生命密碼

• DNA 與基因• DNA 是生物身分證• 基因工程

生命的感覺 • 生命的存在• 生命的形與體• 生命的過程與奮鬥• 生命的意義

要是秦始皇也能夠來念生命科學系？

或許他就可能知道長生不老的秘訣

哪些生物可以長生不老？• 壽命最長的動植物：龜、象、紅檜？–珊瑚

• 怎樣才能長生不老？–減緩衰老？–再生？

• 長生不老好嗎？• 怎樣才是好的生命？

端粒脢 telomerase

• Telomeres 染色體終端：特異的 DNA- 蛋白質複合物，覆蓋在線狀染色體末端且可以保護他們以免受到傷害。

• 在 DNA 複製期間，染色體無法完全複製其末端，所以染色體終端會隨一連串的細胞分裂而受到侵蝕。

• 當染色體終端長度短到一個極限，有一個訊息會命令細胞停止分裂，細胞衰老隨之而起，最後進入死亡。

• 癌化細胞藉著再活化 telomerase 酵素，發展具有克服細胞死亡的機制。

Animal Cell 動物細胞

Types of chromosomes染色體型態 :

(1). Metacentric chromosomes中央著絲粒染色體

(2). Submetacentric chromosomes亞中央著絲粒染色體

(3). Subtelocentric (Acrocentric) chromosomes近端著絲粒染色體

(4). Telocentric chromosomes末端著絲粒染色體

Terminology for chromosome morphology

(1). Metacentric chromosomes中央著絲粒染色體(2). Submetacentric chromosomes亞中央著絲粒染色體(3). Subtelocentric (Acrocentric) chromosomes近端著絲粒染色體(4). Telocentric chromosomes末端著絲粒染色體

染色體形態模型圖

著絲點與著絲粒的模式圖

一些生物種的染色體數目

人類的染色體組型（未排序前）

人類的染色體組型（排序後）

何謂基因 Gene ?

Cell 細胞– Chromosome 染色體 – Gene 基因 – mRNA – Protein 蛋白質

mRNA

The Central Dogma

Chromosome “Painting” and Trisomic 21

Trisomic 21 = Down Syndrome = 唐氏症

Trisomy 21Incidence of ~ 1/800Phenotype: Mental retardation Congenital heart disease Premature senility

人類的性別 Sex Determination in Humans

1. Chromosome level:XX femaleXY male

2. Gene level:No Sry femaleSry male

X YA -- --B

X YB -- --A

--Sry--Sry

XYFemale

XX male

3. Developmental (Receptor) level 4. Psychological level

DNA 是生物身分證

基因工程的應用

一、 Diagnosis of Genetic Diseases 遺傳疾病的診斷 二、 Human Gene Therapy 人類基因療

法三、 Vaccines 疫苗四、 Pharmaceutical products 藥品製造 五、 Forensic 法醫六、 Environment 環保七、 Agricultural 農業

GMO ：基因重組生物

Diagnosis of Genetic Diseases遺傳疾病的診斷

• Cystic fibrosis 囊性纖維變性–最常見的症狀是因為長期反覆的肺部感染所導致的呼吸困難，其他可能的症狀包括鼻竇炎、發育不良、腹瀉以及不孕。

• Huntington's disease 亨氏舞蹈症– 運動缺乏整合協調性、顫抖、抽慉之症狀、口齒不清、吞嚥困難、失禁、及記憶力消失

Human Gene Therapy 人類基因療法

SCID (severe combined immunodeficiency)

重度混合免疫不全症1. retroviral vector + ADA(腺甘脫胺脢 )

T lymphocyte intravenous injection

2. 用 ADA gene 治療骨隨細胞 bone marrow cell

脂蛋白與膽固醇HDLs: 高密度脂蛋白

將膽固醇運送到肝臟加以代謝LDLs: 低密度脂蛋白

將膽固醇運送到利用或儲存細胞

膽固醇所引起的冠狀動脈阻塞

Pharmaceutical products藥品製造

Insulin胰島素Growth hormones 生長激素EPO (erythropoietin) 紅血球生長素Interferon （干擾素）

Forensic 法醫

RFLP

DNA fingerprinting

DNA電泳

DNA指紋辨識

Environment 環保

Detoxification

mining

Agricultural 農業 Transgenic animals

n  enlarge valuable partsn  resistant to pathagensn  improved agricultural products, such as change AAs compositions

Transgenic plantsTi plasmid (Tumor-inducing plasmid)Agrobacterium tumefaciens根瘤土壤桿菌

Antisense genes 反義基因抑制番茄成熟

抗除草劑基因的棉花

螢光煙草：轉殖作物