科普小课堂

    转 染

    细胞转染是指将外源分子（如dna，rna等）导入真核细胞的实验技术之一。随着分子生物学和细胞生物学研究的不断发展，转染已经成为研究和控制真核细胞基因功能的常规工具。

    细胞膜是由带负电荷的磷脂双分子层构成，这对大分子物质来说是个不可透过的屏障，比如dna和rna的磷酸骨架，为了使核酸穿过细胞膜，开发了多种技术，大致可分为 物 理 介 导 、 化 学 介 导 和 生 物 介 导 。

    物理介导：显微注射、电穿孔、基因枪等

    化学介导：磷酸钙法、脂质体介导法

    生物介导：病毒转染

    慢病毒载体

    慢病毒（lentivirus）载体是以hiv-1（人类免疫缺陷i型病毒）为基础发展起来的基因治疗载体。区别一般的逆转录病毒载体，它对分裂细胞和非分裂细胞均具有感染能力。

    朊粒

    一、 概念

    是一种由宿主细胞基因编码的构象异常的蛋白质，不含核酸的，具有自我复 制能力和传染性的的蛋白质， 即朊粒。

    二、 生物学性状

    1 、朊蛋白有两种构象： 细胞朊蛋白（prpc）： 神经元普遍显著表达的一种

    糖蛋白； 羊瘙痒病朊蛋白（prpsc）： 致病性和感染性蛋白。

    2 、促使 prpc 转变为 prpsc 的原因：

    外源性 prion侵入， 与体内 prpc 结合催化其转变为 prpsc， 见于传染性 prion 病。

    体内 prpc 基因突变， 突变的 prpc (Δprpc）结构失稳转变为 prpsc， 见 于遗传性 prion 病。

    prpc 自发异常折叠形成 prpsc， 这种情况很少， 可见于散发性 prion 病。

    三、 有关朊粒复制的假说

    1 、朊病毒唯蛋白假说

    prpsc prpsc—prpc 一 prpsc—prpsc一 裂解 、结合 、促进 、循环— prpsc 指数增长

    prusiner 认为 prpsc 是 prpc 经翻译后修饰而转变为折叠异常的病理形态，其复制呈一个指数增长过程 。prpc 作为许多细胞正常代谢的一部分， 被合成和降

    解，其结构的随机不稳定性能产生极少数部分折叠或构象变化的单体结构 prp， prp是形成 prpsc 的中间体，既能重新变为 prpc，又能在 prpsc 上聚集，或与 prpsc 形成暂时性复合物 prp-prpsc，然后再转化为 2 个分子 prpsc。在下一次循环中， 两个 prpsc分子与两个 prp或 prpc 分子结合，形成 prpsc，如此周而复始，形成 指数性增殖过程。在正常情况下，prp形成无意义；在传染性朊病毒时，外源朊 病毒进入细胞， 作为模板促使 prp转变为 prpsc；在散发性朊病毒时， 无外源朊 病毒参与，可能是由于 prp蓄积至足以自发产生 prpsc 的水平，通过阳性反馈环 道促使 prp转变为 prpsc，但这种情况很少发生；在遗传性朊病毒时，突变 prpc(Δ prpc)作为许多细胞正常代谢的一部分被合成和降解 。△prpc 结构随机不稳定性 比 prpc 高， 从而产生有意义的部分折叠单体结构△prp， 它和 prp一样， 能重 新变为△prpc 被降解，也可转变为△prpsc，△prpsc 一旦形成即通过阳性反馈环 道促使△prpc 转变为△prpsc 。此外， 在 prpc 向 prpsc 转变中， 一些朊病毒结合

    分子起一定作用，这类分子有金属分子、核酸分子、硫酸黏多糖、葡萄糖聚合体等。

    2 、重折叠模式

    prpc prpsc 更大的聚集体,裂解,促进,聚集

    即模板介导的转换过程， 这种模式认为 prpsc 构象比 prpc 更稳定， 这种转 换在热力学上有利， 但在动力学上却进行得十分缓慢， 两者之间存在能量屏障。 在这种模式中 prpsc依靠催化 prpc 或一个不稳定的中间体的重排来提高转换，

    以形成更稳定的 prpsc 构象 。感染性将依赖于 prpsc 结合和催化中间分子转换的能力。这种模式能够解释由于点突变而引起的遗传性朊病毒疾病。点突变的发生 增加了不稳定的中间分子的数量 、同时加快它转换成 prpsc 的速率。然而这两种 模式并不是相互排斥的，在朊病毒复制过程中有可能是这两种模式共同作用。另外，prpc 分子中糖链帮助维持正常的 prpc 构象， 它的缺失有利于 prpsc 的形成。

    目前普遍被接受的仍是 prusiner提出的唯蛋白假说。

    【植物是人类重要的食物提供者】

    尽管全球约有 3万种可食用的植物, 但人类仅用了30种养育这个世界。其中，5种谷物 – 水稻 (oryza sativa), 小麦 (triticum aestivum ssp aestivum), 玉米 (zea mays), 高梁(sorghum bicolor) 和粟类(如御谷pennisetum glaucum, 谷子setaria italica, 黍panicum miliaceum, 穇子eleusine coracana),– 为全球人口提供了总能量的60 (faoorg/seeds/en/)；10 种作物为人和家养动物提供了所消耗食物的95。

    大豆 (glycine max),棕榈油(elaeis guineensis), 向日葵sunflower (helianthus annuus)，花生油(arachis hypogaea linn) ，菜籽油（brassica napus）。因此，农业上大规模种植的作物仅有几十种。

    【小米是从狗尾草驯化而来】

    八千多年前黄河流域的先民成功地将狗尾草驯化成我们今天吃的小米（谷子）。也就是说，现在世界各地栽培小米的野生种就在生长中国黄河流域。我们千万不要小看了这个看似“卑微”的小草。

    【水果猕猴桃是从中华猕猴桃培育而来】

    世界上有54种，中国分布52种，大多种果实可食。

    商业化栽培仅一种，两变种： 中华猕猴桃, 美味猕猴桃。

    猕猴桃于1904年被引进新西兰，培育出很多品种。

    被新西兰命名为 kiwi fruit, 猕猴桃现为新西兰第一大绿色产业。

    上世纪70年代后期，中国科学家开始系统培育猕猴桃，育成了很多外观漂亮、味道鲜美、营养丰富的品种。