運(yùn)送生物化學(xué)

運(yùn)送生物化學(xué)第一頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型、DNA自我復(fù)制、RNA的生物合成及功能、運(yùn)動(dòng)適應(yīng)的分子調(diào)控機(jī)制;

了解與運(yùn)動(dòng)關(guān)系較密切的細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路;

了解人類(lèi)基因組計(jì)劃以及真核生物基因表達(dá)的過(guò)程。第二頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二生命在于運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)在于肌肉肌肉源于細(xì)胞，細(xì)胞源于分子構(gòu)成生命的最重要分子——核酸與蛋白質(zhì)DNA構(gòu)成染色體肌球蛋白支撐肌肉收縮第三頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二本章即將揭秘：運(yùn)動(dòng)中細(xì)胞內(nèi)核酸與蛋白質(zhì)做了哪些事？這些事件如何調(diào)控代謝過(guò)程、骨骼肌生長(zhǎng)、運(yùn)動(dòng)能力？這些事件與人體健康以及許多慢性疾病的防治有何關(guān)聯(lián)？基因表達(dá)運(yùn)動(dòng)/運(yùn)動(dòng)能力？第四頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二第一節(jié)

分子生物學(xué)基礎(chǔ)第五頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二核酸(nucleicacid)

是以核苷酸為基本組成單位的生物大分子，攜帶和傳遞遺傳信息。第六頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二核酸的分類(lèi)及分布(deoxyribonucleicacid,DNA)(ribonucleicacid,RNA)脫氧核糖核酸

核糖核酸

存在于細(xì)胞核和線粒體內(nèi)。存在于胞核、胞液和線粒體。攜帶遺傳信息，決定細(xì)胞和個(gè)體的遺傳型(genotype)。參與遺傳信息的復(fù)制與表達(dá)調(diào)控基因表達(dá)（microRNA）第七頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二核酸的基本組成單位是核苷酸

(nucleotide)。堿基戊糖磷酸核苷酸核苷核酸DNA的基本組成單位是脫氧核糖核苷酸。RNA的基本組成單位是核糖核苷酸。第八頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二嘌呤

嘧啶

堿基腺嘌呤（A）鳥(niǎo)嘌呤（G）胞嘧啶（C）胸腺嘧啶（T）尿嘧啶（U）DNA、RNA均有DNA有RNA有一、核苷酸的結(jié)構(gòu)每種核酸都含有四種堿基。第九頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二嘌呤(purine)腺嘌呤(adenine,A)鳥(niǎo)嘌呤(guanine,G)堿基第十頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二嘧啶(pyrimidine)胞嘧啶(cytosine,C)尿嘧啶(uracil,U)胸腺嘧啶(thymine,T)第十一頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二戊糖（構(gòu)成RNA）核糖(ribose)（構(gòu)成DNA）脫氧核糖(deoxyribose)第十二頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二堿基和核糖（或脫氧核糖）通過(guò)糖苷鍵連接形成核苷（或脫氧核苷）。第十三頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二核苷酸：AMP,GMP,UMP,CMP脫氧核苷酸：dAMP,dGMP,dTMP,dCMP

核苷（脫氧核苷）和磷酸以酯鍵連接形成核苷酸（脫氧核苷酸）。

第十四頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二

多磷酸核苷酸：NMP，NDP，NTP

細(xì)胞內(nèi)重要能量載體——ATP第十五頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二

環(huán)化核苷酸:cAMP，cGMP

細(xì)胞內(nèi)重要信號(hào)分子——第二信使第十六頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二5′端3′端核苷酸之間以3,5-磷酸二酯鍵連接形成多核苷酸鏈，即核酸（DNA、RNA）。核酸的一級(jí)結(jié)構(gòu)：核酸中核苷酸的排列順序。由于核苷酸間的差異主要是堿基不同，所以也稱(chēng)為堿基序列。CGA第十七頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二

DNA與RNA的區(qū)別核酸堿基戊糖DNAA、G、C、T脫氧核糖RNAA、G、C、U核糖第十八頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二二、DNA的結(jié)構(gòu)與功能第十九頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型要點(diǎn)1.兩條DNA鏈反向平行，圍繞同一中心軸構(gòu)成右手雙螺旋(doublehelix)。第二十頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二2.兩條鏈通過(guò)堿基間的氫鍵相連，A對(duì)T有兩個(gè)氫鍵，C對(duì)G有三個(gè)氫鍵，這種A-T、C-G配對(duì)的規(guī)律，稱(chēng)為堿基互補(bǔ)規(guī)則。3.維持雙螺旋穩(wěn)定的因素：氫鍵，堿基疏水力。TAGC第二十一頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的多樣性Z型DNAB型DNAA型DNA第二十二頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二DNA在真核生物細(xì)胞核內(nèi)的組裝真核生物染色體由DNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成，其基本單位是核小體(nucleosome)。核小體的組成DNA：約200bp組蛋白：H1H2A，H2BH3H4第二十三頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二核小體染色體真核生物染色體DNA組裝DNA第二十四頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二DNA的功能DNA的基本功能是以基因的形式裝載遺傳信息，并作為基因復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的模板。它是生命遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是個(gè)體生命活動(dòng)的信息基礎(chǔ)?；蚴侵窪NA分子中的特定區(qū)段，其中的核苷酸排列順序決定了基因的功能?；蚪M是指細(xì)胞或生物體的全套遺傳物質(zhì)。第二十五頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二DNA進(jìn)行復(fù)制時(shí)，雙螺旋結(jié)構(gòu)解開(kāi)而成為兩股單鏈，各自作為模板，用于合成新的互補(bǔ)鏈。子代細(xì)胞出現(xiàn)新的DNA雙鏈，其中一股單鏈?zhǔn)菑挠H代完整地接受過(guò)來(lái)的，另一股單鏈?zhǔn)峭耆匦潞铣?，且與母鏈按堿基配對(duì)原則互補(bǔ)。DNA的生物合成——半保留復(fù)制第二十六頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二DNA半保留復(fù)制第二十七頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二三、RNA的生物合成與功能第二十八頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)主要RNA的種類(lèi)及功能第二十九頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二RNA的生物合成——轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄：生物體以DNA為模板合成RNA的過(guò)程。也就是把DNA的堿基序列抄錄成RNA的堿基序列。第三十頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二復(fù)制與轉(zhuǎn)錄的異同點(diǎn)

復(fù)制轉(zhuǎn)錄

DNA模板雙鏈單鏈（模板鏈）原料dNTPNTP

堿基配對(duì)C=G,A=TC=G,A=U,T=A合成方向5’3‘5’3‘酶DNA聚合酶RNA聚合酶引物需要不需要第三十一頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二蛋白質(zhì)的合成——翻譯DNA上的遺傳信息傳遞到mRNA上（轉(zhuǎn)錄），mRNA接受到了DNA的信息，便會(huì)指導(dǎo)蛋白質(zhì)的生物合成，mRNA便成了蛋白質(zhì)生物合成的直接模板。由mRNA指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的過(guò)程叫翻譯（translation）。第三十二頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二mRNA轉(zhuǎn)錄后輸出細(xì)胞核，由核糖體完成蛋白質(zhì)合成（翻譯）。第三十三頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二生物學(xué)中心法則

——DNA、RNA、蛋白質(zhì)之間的關(guān)系第三十四頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二四、真核生物基因表達(dá)和調(diào)控第三十五頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二通常情況下，真核生物細(xì)胞只有2-15%的基因處于有轉(zhuǎn)錄活性的狀態(tài)。表達(dá)調(diào)控是研究不同的環(huán)境和條件以及各種因素如何令基因表達(dá)或不表達(dá)，而且按一定的時(shí)間、空間有次序高效地運(yùn)作。調(diào)控水平：轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后、翻譯、翻譯后第三十六頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二順式作用元件：真核生物結(jié)構(gòu)基因上游的調(diào)控區(qū)，有特定的相似或一致性的序列（DNA片段：堿基序列）。反式作用因子：和順式作用元件相結(jié)合或間接影響其作用的蛋白質(zhì)（轉(zhuǎn)錄因子、轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子）。RNA第三十七頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二順式作用元件與反式作用因子的結(jié)合DNA結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單：開(kāi)放或關(guān)閉序列不變轉(zhuǎn)錄因子/蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、多變二者結(jié)合基因表達(dá)調(diào)控的多變性第三十八頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二順式作用原件轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄輔激活因子轉(zhuǎn)錄輔抑制因子褐色脂肪白色脂肪舉例：雌激素相關(guān)受體ERR轉(zhuǎn)錄活性的調(diào)控冷刺激運(yùn)動(dòng)饑餓轉(zhuǎn)錄抑制轉(zhuǎn)錄激活脂肪酸氧化↑線粒體生物發(fā)生↑氧化磷酸化↑脂肪酸氧化↓線粒體生物發(fā)生↓氧化磷酸化↓TrendsEndocrinolMetab.

Oct2008;

19(8):269–276.第三十九頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二第二節(jié)

運(yùn)動(dòng)適應(yīng)的分子事件第四十頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二運(yùn)動(dòng)方式與分類(lèi)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)肌肉不加額外阻力心肺功能增加運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度可控間歇性肌肉附加額外阻力肌肉力量增加運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度可控耐力運(yùn)動(dòng)抗阻運(yùn)動(dòng)持續(xù)時(shí)間不確定動(dòng)作復(fù)雜多變生理適應(yīng)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度時(shí)刻變化復(fù)雜混合型運(yùn)動(dòng)第四十一頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二一、耐力運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)的適應(yīng)性改變骨骼肌纖維類(lèi)型轉(zhuǎn)化：TypeI肌纖維增加AmJPhysiolRegulIntegrCompPhysiol.

2009Feb;296(2):R326-33.

第四十二頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二線粒體增殖PLoSOne.

2012;7(7):e41817.第四十三頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二有氧代謝能力提高AmJPhysiolEndocrinolMetab.

2004Nov;287(5):E857-62肌內(nèi)脂滴含量增加三羧酸循環(huán)酶含量增加第四十四頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二毛細(xì)血管增生JPhysiol.

2008Dec15;586(Pt24):6021-35.

ProcNatlAcadSciUSA.

2009Dec15;106(50):21401-6.血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子VEGF表達(dá)增加肌纖維血管密度表達(dá)增加第四十五頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二二、抗阻運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)的適應(yīng)性改變骨骼肌蛋白質(zhì)合成增加肌纖維蛋白質(zhì)合成速率（FSR）——在1組(1SET)和3組(3SET)抗阻運(yùn)動(dòng)后的5h、29hJPhysiol.

2010Aug15;588(Pt16):3119-30.

第四十六頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二骨骼肌衛(wèi)星細(xì)胞的增殖和分化運(yùn)動(dòng)后4天骨骼肌衛(wèi)星細(xì)胞密度變化率——抗阻運(yùn)動(dòng)(RE),耐力運(yùn)動(dòng)(AE),混合型運(yùn)動(dòng)(CE)AmJPhysiolRegulIntegrCompPhysiol.

2012Jun15;302(12):R1458-65.第四十七頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二心肌肥大(myocardialhypertrophy)第四十八頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二代謝產(chǎn)物變化CP肌糖原含量增加無(wú)氧代謝酶活性增加骨骼肌無(wú)機(jī)鹽密度增加TypeII型肌纖維增加12周持續(xù)抗阻運(yùn)動(dòng)使II型肌纖維（MHCIIa）增加28%，I型肌纖維（MHCI）略降（Youngwomen）JApplPhysiol(1985).

2012May;112(10):1625-36.

第四十九頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二三、與運(yùn)動(dòng)能力直接相關(guān)的基因基因多態(tài)性與運(yùn)動(dòng)員選材基因多態(tài)性（polymorphism）是指在一個(gè)生物群體中，同時(shí)和經(jīng)常存在兩種或多種不連續(xù)的變異型或基因型（genotype）或等位基因（allele）。同一基因的不同變異型與其運(yùn)動(dòng)能力存在相關(guān)性。第五十頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二與杰出耐力有關(guān)的基因mtDNA序列血管緊張轉(zhuǎn)移酶ACE過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體PPAR-γPPAR-γ輔激活因子PGC-1α線粒體轉(zhuǎn)錄因子：Tfam核呼吸因子2(NRF2)肌酸激酶CKMM肉堿棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶(CPT-1β)……結(jié)果：這些基因在優(yōu)秀耐力運(yùn)動(dòng)員與普通人之間存在基因多態(tài)性差異。結(jié)論：先天具備某一特定基因型的人對(duì)耐力運(yùn)動(dòng)較為敏感，有較大可能創(chuàng)造耐力項(xiàng)目上的優(yōu)異成績(jī)。第五十一頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二與肌肉力量有關(guān)的基因肌肉生長(zhǎng)抑制素(GDF-8)維生素D受體(VDR)肌肉生長(zhǎng)限制因子Myostatin睫狀神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子CNTF胰島素樣生長(zhǎng)因子結(jié)合蛋白IGFBP3肌動(dòng)蛋白ACTN3TNFRSF11B……結(jié)果：這些基因在優(yōu)秀力量運(yùn)動(dòng)員與普通人之間存在基因多態(tài)性差異。結(jié)論：先天具備某一特定基因型的人對(duì)力量訓(xùn)練較為敏感，有較大可能創(chuàng)造力量項(xiàng)目上的優(yōu)異成績(jī)。第五十二頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二第三節(jié)

運(yùn)動(dòng)適應(yīng)的分子調(diào)控第五十三頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二我們已經(jīng)知道……DNA是基因的載體——核酸（核苷酸序列）RNA是基因轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物——脫氧核酸蛋白質(zhì)是RNA翻譯的產(chǎn)物——氨基酸序列耐力運(yùn)動(dòng)與抗阻運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生不同的生理效應(yīng)問(wèn)題：生理效應(yīng)的獲得機(jī)制？與DNA、RNA、蛋白質(zhì)之間是什么關(guān)系？概念：細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)？第五十四頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二跨膜細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的一般步驟特定的細(xì)胞釋放信息物質(zhì)（第一信使）信息物質(zhì)經(jīng)擴(kuò)散或血循環(huán)到達(dá)靶細(xì)胞與靶細(xì)胞的受體特異性結(jié)合受體對(duì)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換并啟動(dòng)細(xì)胞內(nèi)信使系統(tǒng)（第二信使）靶細(xì)胞產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)第五十五頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二例：胰島素介導(dǎo)細(xì)胞攝取葡萄糖第五十六頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二

化學(xué)性質(zhì)分類(lèi)：*蛋白質(zhì)和肽類(lèi)（如生長(zhǎng)因子、細(xì)胞因子、胰島素等）*氨基酸及其衍生物（如甘氨酸、甲狀腺素、腎上腺素等）*類(lèi)固醇激素（如糖皮質(zhì)激素、性激素等）*脂酸衍生物（如前列腺素）*氣體（如一氧化氮、一氧化碳）等

一、細(xì)胞間信息物質(zhì)第五十七頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二蛋白激酶、蛋白磷酸酶

二、細(xì)胞內(nèi)信息物質(zhì)蛋白質(zhì)生物活性與磷酸化狀態(tài)有關(guān)磷酸化位點(diǎn)：絲氨酸/蘇氨酸，酪氨酸細(xì)胞膜上很多受體本身就是蛋白激酶蛋白激酶蛋白磷酸酶第五十八頁(yè)，共六十五頁(yè)，編輯于