DNA的一級結(jié)構(gòu)是由數(shù)量極其龐大的四種脫氧核糖核苷酸即:脫氧腺嘌呤核苷酸、脫氧鳥嘌呤核苷酸、脫氧胞嘧啶核苷酸和脫氧胸腺嘧啶核苷酸所組成。這四種核昔酸的排列順序(序列)正是分子生物學(xué)家多年來要解決的問題。因為生物的遺傳信息貯存于DNA的核苷酸序列中,生物界物種的多樣性即寓于DNA分子四種核苷酸千變?nèi)f化的不同排列之中。
核酸是遺傳信息的攜帶者與傳遞者。核酸有著幾乎多得無限的可能結(jié)構(gòu),而生物體的遺傳特征就反映在DNA分子的結(jié)構(gòu)上,即DNA的結(jié)構(gòu)攜帶著遺傳的全部信息,就是通常所說的DNA攜帶著遺傳的密碼。生物體的遺傳信息以密碼的形式編碼在DNA分子上,表現(xiàn)為特定的核苷酸排列順序,并通過DNA的復(fù)制由親代傳遞給子代。在后代的生長發(fā)育過程中,遺傳信息自DNA轉(zhuǎn)錄給RNA,然后翻譯成特異的蛋白質(zhì),以執(zhí)行各種生命功能,使后代表現(xiàn)出與親代相似的遺傳性狀。所謂復(fù)制,就是指以原來DNA分子為模板合成出相同分子的過程。所謂轉(zhuǎn)錄,就是在DNA分子上合成出與其核苷酸順序相對應(yīng)的RNA的過程。而翻譯則是在RNA的控制下,從DNA得來的核苷酸順序合成出具有特定氨基酸順序的蛋白質(zhì)肽鏈的過程。由于生命活動是通過蛋白質(zhì)來表現(xiàn),所以生物的遺傳特征實際上是通過DNA→RNA→蛋白質(zhì)過程傳遞的,就是遺傳信息傳遞的中心法則,如圖7-1 所示。
1953年,英國劍橋大學(xué)的Watson和Crick提出了著名的生物遺傳物質(zhì)DNA分子的雙螺旋模型,這是生命化學(xué)乃至生物學(xué)中的重大里程碑。這一發(fā)現(xiàn)為遺傳工程的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型如圖7-2所示。
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基因工程與遺傳信息
基因是具有遺傳功能的單元,一個基因是DNA片段中核苷酸堿基特定的序列,此序列載有某特定蛋白質(zhì)的遺傳信息。人們形象地將DNA堿基序列稱為遺傳編碼,DNA序列分析是揭開遺傳密碼的關(guān)鍵,也是基因研究的基礎(chǔ)。
基因工程般要經(jīng)過五個步驟。第一步是目的基因的分離與制備,第二步是目的基因與載體的連接,第三步是將重組DNA引人受體細胞,第四步是篩選出含有重組體的克隆(即復(fù)制)。通過以上步驟,便得到了帶有異源目的基因的細菌,第五步就是要使這些帶有異源的細菌得到表達,生產(chǎn)出人類所需要的產(chǎn)品。
藥物
人體是由蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、無機鹽、水、維生素及微量的生物物質(zhì)(如激素、 酶、免疫體等)所組成的有生命和思維活動的生物體。人類生息在地球上無一例外 地遵循著生、老、病、死的客觀規(guī)律。一旦患病不能諱疾忌醫(yī),要用藥物治療。
藥物可分為中藥和西藥兩大類。中藥屬天然藥物,是我國勞動人民在與疾病長期斗爭中不斷積累而形成的防治疾病的重要手段。西藥屬合成藥物,是經(jīng)人工合成或人工提純的具有一定藥效的化合物,多為有機化合物。
磺胺類藥物
磺胺類藥物自1935年發(fā)現(xiàn)以后,是最早用于治療全身感染有效的人工合成的化療藥。磺胺類藥物的基本化學(xué)結(jié)構(gòu)是對氨基苯磺酰胺,磺酰氨基的N原子上取代基不同,得到具有不同 抗菌作用的藥物?;前奉愃幊Ec甲氧芐啶(TMP) 合用,主要適應(yīng)癥為流腦、鼠疫、菌痢、傷寒、霍亂等,也可用于治療敏感病原微生物如溶血性鏈球菌、肺炎性鏈球菌、大腸桿菌、瘧原蟲等所致的各種感染。
磺胺類藥的副作用較常見。長期用藥,可能抑制骨髓而出現(xiàn)白細胞減少,偶見血小板減少或再生性障礙性貧血,所以用藥期間應(yīng)定期檢查血常規(guī);磺胺類藥對泌尿系統(tǒng)也有損害,可引起血尿、尿痛、尿少甚至尿閉,所以服藥期間要多喝水、定時檢查尿常規(guī),且肝、腎功能不全者慎用;少數(shù)病人服藥后還會出現(xiàn)過敏性反應(yīng),如皮疹、過敏性皮炎等,而且磺胺藥之間有交叉過敏反應(yīng),所以一定要慎用。常用的磺胺藥有磺胺甲基異嗯唑(新諾明,新明磺,Sulpha- methoxazole, SMZ)、復(fù)方磺胺甲基異嗯唑(復(fù)方新諾明)、柳氮磺胺吡啶、磺胺米隆(甲磺滅膿,Sulfamylon, SML)。