生命的核心问题

生命的核心问题第1页，共58页，2023年，2月20日，星期六雙股螺旋體DNA第2页，共58页，2023年，2月20日，星期六原子(電子+核子)核子(中子+質子)(核能電廠,核子武器)WikiMortdefides第3页，共58页，2023年，2月20日，星期六細胞核染色體(DNA+蛋白質)Cellradius(r)1cm10cmSurfacearea(4πr2)12.57cm21257cmVolume(4πr3/3)4.189cm34189cm3VolumeRatioWikiMesserWoland&Szczepan1990第4页，共58页，2023年，2月20日，星期六染色體條碼染色體的條碼基因圖書館分類(茶樹,果樹)管理(綠茶,果汁)WikiSteffenDietzel第5页，共58页，2023年，2月20日，星期六Flickrkatmresearch第6页，共58页，2023年，2月20日，星期六DNAdoublehelix腺嘌呤（Adenine）胸腺嘧啶（Thymine）鳥糞嘌呤（Guanine）胞嘧啶（Cytosine）磷酸骨架WikiRichardWheeler(Zephyris)第7页，共58页，2023年，2月20日，星期六核苷酸上碳的編號磷酸二酯鍵結Wikiuser:Kauczuk5‘3‘WikiBoumphreyfr第8页，共58页，2023年，2月20日，星期六華生(Watson)和克里克(Crick)去氧核糖核酸(DNA)的構造第9页，共58页，2023年，2月20日，星期六詹姆士華生(JamesWatson)23歲取得博士學位研究領域是細菌與病毒的遺傳學對探究DNA結構有高度熱忱–認為能解出DNA結構是研究遺傳更根本的問題,若能研究出來,一定有機會得諾貝爾獎(洞見)卻對X光繞射相關知識一無所知.第10页，共58页，2023年，2月20日，星期六默里斯威爾金斯(Maurice

Wilkins)先是英國醫生

後轉為生物化學家在劍橋大學國王學院從事研究工作得到合成的DNA纖維以DNA經由X繞射而得的模式圖由他的助理雷蒙高斯林

(RaymondGosling),幫助他拍攝了第一張DNA分子照片.(雖然不是最好的照片)他是克里克(Crick)的朋友第11页，共58页，2023年，2月20日，星期六華生(Watson)的洞見旅途中,聽到威爾金斯(Wilkins)一堂課首次看到DNA的結晶圖威爾金斯(Wilkins)的論點:DNA結構將是解開基因如何運作的曙光

華生(Watson)的洞見:

如果DNA能形成結晶,它的構造必是規則且相對簡單第12页，共58页，2023年，2月20日，星期六弗蘭西斯克里克(FrancisCrick)31歲,博士生,有妻小於劍橋大學,卡帆地施(Cavendish)實驗室從事研究以X-繞射技術研究血球蛋白的構造,是放方面研究的先趨.第13页，共58页，2023年，2月20日，星期六華生(Watson)的下一步由於本身對X繞射一無所知,又想解開DNA自哥本哈根轉戰倫敦劍橋讀到林奈發表的文章–蛋白質有α螺旋體的構造和克里克(Crick)有大量的討論,並一直想說服克里克協助他一起研究DNA的構造第14页，共58页，2023年，2月20日，星期六克里克(Crick)的回應只有意願和華生(Watson)討論DNA但無意願開始DNA的研究工作仍計畫先完成博士學位,然後找份工作養妻小.學術倫理

是威爾金斯(Wilkins)的朋友克里克(Crick)所在的Cavendish研究室,和威爾金斯(Wilkins)所在的

國王(King)研究室是姊妹研究室DNA的研究主題是屬於國王研究室的第15页，共58页，2023年，2月20日，星期六第16页，共58页，2023年，2月20日，星期六羅莎琳‧法蘭克林女士

(RosalinFranklin)極有天份的工業物理化學方面的權威奠定了碳纖維研究技術的基石改良了X繞射技術，並建立以數學模式分析所拍得的相片第17页，共58页，2023年，2月20日，星期六羅莎琳‧法蘭克林她研究得到了最佳品質DNAX-繞射照片數據(1951)發現是螺旋體,直徑2nm每隔3.4nm就有一個螺旋發現DNA的對稱性DNA是雙股,且方向互補可惜無遺傳學背景.第18页，共58页，2023年，2月20日，星期六在當時,她是唯一發現DNA像梯子,繞著一中軸旋轉的科學家第19页，共58页，2023年，2月20日，星期六約翰蘭德爾(JohnRandall)劍橋大學國王學院院長聘請法蘭克林(Franklin)來協助建立x繞射結晶實驗室,好從事DNA構造之研究工作.指定之前威爾金斯(Wilkins)的助理雷蒙德戈斯林(RaymondGosling)成為她的助理.該院長造成20世紀最糟的學術衝突第20页，共58页，2023年，2月20日，星期六未事先告知法蘭克林(Franklin)有關威爾金斯(Wilkins)已經開始從事DNA構造之研究計畫，並且威爾金斯(Wilkins)認定這是他的研究主題.一開始並未介紹法蘭克林(Franklin)給威爾金斯(Wilkins)認識,即便威爾金斯(Wilkins)的研究室就在樓下.竟然派幫威爾金斯(Wilkins)拍到第一張DNA結晶照片的助理賈斯琳(Gosling)去擔任法蘭克林(Franklin)的助理.蘭德爾(Randall)的錯誤第21页，共58页，2023年，2月20日，星期六威爾金斯(Wilkins)對法蘭克林(Franklin)的認知視法蘭克林(Franklin)為一高級技術人員,勝過視她為科學家以為院長聘她是為了協助自己X繞射結晶圖的研究工作把自己最好的DNA纖維材料交給了法蘭克林(Franklin)後來因著對法蘭克林(Franklin)的錯誤認知,而在背後不斷批評法蘭克林(Franklin)第22页，共58页，2023年，2月20日，星期六法蘭克林(Franklin)的處境視威爾金斯(Wilkins)為同事視他為朋友,會激烈和他討論有關DNA構造的不同看法因為身為女性,無法參與該學院只有男性可以參加的下午茶社交活動,因此少了很多互動與了解.第23页，共58页，2023年，2月20日，星期六蘭德爾(Randall)

院長如何面對同仁不合法蘭克林(Franklin)一向喜歡人和的研究環境,但她無法和威爾金斯(Wilkins)建立友誼威爾金斯(Wilkins)開始轉向其他主題發展蘭德爾(Randall)院長知道這兩位同仁的心結,他本可化解,卻袖手旁觀,任憑局面惡化.第24页，共58页，2023年，2月20日，星期六DNA模型華生(Watson)聽過法蘭克林(Franklin)的演講,卻傳遞錯誤訊息給克里克(Crick).華生(Watson)和克里克(Crick)建立好第一個DNA模型(三股螺旋,脊骨在內),曾請法蘭克林(Franklin)及威爾金斯(Wilkins)指正.第25页，共58页，2023年，2月20日，星期六DNA模型保林(Pauling)及克雷(R.Corey)宣稱發現了DNA構造,是由三股螺旋構成.法蘭克林(Franklin)指出了這模型錯在何處,克里克(Crick)馬上聽懂了法蘭克林(Franklin)的指正，並且認為她是對的。第26页，共58页，2023年，2月20日，星期六法蘭克林(Franklin)最重要的研究成果是發現溼態DNA的構型(編號51)威爾金斯(Wilkins)取得該照片,並給華生(Watson)看根據該照片所呈現的結果，華生(Watson)下結論說DNA一定是螺旋體.然而威爾金斯(Wilkins)騙華生(Watson)說,法蘭克林(Franklin)不相信DNA是螺旋體.第27页，共58页，2023年，2月20日，星期六WikiBstleeWiki3dscience第28页，共58页，2023年，2月20日，星期六華生(Watson)自此相信DNA是由兩條鏈所組成,這樣複製容易,但仍認為DNA的骨幹(backbond)在螺旋體的內側.克里克(Crick)去翻閱之前法蘭克林(Franklin)演講但未投稿發表的數據，因而肯定了DNA是兩條鏈,且以反方向互補排列.1953,克里克(Crick)終於根據法蘭克林(Franklin)的建議,說服華生(Watson)將DNA骨幹由內側轉至外側.第29页，共58页，2023年，2月20日，星期六WikiBoumphreyfr磷酸二酯鍵結（Phosphodiesterbond）糖類與磷酸骨架（Sugar-phosphatebackbone）第30页，共58页，2023年，2月20日，星期六WikiBoumphreyfrChargaff’srule(1955)

A:T=C:G第31页，共58页，2023年，2月20日，星期六克里克(Crick)仍未解決雙股如何藉這四種含氮鹼基在中央排列?.法蘭克林(Franklin)的數據顯示,DNA雙股螺旋體的直徑從頭到尾一致.查加夫(Chargaff)(1930)曾發表,細胞中的核酸,A含量永遠等於T,又G含量永遠和C一致.克里克(Crick)根據查加夫規則,解釋兩兩含氮鹼基的互補關係,即A:T=C:G的組合可以穩合法蘭克林(Franklin)的數據,也能解釋DNA如何複製.第32页，共58页，2023年，2月20日，星期六DNAdoublehelixWikiRichardWheeler(Zephyris)第33页，共58页，2023年，2月20日，星期六法蘭克林的實驗工作克里克的理論工作華生的熱情要解開DNA，三者缺一都可能完成的。第34页，共58页，2023年，2月20日，星期六蘭德爾(Randall)要求法蘭克林(Franklin)立刻離職,雖然她離解開DNA結構只差一步.威爾金斯(Wilkins)要華生(Watson)和克里克(Crick)在發表DNA構造的文獻時,不放法蘭克林(Franklin)於作者名單中.當法蘭克林(Franklin)讀到華生(Watson)及克里克(Crick)發表的文章時,還特地搭火車去看他們的模型,她很為他們感到高興,也很羨慕克里克(Crick)的天份.法蘭克林(Franklin)於1958(37歲)過逝.第35页，共58页，2023年，2月20日，星期六現代科學應力圖合作第36页，共58页，2023年，2月20日，星期六得(Get)與忘(Forget)給(Give)

與饒恕

(Forgive)第37页，共58页，2023年，2月20日，星期六DNA複製DNA雙股分開每股各自為模板複製一條新的DNA一舊一新合成新的一對子代雙股DNA

半保留複製（Semiconservativereplication）Wikiuser:Deneapol第38页，共58页，2023年，2月20日，星期六第39页，共58页，2023年，2月20日，星期六(mRNA)轉錄轉譯蛋白質WikiDanielHorspool第40页，共58页，2023年，2月20日，星期六雙股DNA中的特定一股作為模版，合成一股新的訊息RNA(mRNA)(翻譯官)3個核苷酸(nucleotides)代表一個密碼(coden)，每一個密碼都對應特定一個胺基酸。通用翻譯語言(Universallangue)

DNA

表達蛋白質訊息第41页，共58页，2023年，2月20日，星期六蛋氨酸(Met)訊息核糖核酸(mRNA)密碼(codon)內容AUGCAUGCA起始點AUG特定密碼對應的氨基酸種類訊息核糖核酸(mRNA)密碼(codon)內容AUGCAUGCA起始點特定密碼對應的氨基酸種類半胱氨酸(Cystein)

UGC

通用密碼(universalcodons)對應的氨基酸:AUG蛋氨酸(Methionine)UGC半胱氨酸(Cystein)GCA丙氨酸(Alanine)CAU組氨酸(Histidine)第42页，共58页，2023年，2月20日，星期六43WikiDanielHorspool第43页，共58页，2023年，2月20日，星期六RNA

有三種特定的氨基酸(a.a.)臺灣大學齊肖琪訊息RNA(mRNA)核糖RNA(rRNA)傳輸RNA(tRNA)第44页，共58页，2023年，2月20日，星期六編輯後的成熟轉錄產物

初級轉錄產物

臺灣大學齊肖琪內含子(Intron)似逗點,並不是垃圾.

下雨天，留客天，留我不留?下雨，天留客，天留，我不留。mRNA的修飾

內插子（intron）

外顯子（exon）第45页，共58页，2023年，2月20日，星期六WikiYikrazuulWiki

Boumphreyfr每個tRNA會接上一個特定的Aminoacid第46页，共58页，2023年，2月20日，星期六特定的氨基酸

(a.a.)傳輸RNA(tRNA)核糖

RNA(rRNA)訊息

RNA(mRNA)反密碼(Anti-codon):AAC密碼(codon):UUG臺灣大學齊肖琪第47页，共58页，2023年，2月20日，星期六臺灣大學齊肖琪核苷酸語言轉變成氨基酸語言的動畫

基因如何表現成蛋白質?第48页，共58页，2023年，2月20日，星期六速率DNA聚合酶(polymerase)複製DNA的速率是每秒500個核甘酸無誤DNA聚合酶會複製同時也會修正錯誤調節不同時間不同的基因被開啟表現DNA的特質:第49页，共58页，2023年，2月20日，星期六無誤DNA聚合酶會複製同時也會修正錯誤調節不同時間不同的基因被開啟表現DNA的特質第50页，共58页，2023年，2月20日，星期六基因

(Gene)能表現功能或結構蛋白質的一段DNA一個基因一個多肽(polypeptide)(功能性或結構性多肽)基因和Genesis(創世記)是同源字Generating創作Generation世代第51页，共58页，2023年，2月20日，星期六不同的DNA次序不同的生命體“DNA語言(LANGUAGE)怎麼來的”比“DNA”怎麼來的更令人費解!臺灣大學齊肖琪臺灣大學齊肖琪臺灣大學齊肖琪臺灣大學齊肖琪臺灣大學齊肖琪臺灣大學齊肖琪第52页，共58页，2023年，2月20日，星期六推薦影片:

小宇宙2:基因狂想曲

Genesis:TheVeryBeginning

作者

：克勞德．努荷薩尼/馬希．貝荷盧

Nuridsany,Claude/Perennou,Marie

出版社：

齊威國際多媒體股份

出版日期：

2006/04/24

商品語言：

法文

館藏地：台灣大學圖書館多媒體服務中心(4F)

索書號：(VV)387.79033-1

disc1and2

第53页，共58页，2023年，2月20日，星期六版權聲明作品授權條件作者/來源WikiMortdefides/wiki/File:Atom111.gif2010/05/08visitedWikiMesserWoland&Szczepan1990/wiki/File:Biological_cell.svg2010/05/08visitedWiki“NationalHumanGenomeResearchInstitute”/wiki/File:NHGRI_human_male_karyotype.png2010/05/08visitedWikiSteffenDietzel/wiki/File:HumanChromosomesChromomycinA3.jpg2010/05/08visitedWikiCnickelfr/wiki/File:Chromosome.gif2010/05/08visitedFlickrkatmresearch/photos/36128932@N03/3339221708/2010/05/08visitedWikiuser:Roybb95/wiki/File:Dna-split.png2010/05/08visited第54页，共58页，2023年，2月20日，星期六版權聲明作品授權條件作者/來源WikiMedium69/wiki/File:DNA_As_Structure_Formula_(french).PNG2010/05/08visitedWikiRichardWheeler(Zephyris)/wiki/File:DNA_orbit_animated_static_thumb.png2010/05/08visitedWikiuser:Kauczuk/wiki/File:Ribose_structure_2.png2010/05/09visitedWikiBoumphreyfr/wiki/File:Dna_syn4_1.png2010/05/09visitedWikiuser:AutisticPsycho2/wiki/File:DNA-structure-and-bases.png2010/05/