C44 Geometry of Life.pdf

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真 核 細 胞

Nova: Geometry of Life 生 命 藍 圖

以 分 子 層 次

去 觀 察 生 命

古 老 不 正 確 的 生 命 藍 圖

生 命 藍 圖 由 少 數 的 主 要

控 制 基 因 在 指 揮 進 行 。

所 有 生 物 都 有 這 些 控 制

者 之 對 等 基 因 , 顯 現 了

生 物 間 的 高 度 同 質 性 。

30’

C44

1


真 核 細 胞

DNA 複 製

染 色 體 聚 集 準 備 分 裂

回 顧 整 個 細 胞 分 裂 與 胚 胎 發 展 的 生 命 藍 圖

胚 胎 第 一 次 分 裂

mRNA

基 因 表 現

合 成 蛋 白 質

心 臟 也 是

很 早 啟 動



















細 胞 分 裂 中 的 染 色 體

最 先 形

成 胚 軸

2


真 核 細 胞

若 把 胚 胎 物 質 轉 移

就 有 突 變 產 生

胚 胎 演 化 過 程 受 到 幾 個 主 要 基 因 的 引 導

基 因 表 現

Homeobox genes

胚 胎 的 發 育 過 程 並 非 隨 機 發

生 , 是 由 少 數 指 揮 者 , 有 秩

序 地 控 制 其 他 基 因 的 表 現 。

Hoagland &

Dodson (1998)

The Way Life

Works, p.165

指 揮 者 像 總 開 關 ,

控 制 著 其 他 開 關 。

3


真 核 細 胞

在 胚 胎 早 期 把 腳 的 控 制 基 因 移 植 到 頭 部 ( 右 圖 )

JD Watson (2003) DNA, the secret of life, p. 225

4


真 核 細 胞

蛋 白 質 序 列

由 各 種 蛋 白 質 的 序 列 可 推 得 生 物 間 的 親 疏 遠 近

生 物 間 驚 人 的 相 似 性

◎ 醣 解 作 用 酵 素 triose isomerase

人 類 (249 個 胺 基 酸 )

細 菌 (255 個 ) 相 同 115 個 (46%)

鳥 類 (249 個 ) 相 同 223 個 (90%)

兔 子 (248 個 ) 相 同 244 個 (98%)

人 類 與 黑 猩 猩 整 體 基 因 只 有 1% 差 異

◎ 血 紅 素 hemoglobin 完 全 相 同 →

A 鏈 (141 個 ) B 鏈 (146 個 )

◎ 細 胞 色 素 cytochrome 完 全 相 同

(104 個 ) ↓




已 經 有 分 工 的 團 藻

比 較 生 物 的 蛋 白 質 序 列 ,

可 推 出 其 親 緣 遠 近 關 係 。

演 化 論 可 在

分 子 層 次 證 明

5


真 核 細 胞

細 菌 質 體 基 因

接 入 人 類 有 用 基 因

基 因 密 碼 之 解 讀 方 法 適 用 於 人 類 或 細 菌 , 相 互 通 用

腺 病 毒

攜 有 正 確 基 因

基 因 治 療 .. 把 正 確 基 因 利 用

病 毒 帶 入 人 體 細 胞 , 取 代 缺

陷 基 因 , 可 治 療 遺 傳 疾 病 。

植 入 細 菌

大 量 生 產 基 因 產 物

糖 尿 病 .. 缺 乏 胰 島 素

血 友 病 .. 缺 乏 凝 血 因 子 VIII

遺 傳 疾 病 可 以 用 細 菌 所 表 現

出 來 的 人 類 蛋 白 質 治 療 , 效

果 完 全 一 樣 。

WIKIPEDIA

6


基 因 複 製 時 產 生 錯 誤 是 否 絕 對 不 利 ?

『 錯 誤 所 產 生 的 突 變 是 演 化 推 動 力 量 』

胚 胎 的 分 化 是 如 何 控 制 的 ?

『 由 若 干 關 鍵 基 因 homeobox 主 導 』

物 種 間 蛋 白 質 的 高 度 相 似 有 何 涵 意 ?

『 演 化 論 在 巨 觀 與 微 觀 都 是 正 確 的 』

基 因 轉 殖 技 術 如 何 幫 助 人 類 ?

『 以 大 腸 菌 生 產 有 用 的 蛋 白 質 』

『 把 正 確 基 因 導 入 病 人 細 胞 中 表 現 』


關 鍵 名 詞

生 命 藍 圖

DNA 複 製

染 色 體

基 因 表 現

胚 軸

胚 胎 相 似

Homeobox

指 揮 者

基 因 序 列

蛋 白 質 序 列

血 紅 素

細 胞 色 素

親 緣 關 係

演 化 樹

分 子 遺 傳 學

生 命 同 質 性

基 因 突 變

載 體

細 菌 質 體

糖 尿 病

胰 島 素

腺 病 毒

血 友 病

基 因 治 療


有 關 胚 胎 的 發 育 過 程 何 者 有 誤 ?

(1) 胚 胎 發 育 由 許 多 主 控 基 因 所 主 導

(2) 主 控 基 因 表 現 後 可 啟 動 下 游 基 因

(3) 胚 胎 的 各 環 節 有 其 特 定 主 控 基 因

(4) 各 環 節 基 因 可 轉 譯 其 特 定 蛋 白 質

(5) 特 定 蛋 白 質 執 行 所 指 定 生 理 功 能


有 關 基 因 轉 殖 、 表 現 何 者 有 誤 ?

(1) 所 有 生 物 都 使 用 相 同 的 密 碼 字 母

(2) 不 同 物 種 間 的 基 因 完 全 不 能 互 用

(3) 突 變 所 導 致 的 基 因 變 異 可 能 無 害

(4) 突 變 所 導 致 的 基 因 變 異 可 能 致 命

(5) 幾 億 年 來 自 然 界 都 在 行 基 因 工 程


細 胞 、 分 子 與 人 類

真 核 細 胞

上 課 進 度 一 覽

C41 細 胞 、 組 織 、 代 謝

C42 基 因 遺 傳

C43 胚 胎 成 長 發 育

C44 分 子 生 物 學

S40 核 酸

C41a 水 塘 生 物

C41c 肌 肉 與 骨 骼

C41d 肝 臟

C42a 記 憶

C42b 蒼 蠅 王

C43a 誕 生

C43b 創 世 紀

生 物 科 技

C51

C52

C53

C54

S50

打 開 潘 朵 拉 的 盒 子

有 用 生 物 科 技

對 社 會 與 環 境 的 影 響

回 顧 DNA 時 代

生 物 技 術

C52a 基 因 偵 探

C52b 海 洋 生 物 寶 藏

C54 DNA 時 代 1~6

意 識

C61

C62

C63

不 可 思 議 內 在 世 界

心 思 控 制 的 力 量

每 個 人 的 終 極 問 題

C61a 大 腦 演 化 等

C61b 腦 海 漫 遊

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