)體內(nèi)只有一個(gè)生物鐘扮演著節(jié)拍器的角色，可以調(diào)節(jié)無(wú)數(shù)生理過(guò)程。n 15年前，研究者在其他器官、組織和單個(gè)細(xì)胞中，發(fā)現(xiàn)了次要生物鐘調(diào)控的跡象。n 有證據(jù)表明，活躍在大腦中的生物鐘基因在肝臟、腎臟、胰腺、心臟等組織的細(xì)胞中也會(huì)周期性地表達(dá)和關(guān)閉。 生物鐘

4、的基因調(diào)控02周期基因維持晝夜節(jié)律更替周期基因mRNAPER蛋白PER蛋白聚集在周期基因活性被阻斷的細(xì)胞核中 PER蛋白結(jié)合在per基因的啟動(dòng)子上抑制轉(zhuǎn)錄其他生物鐘基因Timeless它編碼正常晝夜節(jié)律所需的TIM蛋白。當(dāng)TIM蛋白與PER蛋白結(jié)合時(shí)，兩種蛋白就能夠進(jìn)入周期基因活性被阻斷的細(xì)胞核，從而結(jié)束抑制性反饋循環(huán)。雙倍時(shí)間（doublettime）Michael Young 確認(rèn)了另一種基因叫做 “雙倍時(shí)間（doublettime）”，其編碼的DBT蛋白可以延遲PER蛋白的積累。這對(duì)波動(dòng)是如何與24小時(shí)周期吻合的提供了一些解釋。 0304 反饋抑制、反饋激活調(diào)節(jié)、基因內(nèi)調(diào)節(jié)、基因間調(diào)節(jié)等多種機(jī)制共同組成了生物鐘的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。 機(jī)體里的絕大部分基因也都受生物鐘的調(diào)控 如褪黑素。 一個(gè)精確校準(zhǔn)的晝夜節(jié)律使我們的生理機(jī)制適應(yīng)于一天當(dāng)中的不同時(shí)期，調(diào)節(jié)睡眠模式、攝食行為、激素釋放、血壓和體溫。 生物鐘的研究，有助于我們進(jìn)一步了解人體生理。