生命生物学:生物化学、生理学、哲学——Biology of Life: Biochemistry, Physiology and Philosophy
作 者:Laurence A. Cole
出版社: Academic Press
ISBN:978-0-12-809685-7
索书号:Q5/C689a/2016/Y
藏书地点:武大外教中心
脱氧核糖核酸(DNA)是分子结构复杂的有机化合物。作为染色体的一个成分而存在于细胞核内。功能为储藏遗传信息。DNA 分子巨大,由核苷酸组成。核苷酸的含氮碱基为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶及胸腺嘧啶;戊糖为脱氧核糖。1953 年美国的沃森(James Dewey Watson)、英国的克里克与韦尔金斯描述了 DNA 的结构:由一对多核苷酸链围绕一个共同的中心轴盘绕构成。糖-磷酸链在螺旋形结构的外面,碱基朝向里面。两条多核苷酸链通过碱基间的氢键相连,形成相当稳定的组合。DNA复制是指DNA双链在细胞分裂以前进行的复制过程,复制的结果是一条双链变成两条一样的双链(如果复制过程正常的话),每条双链都与原来的双链一样。这个过程是通过名为半保留复制的机制来得以顺利完成的。DNA复制主要包括引发、延伸、终止三个阶段。DNA复制是生物遗传的基础,是所有生物体中最基本的过程。而这一过程是半保留复制,是以最开始的双链分子中的一条作为模板进行DNA复制,产生两个完全一致的DNA分子。细胞水平的校正和纠错机制能确保非常精确地复制DNA的拷贝。DNA复制发生在基因组的特定位置也就是起始点,DNA分子在起始点形成复制叉开始复制。
DNA复制从起始序列开始单向或双向进行。合成DNA双螺旋的两条链是反向平行排列的,其中一条链的起始端与另一条链的末尾端平行排列在一起,每一个复制叉只有一条链是按照从尾到头的正确方向指导新链从头到尾方向合成。根据这条指导链,DNA复制持续向前合成复制叉。
核糖核酸(RNA),存在于生物细胞以及部分病毒、类病毒中的遗传信息载体。RNA由核糖核苷酸经磷酸二酯键缩合而成长链状分子。一个核糖核苷酸分子由磷酸,核糖和碱基构成。RNA的碱基主要有4种,即A腺嘌呤、G鸟嘌呤、C胞嘧啶、U尿嘧啶,其中,U(尿嘧啶)取代了DNA中的T。RNA是以DNA的一条链为模板,以碱基互补配对原则,转录而形成的一条单链,主要功能是实现遗传信息在蛋白质上的表达,是遗传信息传递过程中的桥梁。tRNA的功能是携带符合要求的氨基酸,以mRNA为模板,合成蛋白质。
mRNA的功能就是把DNA上的遗传信息精确无误地转录下来,然后再由mRNA的碱基顺序决定蛋白质的氨基酸顺序,完成基因表过程中的遗传信息传递过程。在真核生物中,转录形成的前体RNA中含有大量非编码序列,大约只有25%序列经加工成为mRNA,最后翻译为蛋白质。因为这种未经加工的前体mRNA(pre-mRNA)在分子大小上差别很大,所以通常称为不均一核RNA(heterogeneous nuclear RNA, hnRNA)。tRNA是分子最小的RNA,其分子量平均约为27000(25000-30000),由70到90个核苷酸组成。rRNA是组成核糖体的主要成分。核糖体是合成蛋白质的工厂。rRNA一般与核糖体蛋白质结合在一起,形成核糖体(ribosome),如果把rRNA从核糖体上除掉,核糖体的结构就会发生塌陷。原核生物的核糖体所含的rRNA有5S、16S及23S三种。MicroRNAs(miRNAs)是在真核生物中发现的一类内源性的具有调控功能的非编码RNA,其大小长约20~25个核苷酸。成熟的miRNAs是由较长的初级转录物经过一系列核酸酶的剪切加工而产生的,随后组装进RNA诱导的沉默复合体,通过碱基互补配对的方式识别靶mRNA,并根据互补程度的不同指导沉默复合体降解靶mRNA或者阻遏靶mRNA的翻译。研究表明miRNA参与各种各样的调节途径,包括发育、病毒防御、造血过程、器官形成、细胞增殖和凋亡、脂肪代谢等等。小分子RNA主要有两种类型:一类是snRNA(small nuclear RNA),存在于细胞核中;另一类是scRNA(small cytoplasmic RNA),存在于细胞质中。
核酶(ribozyme)是具有催化功能的小分子RNA ,属于生物催化剂。1982年,美国科学家T.Cech和他的同事在对"四膜虫编码rRNA前体的DNA序列含有间隔内含子序列"的研究中发现,自身剪接内含子的RNA具有催化功能,并因此获得了1989年诺贝尔化学奖。主要参加RNA的加工与成熟。天然核酶可分为四类:(1)异体催化剪切型,如RNaseP;(2)自体催化的剪切型,如植物类病毒、拟病毒和卫星RNA;(3)第一组内含子自我剪接型,如四膜虫大核26SrRNA;(4)第二组内含子自我剪接型。
人类进化起源于森林古猿,从灵长类经过漫长的进化过程一步一步发展而来。经历了猿人类、原始人类、智人类、现代人类四个阶段。因现今考古学的发展,史前文明被逐步否定,考古学已经有大部分进化中的古人猿化石。配合现今生物学的发现,发现了遗传基因 DNA是进化的,证实了类中性进化论的真实性。
《生命生物学:生物化学,生理学和哲学》一书于2016年由Academic Press出版社出版,其作者是Laurence A. Cole。
《生命生物学:生物化学,生理学和哲学》一书通过关注人类生物化学并结合相关的进化元素来帮助进一步将这个动态空间置于语境中,从而提供与传统生物化学文本不同角度的生物化学领域的基础覆盖。这种独特的方法包括人类早期发展,人类生活的构成,以及它的特殊之处。还包括对原核生物和真核生物的生物化学之间的差异的额外报道。原核生物的生命中心被认为是光合作用和糖的生成,而真核生物的生命中心是糖的使用和氧化磷酸化。这一独特的参考将为专业生物化学课程和研究人员提供理解生物化学在人类生活中的作用的信息。将生物化学领域及其在人类生活中的作用情境化,包括有关人类生殖和人类大脑发育的专门章节提供有关生化能量学,氧化磷酸化,光合作用和一氧化碳-乙酸盐途径的广泛报道。
《生命生物学:生物化学,生理学和哲学》一书主要讲解了以下几方面内容:早期生命如何开始(包括生物大分子RNA、核酶,早期生命形式以及生物体的基本成分等),DNA和RNA(包括DNA作为遗传密码的演变历程,以及DNA复制、转录和翻译过程等),腺苷三磷酸能量学,生命演变进化的历程(包括动物及人类的进化、人类精子卵子的发生等)等等。
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总而言之,《生命生物学:生物化学,生理学和哲学》一书为对生命生物学感兴趣的相关人员提供了清晰的导读路径,是一本值得为想要涉足该领域的人员推荐的专业书籍。
本书目录:
第一节 生命如何开始
第1章 行星地球的物理和化学
第2章 生命如何开始
第3章 RNA,核酶和早期生命形式
第4章 氨基酸和肽,生命的基本成分
第5章 早期生命的生物化学
第6章 行星地球的进化史
第7章 生命是什么?
第二节 DNA和RNA
第8章 DNA和遗传密码的演变
第9章 DNA生物学:DNA复制,转录和翻译
第三节 能量学
第10章 腺苷三磷酸能量学
第11章 腺苷三磷酸合成酶
第四节 45亿年的进化
第12章 演变时间表
第13章 化学,原核和真核生命的演变
第14章 动物进化,小脑和高级脑
第15章 人类的进化
第16章 人类发展
第五节 人类发展
第17章 人类女性卵子发生
第18章 人类男性精子发生
第19章 精子活化,受精,Morula,囊胚形成和结对
第20章 多种人绒毛膜促性腺激素分子
第21章 植入和妊娠失败
第22章 血液浓缩
第23章 人类生命,人脑的发展
第24章 人类生活