运动与适应的分子调控

运动生物化学（第07章运动与适应的分子调控）1可编辑ppt第05章第07章运动与适应的分子调控第一节分子生物学基础第二节急性运动的分子事件第三节慢性运动的分子事件第四节运动适应的分子调控2可编辑ppt第一节第07章运动与适应的分子调控第一节分子生物学基础第二节急性运动的分子事件第三节慢性运动的分子事件第四节运动适应的分子调控1、核酸2、基因与基因组3、真核生物基因表达和调控3可编辑ppt核酸的构成（P171）dNMP种类：dAMP（脱氧腺苷酸）、dTMP（脱氧胸苷酸）、dGMP（脱氧鸟苷酸）、dCMP（脱氧胞苷酸）。NMP种类：AMP（腺苷酸）、UMP（尿苷酸）、GMP（鸟苷酸）、CMP（胞苷酸）。1014可编辑pptDNA的一级结构是指由dAMP、dTMP、dGMP、dCMP四种核苷酸，通过3‘,5’-磷酸二酯键连接起来的多核苷酸聚合体。◎没侧链，有极性。◎一端是游离的5‘-磷酸基，称5’-端；另一端是游离的3'-羟基，称3'-端。1025可编辑pptDNA的二级结构（P172）◎两条反向平行的多核苷酸链围绕同一中心轴相互缠绕。◎碱基位于双螺旋内侧，磷酸与核糖在外侧。碱基平面与纵轴垂直，糖环的平面与纵轴平行。◎习惯上以C5‘→C3’为正向。◎两条链均为右手螺旋。◎双螺旋上有大、小沟相间排列。◎双螺旋的平均直径为2nm，相邻碱基间距离0.34nm、夹角36°。◎两条核苷酸链依靠彼此碱基间形成的氢键相连结合在一起。◎碱基配对原则：A-T配对，形成两个氢键；G-C配对，形成三个氢键。1036可编辑pptDNA的二级结构（P172）◎两条反向平行的多核苷酸链围绕同一中心轴相互缠绕。◎碱基位于双螺旋内侧，磷酸与核糖在外侧。碱基平面与纵轴垂直，糖环的平面与纵轴平行。◎习惯上以C5‘→C3’为正向。◎两条链均为右手螺旋。◎双螺旋上有大、小沟相间排列。◎双螺旋的平均直径为2nm，相邻碱基间距离0.34nm、夹角36°。◎两条核苷酸链依靠彼此碱基间形成的氢键相连结合在一起。◎碱基配对原则：A-T配对，形成两个氢键；G-C配对，形成三个氢键。1047可编辑ppt染色体DNA是指参与构成真核细胞染色体的DNA，是真核生物主要的遗传物质。核小体由组蛋白、DNA构成，是染色体的基本结构单位。1058可编辑ppt染色体DNA中的非编码序列称内含子，编码序列称外显子（P172）。1069可编辑ppt线粒体DNA◎双链环状。◎能自我复制。◎不与组蛋白结合。◎非编码序列（内含子）不多。◎某些密码子与通用密码子不同，而与原核密码子相似。◎某些碱基同时参与构成相邻基因。◎不易变异。

◎存活时间较长。◎只通过母系一脉传递。10710可编辑pptDNA的合成（P172）10811可编辑pptDNA的损伤与突变（P173）1、DNA损伤：DNA分子结构的异常改变。

2、基因突变：DNA分子的碱基对发生增添、缺失或改变。3、突变原因：自发性因素、环境因素。4、突变类型：转换、颠换、移码、重排、形成二聚体或共价联结。◎转换：一种嘌呤变为另一种嘌呤，或一种嘧啶变为另一种嘧啶。◎颠换：嘌呤变为嘧啶，或反之。◎移码：因插入或丢失若干个核苷酸而使下游DNA编码序列发生改变。◎重排：DNA分子内发生较大片段的交换。10912可编辑pptDNA的修复（P173）◎光修复：可见光激活光修复酶，分解紫外线照射形成的嘧啶二聚体。◎切除修复：切除DNA单链的损伤部位，再以互补链为模板，合成新的DNA编码序列弥补被切除部位形成的缺口。◎重组修复：损伤的DNA单链先参与复制，子链的缺口由互补母链的相应片段弥补，互补母链的缺口由其子链重新配对合成。◎SOS修复：DNA严重损伤，无法通过复制修复时，可应急产生不具校对功能的DNA聚合酶，使DNA合成得以延续，但编码错误率激增。110“重组修复”示意图13可编辑pptRNA的生物合成（P174）11114可编辑pptmRNA：蛋白质生物合成的直接模板。11215可编辑ppttRNA：氨基酸载体。已知有四十多种均由70-90个核苷酸构成11316可编辑ppt真核生物有四种rRNA：5srRNA、5.8srRNA、18srRNA、28srRNA。分别由120、160、1900和4700个核苷酸构成。rRNA：参与构成核糖体。核糖体是蛋白质生物合成的场所。11417可编辑ppt基因：是核酸分子中储存遗传信息的遗传单位，是含有生物信息的DNA片段，是储存RNA序列信息及表达这些信息所必需的全部核苷酸序列（P175）。结构基因上游和下游控制转录的序列是基因的调控序列（如启动子、终止密码子等）。201结构基因=外显子调控序列=内含子基因=外显子+内含子18可编辑ppt基因组：细胞或生物体的全套遗传物质（P176）。基因组的大小通常以一个基因组中的DNA含量来表示，称为生物体的C值。人类基因组计划（P177）旨在阐明人类基因组30亿个碱基对的序列，发现所有人类基因并搞清其在染色体上的位置，破译人类全部遗传信息，使人类能在分子水平上全面地认识自我。该计划由美国牵头，中、英、法、德、日等国参加，历经13年，于2003年完成。20219可编辑ppt真核生物的基因表达（P177）301一般过程：转录起始→RNA延伸→转录终止→转录产物加工→RNA跨膜运输→翻译→翻译后加工。20可编辑ppt真核生物基因表达的调控（P177-179）◎基因表达的时间特异性与空间特异性◎转录水平的调控①DNA调控序列：启动子、上游启动子、增强子、加尾信号等。②调控蛋白：通用转录因子GTF特异性转录因子GSTF◎翻译水平的调控30221可编辑ppt第二节第07章运动与适应的分子调控第一节分子生物学基础第二节急性运动的分子事件第三节慢性运动的分子事件第四节运动适应的分子调控◎急性运动是指一次性运动。◎分子事件是指分子水平的生化事件。◎急性运动的分子事件是指一次性运动引起的机体分子水平的反应。22可编辑ppt1、非力竭急性运动的分子事件（1）应激激素（儿茶酚胺、胰岛素等）↑→cAMP↑→蛋白激酶↑→引物酶（RNA聚合酶）↑→DNA合成速率↑。（2）即刻早期反应基因（IEG，P180）表达↑→转录因子（转录调控蛋白）↑→mRNA合成速率↑。（3）细胞因子↑→靶细胞代谢或基因表达变化。2、力竭急性运动的分子事件（1）氧化-还原应激↑→DNA损伤↑→免疫抑制、细胞凋亡。（2）特定DNA

↑→特定mRNA↑→特定抗氧化酶↑→受损DNA修复↑。（3）细胞因子↑→靶细胞代谢或基因表达变化。1-223可编辑ppt第三节第07章运动与适应的分子调控第一节分子生物学基础第二节急性运动的分子事件第三节慢性运动的分子事件第四节运动适应的分子调控◎慢性运动是指延续几周或几月反复进行的运动。◎慢性运动的分子事件是指规律性运动引起的机体分子水平的适应。24可编辑ppt1、遗传物质的变化（P183-185）：（1）mtDNA调控序列变异↑→ATP再生能力↑→有氧耐力↑。（2）ACE（P183）↑→血管紧张素活性↑→有氧耐力↑。（3）基因表达改变→慢肌纤维↑→有氧耐力↑。2、代谢物质的变化（P185-186）：（1）力量训练：CP、Gn、CK、MK、PFK、骨骼肌无机盐↑。（2）速度训练：ATP合成与分解速率、糖酵解酶活性、快肌纤维表达、肌肉酸缓冲能力、肌糖原贮备

↑。（3）耐力训练：慢肌纤维表达、有氧代谢酶活性、血红蛋白及肌红蛋白含量、肌Gn和肝Gn贮备、糖异生速率

↑。1-225可编辑ppt第四节第07章运动与适应的分子调控第一节分子生物学基础第二节急性运动的分子事件第三节慢性运动的分子事件第四节运动适应的分子调控一、细胞信号转导二、运动信息转导通路26可编辑ppt细胞信号转导（P190-191）1、概念：指细胞对外源信号的应激过程。（1）广义的细胞信号转导：是指细胞间的信息传递。信息的载体可以是物理因子（如声、光、电、磁、热、力等），也可以是化学因子（如神经递质、内分泌激素、细胞因子等）。（2）狭义的细胞信号转导：仅指由化学因子介导的信息传递过程。具体说，是指细胞通过（膜或膜内）受体感受胞外信息分子刺激，经胞内信息转导系统转换，进而影响细胞生物学功能的过程。2、一般过程：特定分泌细胞释放信息物质→信息物质经扩散或血液循环到达靶细胞→信息物质与靶细胞的受体特异性结合→启动细胞内信使转导系统→靶细胞产生生物学效应。一、1-227可编辑ppt细胞信号转导（P190-191）3、胞外信息物质：又称“第一信使”，指由细胞分泌的调节靶细胞生命活动的化学物质。如神经递质、激素、细胞因子等。4、受体：指位于细胞膜上或细胞内，能特异性识别胞外信息物质并与之结合，进而引起胞内生物学效应的特殊蛋白质。膜受体多为糖蛋白，有离子通道型、G蛋白耦联型、酶耦联型三类。胞内受体均为DNA结合蛋白，与信息物结合后可调节DNA的转录过程。5、胞内信息物质：（1）第二信使：指在胞浆中传递细胞调控信号的起始化学物质。如Ca2+、cAMP等。（2）第三信使：指在胞浆与胞核之间进行信息传递的蛋白质，可与靶基因特定序列结合，又称“DNA结合蛋白”，起着转录因子或转录调节因子的作用。一、3-528可编辑ppt运动信息转导通路（P191-193）1、细胞丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号转导通路：配体（胰岛素、表皮生长因子等）与酶型受体（酪氨酸蛋白激酶，RTPK）结合→激活RTPK→…→激活MAPK系统（MAPKKK→

MAPKK→MAPK）→激活相关代谢限速酶和特定转录因子→促进细胞增殖、分化、适应或凋亡。

2、腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）信号传导通路：ATP/AMP比值下降→激活AMPK（AMP活化蛋白激酶）→激活相关代谢限速酶和特定转录因子→促进细胞ATP产出