问：生命是如何起源的？

1953年，科学家通过一系列实验演示了在地球演化的初始阶段构成生命体的基本化学物质(如氨基酸等)自发形成的过程。人们进而猜测原始的海洋可能就是孕育生命的摇篮。这种观点受到许多人的支持。然而50年过去了，这个观点仍因缺少相应的论证而显得缺乏说服力。日寸至今日科学家也无法解释原始海洋自发生成的基本生命物质是如何转化成记录生命构成的脱氧核糖核酸DNA和蛋白质。     

CAP适合弯曲DNA的时候

由对细菌的生长,到对高等生物的发育,结合DNA的蛋白质都起到极其重要的转录调节作用。曾被认为,和这些蛋白质结合DNA的几何形状,似乎并无太大变化,只是形成或采纳了某些轻微的弯曲或纽结。但由转录激活剂所提供的证据说明,DNA是极度弯曲的。如今,由舒尔茨(Schultz)、希尔德(Shield)和施泰茨(Steitz)测定了这种复合物的结晶结构,进一步证实了DNA的弯曲是很大的.在上月发表的一篇文章里,柯波拉(Kerppola)和柯伦(Curran)表明;在拉链致癌蛋白质Fos和Jun内,它们同族DNA都是弯曲的;而且,DNA作为蛋白质的被动骨架的观点被放弃,而两者间的关系,被视为是平等协作。但DNA结构的这些变形,是如何转化为生物学功能的呢? 我们对DNA-蛋白质之间相互作用动力学的认识是逐步深入的,随着由X-射线结晶学核磁共振光谱学对DNA结合蛋白质结构的确定。抑制物蛋白质的螺旋转向螺旋的和DNA结合的基序,在同源区内出现相同效应,证实了蛋白质α-螺旋的“真实”DNA顺序,是以大沟形式出现的开始预想。现在,可把形成特异顺序的这种方式,扩伸进锌指蛋白质内。对于DNA-亮氨酸拉链间的相互作用,这也许是关键。但试图总结快速发展的这一课题,类似于为迎面奔驰而来的火车拍照;即使螺旋沟构型的观点不再普遍了。汤姆·施泰茨(Tom Steitz)和他领导的小组,占据着研究的领先地位。已从对原核生物转录激活剂和分解代谢激活剂蛋白质(CAP,也叫环状AMP受体蛋白质)的结构     

地球生命起源之谜 地球生命源自太空?

“黑色烟雾”或许解答了蛋白质形成的可能过程,但核酸的来源却无法解释,科学家估计在地球形成蛋白质的同时,太空中其他星球已经出现了核酸的片断,并随着陨星陨落到了地球,二者结合在一起,进而在地球上产生了第一代可以繁殖的生命物质。为此,科学家需要了解能使不同生命要素——蛋白质、核酸（DNA、RNA）、糖等相互结合的外部环境条件是什么;究竟是什么样的作用力促使它们相互结合在一     

肌肽--天然青春延缓剂

有机体的衰老与蛋白质糖基化及其终产物的形成、蛋白质淀粉样变性、DNA氧化损伤等现象有关.肌肽可以阻止蛋白质糖基化的出现,并能清除已形成的高级糖基化终产物AGEs;肌肽能够抑制淀粉样蛋白的毒性;保护DNA不被氧化损伤;同肘肌肽可以使老化的成纤维细胞年轻化并延长其寿命,并且控制与衰老相关疾病的发生、发展.     

从细胞核的全能性谈起

分化之谜大家知道,受精卵起初只是一个细胞,可是当它经过无数次分裂,形成动物个体的时候,竟会分化出许许多多的细胞类型。有的成为长长的神经细胞,有的成为圆圆的血红细胞,它们之间不论在结构、组成,还是在功能等方面都迥然有异。这种现象虽已习以为常,丝毫没有稀奇之处,可是解释起来却困难重重,令人绞尽脑汁。现在不妨让我们运用分子生物学知识,对它作一番追究:生物性状差异的基础是化学物质的差异;化学物质有些是蛋白质,有些是由酶支配下形成的,而酶本身也是蛋白质;合成蛋白质需要核糖核酸做模板;去氧核糖核酸决定了核糖核酸的特异性;去氧…     

蛋白质核酸分子在固体介质中能形成专一结合的复合物

为阐明生命活动的一些基本过程,如DNA复制、重组及基因调控等,归根结蒂,需要对蛋白质核酸的相互作用有详尽的了解。近年来用凝胶电泳定量研究蛋白质核酸的相互作用已有重大突破,所用方法非常灵敏,蛋白质和核酸的浓度只需10~(-12)—10~(-14)mol/L。其基本原理如下:一般先将有关的DNA片段用放射性同位素标记,然后用它与细胞抽提物混合,细胞抽提物中能与DNA专一结合的蛋白质就与DNA形成蛋白质核酸复合物,它在凝胶电泳中     

生命依赖数学

最近,科学家斯图尔德在其著作《生命的其他秘密》中指出了生命是什么?它不是脱氧核糖核酸(DNA),不是我们所说的那种DNA.例如血红蛋白蛋白质分子,它的蛋白质分子的形状受许多遗传密码控制.此种形状的显现遵循深奥的物理学法则,而这些法则是通过数学式子表达出来的.人们讲的所谓DNA是     

基因组测序永无止境的根本原因

1869年瑞士青年学者米歇尔（Johann F.Miescher．1844—1895年）在莱茵河鳟鱼的精子里发现了脱氧核糖核酸分子，即现在大家熟知的DNA。他虽然也曾猜想过DNA可能与遗传有关，但还是倾毕生精力去研究鱼精蛋白。毕竟蛋白质与生命过程的关系已经是当时科学研究的热门。以致1878年恩格斯在《反杜林论》中就写下了至今还基本正确的语句：“生命是蛋白质的存在方式，这种存在方式本质上就在于这些蛋白质的化学组成部分的不断的自我更新。”     

化学家能否破解糖的编码?

<正>在我们体内,简单的糖(例如葡萄糖、甘露糖和岩藻糖)连接在一起,形成了复杂的多糖(或者说聚糖),这些多糖修饰着细胞的表面,形成了一层厚厚的"糖衣",但与基因组和蛋白质组不同,那些"糖衣"中的糖组目前对我们来说仍是待解之谜,部分原因是聚糖的化学结构太过复杂。我们的身体合成了数千种独特的聚糖,但是很少有分析方法可以有效地阐明其结构。与线性组装的DNA和蛋白质不同,聚糖高度支化,使其难以合成。当然,智慧的化学科学家正帮助我们更趋近于破解糖的编码。     

DNA:生物学的"建筑材料"——生物学家埃里克·温弗里谈DNA独特的化学特性

电子计算机的威力人所尽知,但涉及到与物理世界有关的复杂任务--比如某种昆虫的构成--还得寄望于对DNA的深入研究.曾于2000年获得"麦克阿瑟天才奖"的埃里克·温弗里(Erik Winfree),一直在潜心研究存储遗传生命信息的DNA;而人类的细胞正是利用这类遗传分子的信息来构建蛋白质,形成了我们的身体结构并做着与生命存在相关的几乎所有工作.     

HMG蛋白质(1+2)的功能研究

HMG蛋白质是一类酸溶性的非组蛋白质,虽然这类蛋白质在染色质内的含量非常丰富,但有关它们的生物学功能目前依然不清楚.本文对HMG蛋白质(1+2)与β-CAT质粒DNA相互作用的模式进行了初步分析.实验结果表明这类蛋白质能促使β-CAT质粒DNA解螺旋,此外,在质粒DNA的局域部位,还能观察到DNA环结构的形成.     

本期内容简介

<正>大自然是天才的材料设计师与灵感源泉。对处于自然界"军备竞赛"中生物的典型天然武器的研究,促进新型仿生人造材料、器件与装置研发方面应用。《自然界"军备竞赛"中的材料科学》一文对此予以介绍和探讨。《给DNA甲基化检测装上GPS,看肿瘤细胞如何变花样》一文介绍了复旦大学于文强课题组独立研发的全基因组DNA甲基化检测方法及应用。量子调控是在认识量子现象和规律的基础上,通过开发新材料、构筑新结构、     

广州小学生发明地震搜救机器人

近日，据国外媒体报道,科学家首次在实验室里重新激活一只已经灭绝的动物的DNA，整个过程让人联想起影片《侏罗纪公园》里的情节。科学家提取了塔斯马尼亚虎（也称袋狼,20年前已被正式宣布灭绝）的DNA。将它注入到老鼠的晶胚中．并在这个晶胚形成软骨和其他骨骼的过程中发挥了重要作用。     

地球可能曾是气态巨行星

<正>传统的行星形成理论认为,离恒星较近的气体云经过塌陷、破碎和压缩最终成为行星。而气态巨行星则通常是在远离恒星的充满挥发性化学物质的区域形成。而一种新的假说——"潮汐削减"——则提出,在离恒星更远的地方形成更大的的     

化学与食品密不可分

<正>时下,在谈到食品问题时,"化学"在有些人心目中几乎成了贬义词。其实,化学是食品科学的重要科学基础。众所周知,人体所需的六大营养素:碳水化合物、脂肪、蛋白质、维生素、水和无机盐,它们本身就是化学物质,其名称也是典型的化学名词。我们熟悉的食品和食品配料,如氯化钠(食盐)、蔗糖、葡萄糖、果糖、木糖醇、碳酸氢钠(小苏打)、谷氨酸钠(味精)、氯化镁(卤水的主要成分)等都是典型的化学物质。食品的营养与安全是食品之本。食品的营养离不开化学。各种营养物     

蛋白质剪接在蛋白质研究和蛋白质工程中的应用

蛋白质剪接(protein splicing)是由蛋白质内含子介导的在蛋白质水平上翻译后的加工过程。蛋白质内含子(intein)是指前体蛋白中的一段插入序列,它在蛋白质翻译后的成熟过程中能自我催化,使自身从前体蛋白中切除,并将其两侧的多肽片段以肽键连接,形成成熟的蛋白质。蛋白质内含子的发现丰富了基因表达和蛋白质翻译成熟过程的理论,而且在蛋白质研究和蛋白质工程中有广泛的应用。本文试图综述蛋白质剪接在蛋白质特异位点标记、蛋白质片段化标记同位素、蛋白质环化、蛋白质芯片、基因治疗等研究中的应用。       

最初的酶是蛋白质,还是核酸?

生命由三个要素构成。第一,生命同外界之间具有境界膜。生命存在于为这境界膜所隔离的微小环境下。现在的生物细胞膜组成以脂质和蛋白质为主。第二,生命具有自我复制能力,即具有产生的后代同自己相似的自我保存能力,这功能基于DNA携带的遗传信息。第三,生命具有自我维持功能,换句话说,就是能进行代谢活动。在现在的生物中,合成核酸和蛋白质的顺序是: DNA 转录 RNA 转译蛋白质这就是著名的中心法则。现有的生物都以这样的顺序从DNA生物合成(转录)RNA的,但最近有人认为在最初生命诞生时不用DNA、而是以RNA作为遗传信息体的。其根据有以下几个方面:1.各种RNA(如mRNA、rRNA、tRNA等)同蛋白质的生物合成关系密切,同DNA则无直接联系;2.DNA是RNA糖部分2’-OH的还原,就是说可以从RNA进行生物合成;3.DNA的生物合成过程中需要短链RNA引物;4.小病毒的遗传物质是RNA,大病毒是DNA;5.RNA病毒的逆转录酶也许是留有从RNA到DNA过渡期痕迹的化石;6.NAD和FAD那样的RNA诱导体作为辅酶参与酶作用;7.在前生物合成系统中,低聚核糖核苷酸比低聚脱氧核糖核苷酸更容易被合成;8.在RNA中有的具有酶作用,等等。     

粘性土微观结构定向性的x射线衍射研究

粘性土和粘土质沉积岩类是工程建设中常常碰到的土壤介质。1957年,陈宗基在《粘土的结构力学》一文中设想了土介质中片状颗粒的接触排列形式,并利用这种微观结构概念论述了粘土的一些基本特性,开创并推动了我国土壤微观结构力学的研究工作。本文主要讨论     

十年来改变科学的十大重要进展

揭秘黑暗基因组 从前,人类对于基因组的认识似乎这是件再简单不过的事了：脱氧核糖核酸（DNA）负责下达指令,进而使得蛋白质在人体中合成;而这些指令全部包含在组成DNA的基因中。作为分子信使．DNA的化学“表亲”核糖核酸（RNA）负责携带这些指令并进入细胞的蛋白质工厂,     

基因革命百年回眸

基因革命解读生命天书 从确定DNA的化学成分并首次使用"基因"一词,到绘制完成人类第一个基因组框架图,历经了一个世纪."基因"一词来源于希腊语中的"Genos",意为出生或起源--正如其字的含义一样.基因虽然仅占人体DNA2～4%的比例,但却决定了人体蛋白质的组合,并由此掌管了人从生到死的全部过程.