生物钟与生物信息传递改.pptxVIP

生物钟与生物信息传递改第1页/共51页第2页/共51页生物钟第3页/共51页生物钟的概念所谓生物钟也叫生物节律、生物韵律，指的是生物体随时间作周期变化的现象，包括生理上、行为上及形态结构上等。第4页/共51页生物钟的特点普遍存在：从单细胞生物到哺乳动物多种多样：一百多种，如“腹部时钟”， “睡眠时钟”，体温、血压、脉搏，人的体力、情绪、智力和妇女的月经周期第5页/共51页生物钟的分类１）昼夜节律：也称为日周节律 (circadian rhythm)、 (ultradian、infradian)２）月节律(circatrigintan rhythm): 妇女月周期３）年节律(circaanual rhythm)：动物冬眠、植物发芽生物钟的时间表示Circadian time (CT)实验动物果蝇，小鼠，大鼠，鱼，禽类第6页/共51页生物钟的条件首先，必须是具有自立运作的能力。也就是说，不受外部的环境及自身的行动等所左右，具有能够连续展示一定时间的性质，虽然其在运行过程中可能会产生一定的偏离。其次，必须具有能够接受外部调节的能力。任何时钟都会出现“钟点”不准现象，也就是说，时钟会偏离标准时间，或走得太快或走得太慢，需要不时地把时针分针等拨回到准确的位置，即对时间的重新设置。这种自立性以及可调整性是生物钟最低的，也是必要的条件。第7页/共51页生物钟的构成要素：三要素出力系钟摆系人力系○环境因素(光）生物钟基因生体节律○光受体(melatonin等）（(等)Clock, Per, BMAL1, Tim？生物钟基因Cryptochrome、以下Cry)　钟摆系统是产生机体内固有的节律的因素出力系是生物钟调控的具有体现；人力系是外界因素对生物钟的调节作用Clock (Mop3)Mop4Bmal1 (Bmal2)Period 1 (Per1), Per2, Per3Cryptochrome 1 (Cry1), Cry2Timeless (Tim)第8页/共51页生物钟的必要性有了生物钟，不管是动物还是植物既能知道现在的时间，还能为接下来必须做的事情作好准备工作。如苍蝇，从黎明时分到上午的较早时间段内，非常活跃。因为它知道自己的天敌很多，贪睡对自己来说是非常不利的，说不定一不小心就将成为早起动物的一顿美食，正所谓“一贪睡成千古恨”。又如野生的苍鼠只是在春季到夏季这段时间交配。万一，不小心在秋季里进行了交配，那它的后代就会出生在寒冷、食粮不足的冬季，这对其生存是一个非常严峻的挑战。第9页/共51页生物钟的位置总时钟（母钟）：哺乳动物位于脑内视交差上核（SCN）的神经细胞核团中；子钟：哺乳动物的皮肤等器官或组织里存在大量生物钟基因的表达；母钟不受外界因素干扰；母钟和子钟两者互相联动母钟通体神经和内分泌系统，通过调节相关基因，来协调子钟的周期节律。第10页/共51页生物钟的位置松果体的位置第11页/共51页生物钟基因的调节机理主要通过特定生物钟转录和翻译的调控起作用。第12页/共51页CryTimCRYPER果蝇小鼠光光?CryTimCRYTim++CRYPERPERPERPERTimE-BoxCryE-Box+Clk+ClockCyc+CRY+BMAL1PerPERE-BoxPerE-Box核核細胞質細胞質生物钟基因的负反馈调节的分子机构PER: Per基因的蛋白；CRY: Cry基因的蛋白；C: Clock基因的蛋白；B: Bmal1基因的蛋白；“+”表示促进作用；“–” 表示抑制作用　第13页/共51页环境因素对生物钟的调节在各种环境因素中，如光线和食物等因素，光线对生物钟周期影响最大；光照能诱导SCN中的生物基因表达；其它器官的生物钟随外界因素而改变；吃饭不规律对肝脏不好；因肝脏对消化起至关重要作用；第14页/共51页松果体褪黑素：松果体分泌的激素 分泌：呈昼夜节律变化，白天少，黑夜多 作用：对下丘脑-垂体-性腺轴与下丘脑-垂体- 甲状腺活动有抑制作用1、在青春期有抗性腺功能作用。 月经周期的节律与松果体的节律有关。2、对低等动物可使肤色变浅3、与睡眠周期形成有关，药理剂量可促进睡眠4、大鼠实验有抗衰老作用第15页/共51页假设的生物钟的调节模式第16页/共51页生物钟与健康1、一长寿老人托马斯·伯尔152岁。英国国王款待长寿老人，由于生活规律被突然改变，一周后老人不治死去。2、在我们的生活中，也有一些健康老人，几十年如一日，终日劳作，越显健康，有一天，由于儿女的孝顺，让他休息“享清福”，结果不是周身不舒服，就是一病不起。3、有的刚退下来的老人，身体状况反而不如上班的时候。4、同样的现象也存在于年轻人或白领阶层中，如长假“恶补”睡眠反而会觉得越睡越累。以上这些影响健康的现象其实都是与身体的生物钟突然改变有关。第17页/共51页1、生物钟与