《时间生物学导论》教学大纲

突 变 则 其 分 生 节 律 随 之 发 生 改 变 ; 过 量 表 达 则 会 导 致 分 生 节 律 的 丧 失 。1.2 果 蝇1984 年 克 隆 出 per 基 因 。 果 蝇 中 per 基 因 总 长 约 为 13kb, 有 8 个 外 显 子 , 包 括 1218 个 氨基 酸 的 开 放 阅 读 框 架 。 果 蝇 per 基 因 在 脑 中 的 蛋 白 表 达 呈 现 近 日 周 期 性 变 化2. 小 鼠 钟 基 因1997 年 5 月 Cell 杂 志 报 道 了 美 国 西 北 大 学 的 Takahashi 研 究 小 组 成 功 克 隆 了 小 鼠 的 生物 钟 基 因 , 并 将 此 命 名 为 钟 基 因 (clock gene)。clock 基 因 长 约 100kb, 有 24 个 外 显 子 ,该 基 因 突 变 小 鼠 的 某 些 生 物 钟 周 期 比 正 常 鼠 长 , 其 中 有 一 些 完 全 丧 失 了 生 理 节 律 。3. 人 类 钟 基 因在 发 现 小 鼠 clock 基 因 之 后 , 在 人 17 号 染 色 体 短 臂 上 编 码 调 节 蛋 白 的 DNA 序 列 时 克 隆 到 一个 新 基 因 , 其 表 达 具 备 上 述 节 律 基 因 的 基 本 特 征 , 命 名 为 日 冕 基 因 (rigui gene)。第 二 节 生 物 钟 作 用 机 制1. 近 日 生 物 钟 分 子 模 型对 于 内 源 自 给 的 近 日 生 物 钟 分 子 机 制 , 已 提 出 了 多 种 假 说 或 模 型 , 各 模 型 之 间 即 不 相 互 排斥 也 不 都 详 尽 而 无 一 遗 漏 。1.1 振 荡 器 简 介生 物 钟 的 核 心 是 一 组 能 自 律 地 产 生 振 荡 信 号 ( 即 其 活 动 具 有 自 动 节 律 ) 的 脑 内 结 构 , 称 之 为振 荡 器 (oscillator), 其 中 具 有 主 导 作 用 的 , 称 为 起 搏 点 (pacemaker)。 振 荡 器 通 过 特 定 的感 受 器 和 感 觉 传 入 通 路 , 接 受 环 境 收 拾 因 子 的 影 响 , 以 调 整 自 身 的 振 荡 节 律 , 使 其 与 环 境 节 律同 步 ; 同 时 , 它 发 出 震 荡 信 号 ( 周 期 性 变 化 的 神 经 信 号 或 体 液 因 素 ) 去 影 响 其 他 各 种 生 理 机 能系 统 , 使 它 们 的 活 动 按 一 定 的 节 律 进 行 。振 荡 器 是 一 组 近 日 节 律 表 达 的 基 因 及 其 编 码 的 蛋 白 组 成 , 是 维 持 内 源 性 生 物 钟 运 转 的 的 核 心元 件 。 它 接 受 外 传 入 的 信 号 , 引 起 相 应 的 基 因 表 达 , 并 控 制 与 生 物 钟 相 关 的 信 号 输 出 路 径 , 使生 物 体 产 生 近 日 节 律 活 动 。 单 细 胞 的 振 荡 器 调 控 自 身 细 胞 的 近 日 节 律 , 而 多 细 胞 生 物 的 振 荡 器定 位 于 特 定 的 细 胞 , 分 布 在 下 丘 脑 视 交 叉 上 核 (suprachiasmatic nucleus,SCN), 视 网 膜 , 松果 体 腺 中 , 通 过 突 触 活 动 和 分 泌 有 关 的 激 素 和 因 子 产 生 近 日 节 律 。近 年 发 现 外 周 组 织 肝 , 肺 , 骨 骼 肌 细 胞 中 也 存 在 着 近 日 节 律 振 荡 器 必 需 的 分 子 机 制 。SCN 是 哺 乳 动 物 的 主 要 振 荡 器 。 它 是 下 丘 脑 前 方 的 一 对 核 团 , 位 于 视 交 叉 的 上 方 、 第 三 脑 室底 的 两 恻 。SCN 与 脑 的 其 他 区 域 间 有 丰 富 的 纤 维 联 系 。 其 传 入 纤 维 中 有 直 接 来 自 视 网 膜 的 纤 维 和