分子生物学的定义范文
时间：2023-12-29 17:52:02
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篇1
【关键词】分子生物学；双语教学；SWOT；对策
1.引言
随着我国高等教育的国际化，全国高校近年来纷纷尝试新的办学思路和方法，双语教学由于其特殊的教学模式和与国际接轨的显著特点也成为近几年各高校纷纷设立的一种新的教学模式，许多学生和家长都被这个新名词所吸引，双语专业成为许多学生和家长追逐和向往的专业。同时双语教学的开展也是学生后续科研以及国际交流的必然手段之一。本文针对如上背景讨论分子生物学双语教学的尝试，旨在分析现阶段存在的主要矛盾以及未来教学设置的可持续发展。
2.分子生物学开展双语教学的SWOT分析
对比国内分子生物学汉语本科教学，从双语教学的内部及外部影响因素对分子生物学双语教学做如下分析：
2.1 优势 （Strength）
分子生物学双语教学通过中西教学理念的结合提高分子生物学理论基础教育。国内分子生物学基础教学对原理的讲解普遍较生硬，体现在教材上是教材表面上看涵盖很多知识点，但对分子生物学历史和分子生物学基本原理简单介绍之后，将侧重点放到分子生物学基本技术的传授方面，对分子生物学概念框架、分子生物学基本理论没有深入的讲解，也没有举例进行阐释；体现在课堂教学上也是如此，由于学时有限而需要介绍的内容偏多，因此对原理的讲解也较简单，这明显不利于培养初学者的分子生物学思维，也不利于提升初学者学习分子生物学的兴趣。
2.2劣势（Weakness）
双语教学缺乏成熟的教学模式。据调查目前双语教学主要采用的模式有英文课件、英文讲授，英文课件、英汉双语讲授，英文课件、汉语讲授，英汉双语课件、英汉双语讲授，英汉双语课件、汉语讲授等多种，并且有些学校对于双语讲授进行了规定，规定了英文讲授和汉语讲授的比例。针对教学模式的调查结果是，学生对已经开设的双语课程中，哪种模式最易于接受这个问题的回答是，英汉双语课件、英汉双语讲授的学生比例最高，占到33.83%。
2.3 机遇 （ Opportunity ）
分子生物学的国际交流为双语教学的发展带来了前所未有的机遇。在具体的课程开展尤其是学生后期发展需求方面均离不开对本专业英语知识的学习，包括高等级文章的阅读、高等级会议交流需要等方面。因此，从客观教学需求以及主观学生知识体系完善方面均有一定的积极意义。
2.4 挑战 （ Threat ）
施教者的综合素质不高制约着双语教学的顺利开展。一般说来，高校教师在学科安排上具有比较宽泛的专业自，教师的专业自的前提在很大程度上决定于教师是否有能力。同时，受教者综合素质参差不齐也影响着双语教学的开展。据调查，学生对双语教学的理解不尽相同，有的学生认为双语教学就是全英教学，应该全部由外教来授课，全部运用国外教学方式方法；也有学生持不同看法，认为双语教学即将专业知识翻译成英文讲解等观点都存在。且双语授课班学生中有一部分学生对双语教学有抵触情绪，认为教学效果不理想，自己的英文基础和专业基础都较差，看不懂英文教材，听不懂英文讲解，一些学生还陷入了英语也没有理解，专业知识也没有掌握的窘境。
此外，缺少成熟的双语课程教材使双语教学缺少依据。双语分子生物学教学教材的缺乏也成为困扰其开展的主要问题之一。我国教材市场中的分子生物学双语教材也有一些，但多数为影印教材，真正适用于双语教学的很少，教材的缺失不仅给教师教学带来困难，更给学生学习带来阻碍。
3.构建基于CACR模式下的分子生物学双语教学尝试
笔者通过几年的双语教学实践，摸索和实践了一些教学方法，认为双语教学需要做好几个结合，才能发挥优势、化解劣势，真正促进其改进和完善及持续发展。
3.1 双语教学应做好两种语言的充分结合（Combining the two languages）
双语教学中如何结合英汉两种语言使其达到较好的教学效果，笔者认为教学中可以采用双语课件，双语讲授的方式，并且双语授课不应拘泥于授课语言的比例，授课语言的比例应根据课程特点和授课对象的特点来决定，如：对于一本班学生，如果学生语言基础扎实，可以在教学中加大英文运用的比重，多用英文讲授；但如果授课对象是项目班学生，一般应加大汉语授课比重。另外，对于那些用英语解释会更加清晰、准确，更利于学生理解的定义、概念、例题，就用英文讲解，而一些用中文讲解更易于理解的知识点就用中文讲解，语言的比例应灵活掌握，语言的结合自然流畅。
3.2 双语教学应着重教学内容的有机结合（Applying western theories to the China details）
教学内容的结合主要指教学应结合中外分子生物学教学内容的精华，，教材也是教学中至关重要的环节，可以按照中西结合的思路编制特定的双语教材，以满足实际需要。
3.3中外教学理念和方法的恰当结合（China-foreign perspectives & methods）
（1）恰当地结合国外原理和我国技术教学方式。将我国侧重分子生物学思维教学的优势与我国侧重技术操作教学的特点有机结合，双语教学究其根源其实是为了借鉴国外先进的理论、教学资源和教学模式，所以，双语教学应立足于国外的理论，在清晰介绍原理的基础上，展开分子生物学方法和分子生物学技术的介绍，并辅之以大量的练习，使学生在确立分子生物学思维的基础上，练习分子生物学实务和操作。
3.4 与相关课程的巧妙结合（Related the accounting courses with pertaining courses）
双语课程的顺利开展和相关课程的设置也有密切的关系，合理设置分子生物学学双语课程的前置课程（prerequisites），在开设双语分子生物学课程之前，可以开设分子生物学史及分子生物学专业术语课程，讲授专业术语，为分子生物学课程做前期铺垫，使分子生物学原理变得更易于理解，便于课程的衔接，使分子生物学双语课程能够更加顺利地开展。
4.总结
分子生物学双语教学的展开具有一定的必要性，同时我们也需要意识到无论是从教师的个人素质、学生的平均水平、教材内容的设定、教学方法的规划等诸多方面还存在一定的不足。需要通过相关配套课程的开展以及教学内容的革新来完善整体的双语教学体系，为今后双语教学的展开提供理论基础与实践指导。
参考文献：
[1]王宪平. 课程改革与教师教学能力发展研究.[M].上海：学林出版社，2009： 59.
[2]史锋. 双语教学在中国实行的逆向思考. 中国大学教学. [J]2011（8）：17-20.
篇2
中心法则作为分子生物学最基本、最重要的理论之一，对当代分子生物学的发展起到了极大地推动作用。然而，在分子生物学领域，自其产生到现在一直存在着很多争议。作为一个科学假设的中心法则，对其进行系统的语义分析有益于这一理论的意义澄清。那么在什么样的一个基底上对其进行语义分析？我们认为这一基底应该是语境论。
结构学、生物化学和信息学路线是一直较为公认的分子生物学研究中三条主要的路线。[1]中心法则的产生是以生化——信息学方法为基础的。其产生的模式是假说演绎的，即先利用有限的证据提出一个假说，然后根据假说演绎出若干理论，最后等待证据检验所演绎的结论，其过程是假说——演绎——检验。伴随着分子生物学的不断发展，这一演绎——检验的过程不断循环往复。正是在这种循环往复的过程中，中心法则的语形发生着不断地转变。同时，在此过程中，不断有新的生物学概念的提出，不断有新旧生物学概念的更替。在这里既包括新的概念的提出及其所被赋予的特定意义，又包括同一概念在不同的研究范围中所包含的不同的生物学意义。也就是说，在这一过程中中心法则的语义不断地发生变迁，而这种变迁是在分子生物学纵向语境的不断变化中实现的。
1 中心法则的语义变迁
自克里克在1958年提出中心法则至今，中心法则已经经过了半个多世纪的丰富和发展。我们可以将其发展的整个过程大致分为三个阶段：克里克最初提出的经典的中心法则；20世纪70—80年代被修正和丰富的中心法则；20世纪末基因组及后基因组时代下的中心法则。
最初被克里克描述的中心法则如图1所示。
图1 最初被克里克描述的中心法则图
箭头表示在三大类生物大分子DNA、RNA和蛋白质间信息传递或流动所有可能的方向。它揭示了生命遗传信息的流动方向或传递规律。结合当时的理论背景和认识论背景，克里克对所描述的中心法则做了进一步的分析，最终提出了中心法则最初的基本形式：
上式描述了由碱基→氨基酸→蛋白质这一基本过程。对这一过程中代码的语义分析，必然无法脱离整个理论的语义结构。因为，在以上所描述的过程中，任意一次结构的上升，都必然会伴随着其代码的语义调整。在中心法则中，碱基位于一个基础的层面，成为生物学解释与物理、化学解释的纽带。例如，在化学中GAA是作为氨基乙酸的代码，然而，在生物学中，它却表示对应于谷氨酸的遗传密码。当我们对其结构上升，多个连续的三联体碱基序列自然也就对应多个连续的氨基酸序列。当碱基序列发生变化时，也就必然地导致氨基酸序列发生变化。有序列的碱基链和氨基酸链又分别构成了DNA和蛋白质。自此，就构成了最初的中心法则：蛋白质作为生物性状形成的工作分子是由构成DNA的碱基序列所决定，我们把这种碱基序列称之为遗传信息。同时，由于当时生物学理论背景及研究对象的限制，自然决定了中心法则从DNA到RNA到蛋白质严格的单程信息流路线，以及从DNA序列到RNA序列到蛋白质氨基酸序列严格的共线性。
由上可以得到，单一的碱基符号的语义形成是在中心法则整个的语义结构中实现的，碱基序列在生物学语境中的语义表达同样也无法脱离中心法则的语义结构。而整个中心法则的语义实现又是在当时特定的语境下完成。也就是说，特定语境的确立，决定了中心法则的语义解释，确定了中心法则在当时语境下的解释伸缩度。
随着分子生物学的发展，1970年Temin等在RNA病毒中发现了RNA逆转录酶，说明了RNA到DNA逆向转录的可能性。[2]之后，又有人发现细胞核里的DNA还可以直接转译到细胞质的核糖体上，不需要通过RNA即可以控制蛋白质的合成。[3]此时，中心法则被修正为如图2所示。
图2 修正后的中心法则图
而中心法则的语义解释，也就由之前的“严格的单程式”变迁为一种“中途单程式”。从20世纪70年代开始，分子生物学家对真核生物进行了大量的研究，发现了基因上存在的非编码序列，从而产生了内含子与外显子的区别。20世纪80年代末，分子生物学家又报道了多种RNA编辑的类型。这些都说明了蛋白质序列在DNA序列上的非连续性及非对应性。这又要求中心法则的语义解释由之前的“严格共线性”转变为“非共线性”。这都是由于分子生物学纵向语境的变化，导致了中心法则语义边界的改变，从而使其语义的解释范围及解释伸缩度发生改变。理论背景及认识论背景的不同，便造成了中心法则概念的语义扩张。这种语义的扩张通过再语境化的功能，继而又成为其它生物学理论的语义语境。中心法则的理论发展，就是在这种语境转变，或者说是再语境化的过程中不断实现其语义转变。
在分子生物学中，还有非DNA分子模板(如细胞模板、糖原以及一些细胞级的非分子模板)、朊病毒等的出现。虽然，这些只是出现在离体实验中，应只属于尚未定论的科学预测。但是，它们强力说明着：在生物系统中，信息流的传递是多元和多层次的，它们在细胞中构成了一个精密的时空框架，中心法则仅仅只是这些信息流中的一条或者说是一条主流；在中心法则的信息流中，非DNA编码的渗入，使得DNA仅作为DNA编码的一个起点，而不是遗传信息流的唯一源头；同时，在信息流的传递过程中，非模板式的序列加工，使得信息流并不是模板流。[4]这些似乎对中心法则都构成了严峻的挑战。然而，我们并不能抹杀它的合理性地位。中心法则的提出是以当时病毒、细菌的实验材料为依据。它所指出的DNA、RNA、蛋白质间的信息传递是符合分子生物法则的。鉴于当时理论背景和认识论背景的限制，我们应该是在其三大分子的框架性语境下对其进行语义解释。当分子生物学推进到真核细胞时，中心法则的信息流其实已经处于另一个完全不同的时空框架中，这时我们应对其进行语境下降，在单个基因层面或者是更低的层面对其进行语义解释。而面对当代基因组语义研究的问题，或许我们还要对其进行语境上升，在基因组层面、细胞层面甚至是更高的层面对其进行语义解释。
综上所述，对中心法则的语义解释应该放在分子生物学发展的纵向语境下进行。中心法则的语义变迁就是在这一纵向发展过程中，一次次不断地语境化与再语境化的过程中实现的。同时，我们对中心法 则的语义理解也还必须在一种横向的特定的语境下进行，而不是仅仅只在分子生物信息较窄的概念下进行。只有这样才不会导致中心法则的语义局限性。而作为科学理论的中心法则语义被局限，自然会导致其作为研究方法的意义局限性。这也就引出了本文接下来所要谈论的一个问题：在传统意义下，作为研究方法的中心法则的意义及其局限性。
2 作为研究方法的中心法则的意义及其局限性
中心法则是一个关于DNA、RNA、蛋白质三大分子的信息传递的科学理论。在它的解释之下，信息不能由蛋白质向下传递到DNA，而是DNA被转录成RNA，RNA再翻译成蛋白质。更进一步讲是，“信息从DNA向上传递到RNA、蛋白质，进而延伸到细胞、多细胞系统”。[5]然而，不仅于此，中心法则还作为一种研究的方法，被用于许多研究计划，用以解决基因组的语义问题。
基因组研究的核心问题是研究作为生命系统发展和运行基础的基因组调节网络的意义。一个基因组意义的理论问题便是一个基因组语义问题。部分地讲，这种语义是将基因组序列转化成系统性意义的语义代码。由于生物系统是在不同层次被组织，所以一个基因组的语义会由于该序列片段所处的本体论、功能及组织层次的不同而产生不同的语义联想意义。因此，如何获得一个基因组语义的元理论问题便成为基因组和蛋白质组研究的战略问题。
目前，许多关于基因组研究的方法论都是遵循一种自下而上的策略。这种研究的方法正是受到了中心法则的启示。也就是说，中心法则为还原论者研究基因组提供了方法论基础。这种还原论方法论的前提是，在我们要进一步了解下一个层次的信息时，我们必须在理论上和实际中都要对每一个更低、更微观层面的信息和本体论的知识有所把握。这就好比说，当我们要获得一个蛋白质的结构时，我们首先要掌握构成这一蛋白质的氨基酸信息，再获得核酸信息。然而，即便是掌握了基本的核酸信息，由于基因和细胞网络设计一系列的相互作用的部分，而使得从核酸到蛋白质信息的过程特别复杂。
一个以中心法则为方法的研究项目，最大的弱点是其惊人的复杂度。这种自下而上的还原论策略存在的问题是，寻找到一个解决路径的搜索空间非常巨大。在计算机科学中，解决一个问题的关键往往就在于能够解决这个问题的可能路径的空间。这样一系列的可能路径被称为搜索空间。一个问题的一种解决方法就是一个路径在这样一种搜索空间中实现一个目标或解决。一些问题拥有巨大的搜索空间，从而使得其在实际层面上几乎不可能被解决。在计算机科学中讲，这就是所谓的NP——complete问题。[6]这些问题的复杂程度，足以使现阶段最快的计算机瘫痪。基因组和细胞网络的研究正是面临这样的问题，它们涉及成千上万的相互作用的部分。遵循一种自下而上的策略进行研究，必然在其过程中呈现出一系列的NP——complete问题。
然而，在实际的研究过程中，研究者形成的研究策略都是依据关于更高层次的生物信息的知识。“即使在平常的实验决策和实验设计中，研究者的行为都是在一个关于现象的系统知识，即一个更高层次的语境中进行的。”[7]在这些系统问题的研究过程中，研究者预先假设这些知识可以对他的研究和实验设计提供一个更宽的方向。更为重要的是，这样就使得这个研究有了其自身的意义。这种高层次、系统性的信息给出了这个研究或实验为什么要进行的理由。
这种知识在人工智能的研究领域被称为启发性知识。启发性知识被定义为可以减少搜索空间的信息。因此，在这种情况下，科学家就利用这种启发性的、系统层面的生物学知识，去减少那些非正式的、直觉的、先验的搜索空间，从而来解决他的问题。在我们所说的基因组语义的问题中，启发性信息可以减少基因组语义的搜索空间，可以减少基因代码可能解释的空间。
例如，在信息的传递方面，根据中心法则，信息是不能从蛋白质到RNA再到DNA向下传递的。然而，在系统层面，信息可以从蛋白质向下传递到DNA。细胞信号就是一个例子。正是由于一系列的蛋白质与蛋白质的相互作用，蛋白质与RNA的相互作用，导致了DNA转录的被激活。因此，从系统层面来讲，中心法则仅仅介绍了细胞信息系统中许多种可能的信息传递路径中的一种。实际上，存在细胞内的信息传递路径和细胞间的信息传递路径。这些路径构成了细胞内及细胞间的信息传递网。然而，它们又都是通过细胞的基因组信息来组织着细胞内和细胞间的信息传递。
所以，我们必须有意识地去区分作为科学理论的中心法则和作为研究的方法的中心法则。否则，我们就有可能错误地提前认为，由于信息不能向下传递，我们就不能自上而下地由高层次的信息得到低层次的信息。多细胞以及单细胞中信息传递的二元性，就使得基因组语义的研究策略，跳出了传统意义下中心法则的局限性。
现阶段关于基因组理论的大部分研究，都是遵循传统意义下的中心法则，在一个严格的自下而上研究策略下进行的。替代这种研究策略，我们主张同时考虑一种自上而下的互补性策略。我们认为，一种能够整合高层面的系统层面与低层面的基因组信息层面的研究策略，对于解决基因组语义问题是非常必要的。传统意义下的中心法则对于基因组语义研究已经不再是充足的组织模式。那么是否存在一种路径，在细胞和多细胞的语境下，利用高层次的系统信息去理解基因组？我们认为是存在的。正如上文所言，这时候我们就需要对传统意义下的中心法则进行语境上升，在细胞与多细胞的层面对其进行语义理解。同时，在方法论层面，我们也就同样可以尝试一种自上而下的研究范式，来补充之前的严格的自下而上的方法论研究策略。
3 中心法则方法论意义研究的新路径
什么是一个自上而下的研究策略？
在一个自上而下的研究策略下，我们可以在抽象概念的层面来讨论多细胞的发展过程。在抽象概念层面的讨论，可以使我们获得更多关于系统层面的现象。假设有一个软件系统，并且在这个软件系统中可以设计一个人工基因组，同时在这个系统中该基因组可以产生一个人工有机体。然后，我们可以使这个人工基因组尽可能地模仿自然基因组的主要的系统属性。比如，该系统是否能够模拟多细胞的发展、细胞信号的传递等？在该系统中进行特定位点的基因突变，是否能得到自然基因组下的相似效果，如畸形发展、癌变等？这一系列问题的实现，就 使得我们可以确认该系统能够反映自然基因组的一些基本特征。然而，我们可能需要一种更为精确的相关性。但是，如果我们能够使得人工基因组与自然基因组相关联，那么我们就得到了从一个基因组翻译到另一个基因组的开端。如图3所示。
图3 基因组翻译模拟图
图3所模拟的是生物体内的基因组和计算机系统中多细胞有机体之间的关系。图中的“翻译关系”指的是计算机系统及生物体系统中基因组之间的“句法关系”。中间的“语义关系”表示的是用计算机系统中的多细胞有机体语言翻译出生物体中的基因组。下面的“一致性关系”应该包括系统之间暂时的和动态的形态学之间的一致性。
这就好比将英语翻译成汉语。我们需要知道这些被翻译的单词是什么，如何在句子中使它们相关联。这就是语言中的句法。但是，首先我们需要知道语言的语义。也只有当两段话的意思相同的时候，对于一个词、一句话或者一段话的翻译才是充分的。
这样我们就通过计算机代码的语义获得了基因组的语义。然而，在这个过程中，并不妨碍我们同时使用自下而上的研究策略。“在人工智能中，合并自上而下和自下而上的研究路径是较优的研究策略之一。当两种研究路径，分别自上而下与自下而上在中间合并时，便形成了一种解决路径。”[8]
在这里需要注意的是，无论是低层次的本体论层面(如生物化学)，还是高层次的关于信息和本体论的层面，对于研究生物过程而言，没有哪一种是固有的更为优越的。关于细胞和多细胞现象的正确的高层面的信息，没有必要一定要被还原成更低层面的本体论视角。很多情况下，高层面的系统知识反而能够帮助我们限定研究的搜索空间，促进我们去理解更低层面的生物过程。因此，对于一个系统不同层面信息的理解，能够使我们获得更多、更全面的关于该系统的知识。
所以，在细胞或者多细胞系统的层面，中心法则可以被简单的描述为：基因组→蛋白质组。我们也没有必要必须将其还原到DNA转录和翻译的层面。
4 结语
随着分子生物学的发展，其理论在不断地远离经验。在这样的一个背景下，如何去构造、理解和解释分子生物学，语义分析成为一种十分重要的科学方法。首先，“语义分析方法本身作为语义学方法论，在科学哲学中的运用是‘中性’的，这个方法本身并不必然地导向实在论或反实在论，而是为某种合理的科学哲学的立场提供有效的方法论的论证。”[9]“语义分析方法在例如科学实在论等传统问题的研究上具有超越性，在一个整体语境范围内其方法更具基础性；其次，作为科学表述形式的规则与其理论自身架构是息息相关的，这种关联充分体现在理论表述的语义结构之上，对其逻辑合理性的分析就是对理论真理性的最佳验证；第三，生物学理论表述的多元化特征使得语义分析应用更加具有灵活性。”[10]
正如中心法则，其语义的实现无法脱离其整个理论的语义结构。在整个理论中，每一次结构的上升或者下降，都会带来其代码的语义调整。同时，生物体是一个多层次的、有组织的、结构复杂的系统，在这个不同层次被组织的复杂系统中，任何一个代码的语义都会由于其指称实体所处的本体论、功能及组织层次的不同，而产生不同的语义联想意义。因此，对中心法则进行语义研究是有益于其意义澄清及理论分析的。然而，这种语义研究应该在分子生物学发展的纵向语境下进行。因为，中心法则的语义变迁正是在分子生物学纵向发展的语境化与再语境化得过程中实现的。同时，我们也只有在某种特定的语境下对中心法则进行语义解释，才不会导致其语义的局限性。
篇3
呼吸系统在人体的各个系统中与外环境接触最为频繁，接触面积大。在呼吸过程中，外界环境中的有机或无机粉尘，包括各种微生物、异种蛋白过敏源及有毒、有害气体等皆可吸入呼吸道引起气管-支气管黏膜急性炎症被称为急性下呼吸道感染；也可由鼻咽喉等部位的急性上呼吸道感染迁延而来；呼吸道介入性治疗也是引起医院获得性肺炎的危险因素之一。常见的病原体有病毒、细菌、支原体、衣原体、军团菌等微生物。
了解引起呼吸道感染的主要病原体分布有助于初步诊断，此外了解病史、症状、体征以及血清学感染性指标的辅助检查，特别是病原学的检查也非常重要。
急性下呼吸道感染的病原体分布
1 大部分下呼吸道疾病是由细菌以外的病原体引起的，其中以呼吸道病毒最常见，多见于7个病毒科10多类共239个型别的病毒[1]。常见的呼吸道病毒有甲型流感病毒（H1N1、H5N1、H7N9等）、呼吸道合胞病毒、腺病毒、副流感病毒、偏肺病毒、冠状病毒、博卡病毒和鼻病毒等。
2 非典型病原体肺炎是另一类社区获得性肺炎。2006年全国调查显示，社区获得性肺炎46.9%未能检出细菌及非典型病原体。肺炎支原体是最常见的非典型性病原体，阳性率为20.7%；其次为肺炎链球菌10.3%，流感嗜血杆菌9.2%，肺炎衣原体6.6%，肺炎克雷伯菌6.1%，嗜肺军团菌5.1%等[2]。
3 儿童社区获得性肺炎病原体中非细菌病原体检出率为24.5%，排名前三位的细菌病原体为肺炎链球菌、大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌[3]。社区获得性肺炎患者常分离出两种或两种以上病原体，
比例在50%左右[2，4]。
4 医院获得性肺炎分离出的病原体中细菌较为常见，鲍曼不动杆菌、铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌占医院获得性肺炎的前三位。国内外报道不动杆菌属对亚胺培南耐药率分别为78.9%（国内数据）和67.3%（国外数据），铜绿假单胞菌对亚胺培南耐药率分别为70.7%（国内数据）和27.2%（国外数据）[5， 6]。
5 中国CHINET细菌耐药监测结果显示，2006年至2010年收集的细菌分别有50.1%，49.2%，49.0%，49.7%，46.9%来自痰液等呼吸道标本，居各类标本首位。
6 分离自肺组织与肺泡灌洗液的细菌中，最常见的细菌依次为铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌、鲍曼不动杆菌、大肠埃希菌[7]。其他病原体包括真菌，最为常见的是白色假丝酵母菌和曲霉菌，其次是新型隐球菌和毛霉菌，而芽生菌、孢子丝菌、组织胞浆菌及球孢子菌较少见。此外卡氏肺孢子虫、嗜肺军团菌、结核分枝杆菌、放线菌及奴卡菌具有重要临床意义。
病原学诊断
病原学检测是诊断感染性疾病的金标准，其次血清特异性抗体检测及其他辅指标的检测也有助于对感染性疾病的诊断。
下呼吸道标本的采集
急性下呼吸道感染的标本采集应特别注意时效性，正确的标本采集及恰当的运送条件也是提高阳性病原体检出率的先决条件。由于经过咽喉及口腔排出的痰液标本中混有上呼吸道的共生菌，因而要注意区分病原菌和上呼吸道的正常菌群。下呼吸道基本保持无菌状态。通常上呼吸道标本包括喉部拭子、鼻咽部拭子以及鼻涕等；下呼吸标本包括痰液（自然咳痰、诱导咳痰、负压吸痰、纤支镜下吸痰）、肺泡灌洗液、纤支镜下肺活组织活检、肺穿刺组织活检、开放性肺组织活检等。
采集呼吸道标本的原则为：采集应尽可能在应用抗生素前，正确采集后的标本应立即送检，不能及时送检的应冷藏保存。厌氧菌培养的标本应取气管吸出物，不可用痰液做厌氧菌培养[8]。标本采集质量直接影响到检测结果的准确性。
病毒检测
病毒培养是诊断病毒性肺炎的金标准。此外利用免疫学方法检测抗原或抗体、分子生物学方法进行病毒核酸扩增等方法有效地缩短了病毒检出时间。
用于病毒分离培养的方法有动物培养、鸡胚培养和组织细胞培养，其中根据培养目的病毒种类不同，常用的组织细胞有MDCK细胞，HEP2细胞、VEROslam细胞和LLC-MK2细胞等[9]。
免疫学方法包括血凝试验和血凝抑制试验，可以检测正粘病毒、副粘病毒和流感病毒；免疫荧光或酶联免疫方法可以用来检测抗原，如腺病毒，呼吸道合胞病毒，甲型、乙型流感病毒，1、2、3型副流感病毒等；此外，酶联免疫吸附实验、化学发光免疫分析和时间分辨荧光免疫分析法既可以检测病毒也可以检测相应抗体。
成人感染呼吸道病毒多为再次感染，因此仅用IgM抗体检测进行病原学诊断应慎重。恢复期血清特异性IgG抗体升高4倍或4倍以上只能提供回顾性诊断，对病毒性肺炎的早期诊疗帮助不大。由于呼吸道病毒种类繁多，利用免疫学方法检测时需要提供特异性抗原或抗体，因此目前能够检测的病原体特别是对新发疾病的诊断仍然有限。普通PCR、多重PCR、多重实时定量PCR及基因芯片等核酸扩增技术与传统检测方法相比，具有快速、高敏感性和高特异性的特点。目前研发的几种多重PCR技术，可以同时检测12～15种病毒，逐渐成为呼吸道病毒检测的标准方法[1，9]。基因芯片技术的高通量特点可同时检测多种呼吸道病毒，对未知新发病毒也可进行筛选。
细菌、真菌学检查
1 涂片检查 下呼吸道标本的涂片检查主要是对标本进行细胞及细菌数量、形态及比例的描述，从细胞学的描述中判断标本是否合格，以及炎性细胞的病理性改变；从细菌的着色、形态及排列描述中初步判断是否有病原菌以及病原菌的数量及其大致类别，有助于指导细菌培养及药敏等后续试验的选择及结果分析。
痰涂片中可以见到的革兰阳性菌有：奴卡氏菌、分枝杆菌、棒状杆菌、肺炎链球菌、链球菌属及葡萄球菌属。可以见到的革兰阴性菌有：肠杆菌科、假单胞菌属、嗜血杆菌属、巴斯德菌属、军团菌、梭菌属、不动杆菌属、奈瑟氏菌属、卡他莫拉菌。同时也可查见酵母菌的菌丝及孢子。
此外应用姬姆萨（Giemsa）染色、六亚甲基四胺银染色（Gomori’s methenamine silver nitrate stain， GMS）和亚甲胺蓝染色可见卡氏肺孢子菌，抗酸染色和金胺-O染色可见结核分枝杆菌等。
2 培养及鉴定试验 当怀疑呼吸道有细菌感染存在时，建议先采样进行细菌培养及药物敏感性试验，同时根据病情决定是否经验用药，等到培养及药物敏感性试验结果完成后及时调整用药。通常选用的培养基包括哥伦比亚血培养基、巧克力培养基、中国蓝或麦康凯等选择性培养基。此外，还有许多具有针对性的选择性培养基，有条件的实验室可以同时接种，如真菌显色培养基、耐万古霉素肠球菌选择性培养基、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌选择性培养基等。
当怀疑特殊病原体时应尽量使用针对性的培养基进行培养，如含L-半胱氨酸和焦磷酸铁的BCYE培养基培养军团菌、罗氏鸡蛋培养基培养结核分枝杆菌等。血培养基和巧克力培养基是培养细菌病原体的基本培养基，建议接种。细菌经初次培养、分纯后可用质谱、生化反应等方法进行菌种的鉴定[8，10]。
3 非典型性病原体检测 引起肺炎的非典型性病原体有肺炎支原体、肺炎衣原体、立克次体和军团菌等微生物。多采用分子生物学方法进行检验，或者免疫学方法进行检验血清异性抗体，此外尿抗原检测也方便可行。肺炎支原体、肺炎衣原体可以通过分子生物学方法直接检测检出。Silvia等的研究显示，实时定量PCR检测肺炎支原体的灵敏性为93.7%，特异性为98.9%[11]。利用成熟的试剂盒检测急性期和恢复期血清异性肺炎支原体、肺炎衣原体或对军团菌IgG抗体含量变化进行诊断仍是常用的免疫学方法。当恢复期IgG抗体阳性或查见IgM抗体及 IgA抗体，且较急性期IgG抗体呈≥4倍升高，定义为双份血清抗体阳性，为急性感染[10，12]。此外，肺炎支原体、肺炎衣原体和军团菌可以通过检测尿液中的抗原进行诊断[13，14]。
4 结核分枝杆菌检测 结核分枝杆菌感染造成的急性下呼吸道感染分为原发性和继发性肺结核。检测技术有痰涂片抗酸染色或金胺-O荧光染色，微生物培养鉴定技术，TB-DNA检测，近年来发展起来的T-SPOT技术或TB血清抗体等检测参考结核菌素实验（PPD）结果进行分析。
金胺-O染色较传统抗酸染色的敏感率高，但痰涂片染色的阳性率仍然低，也不能作为确诊的标志仍需其他方法学进行确认。TB-DNA检测灵敏性、特异性分别为75.9%和98.2%，荧光定量核酸扩增技术的发展和应用也避免了假阳性的发生，已广泛开展。T-SPOT-TB检测方法的灵敏性、特异性分别为62.4%和71.9%，是近年来新发展起来的一项新技术[15]，适用于肺结核以外的结核感染诊断。
5 血清学等辅生物标记素的应用 当感染发生，可以参考一些血清学辅生物标记素。如白细胞计数（WBC）、淋巴细胞绝对数量或比例、抗链球菌溶血素O检测、快速C反应蛋白（CRP）、红细胞沉降率（ESR）、降钙素原（PCT）、D-二聚体、鲎试验及炎性细胞因子如中性粒细胞脂钙素（HNL）等；血清学检测特异性TB-抗体实验，真菌检测（1-3）-β-D-葡聚糖（G试验）及半乳甘露聚糖试验（GM）等。
篇4
近几十年来，研究人员从实验和哲学角度对起源于无活性化合物的生命进行了大量的研究。作者详细介绍了生命的转变过程。为了证明从无生命物质向最初细胞生命形式转变过程中系统复杂性的自发增加，该书结合一些合成和生物学的例子，分章描述了细胞模型的自组装、出现、自身复制、自我制造(au-topoiesis)、合成隔间以及构造等系统过程。
本书共分11章。1 地球上生命起源研究的概念框架。大多数科学家认为地球上生命是由无生命的物质经过自发的和分子复杂性的逐渐增加形成的，物理和化学规律决定了从无生命物质向生命转变的一系列必经过程，生命存在多个起源，另外作者还介绍人类原则；2 生命的定义方法和主要的起源途径。起源途径主要包括“生物前”RNA世界、间隔代谢途径、“生物前新陈代谢”途经以及其他代谢途径；3 生物前化学的选择。主要介绍了小分子化合物的合成，这不仅取决于自发的反应，还与热动力学控制有关；4 生命起源的瓶颈：生物大分子序列。目前有关生物大分子序列起源的问题还有待进一步研究；5 介绍了生命起源过程中的自组装阶段。自组装系统受热动力学的控制(自发的系统自由能的降低)，自组装系统受动力学的控制；6 介绍了生命出现的相关概念。包括不可预测性、不相关点等；7 介绍了生命起源过程中的自我复制和自我繁殖阶段。目前这一阶段已经可以在实验室里采用化学的一些简单原理实现。这标志着对于生命机制的理解更进了一步；8 介绍了自我制造：细胞生命的逻辑学。自我制造理论是基于生物细胞性质的实际观察得来的。该理论描绘了细胞生命的蓝图；9 作者以表面活性剂的自组装为例介绍了间隔。间隔在生命起源过程中自发形成，和生物前化合物相关，而且这种椭球状的聚集体能够自我繁殖；10 介绍了囊的反应和转化。囊一般认为是细胞的模型，作者讲述了囊的自我繁殖以及基质作用过程；11 以脂质体和囊泡为例，介绍了细胞系统的合成生物学，以及实验室在产生小细胞生命方面所做的尝试。
本书适合于生命起源及相关专业比如生物化学、分子生物学、生物物理学的研究生和研究人员阅读。
周佳，硕士
(中国科学院力学研究所)
Zhou Jia，Master
篇5
关键词：生物学网络技术 环境污染 应用
在当今社会，由于全球人增地减、资源匮乏，人类对环境的依赖性愈来愈强烈 随着人类的生活要求和工农业生产的迅速发展， 量人工合成的并难以被天然微生物迅速降解转化的污染性化合物进入到自然环境中，成为严重威胁人类及其他生物正常生存发展的土壤污染区，污染还导致资源环境中生物重组，使物 的分布与 度均发生深刻的变化，致使系统变得越来越脆弱，降低了生态系统的功能稳定性。因此，治理破坏环境生态的各种污染，已成为世界各国普遍关注并努力攻克的热点问题。最近20年间，以核酸技术为主要内容的分子生物学技术的广泛应用，在揭示生物多样性的研究中提供了新的方法论，开拓了分子生物学与生态学交叉领域。通过检测生物自然种群DNA序列多态性，鉴定 体的基因型，在基因水平评价种群遗传分化，并在分子水平阐述分子适应等生态问题的机制， 好地揭示生物与环境之间的生态学意义，为污染环境的生物修复提供理论依据。
一、生物分子生态学技术
可直接用来探测溶液中、细胞组织内或固定在膜上的同源核酸序列）由于核酸分子杂交的高度特异性及检测方法的高度灵敏性，使得核酸分子杂交技术广泛应用于对环境中的生物的检测，定性、定量分析它们的存在、分布、丰度和适应性等研究目标。
基因探针方法学利用了DNA能变性和重退火的特性。要做 个基因探针，所研究的这个基因的DNA顺序必须清楚。这个基因对一特定的微生物种可能是独特的，在这种情况下，这一DNA顺序就有利于检出那种微生物体。或者，这个基因可能编码一种某一代谢途径独特的酶，从这样一种序列构建出的基因探针就有可能指示土壤或水样品中一群细菌的潜在活性。这类探针可定义为功能性基因探针。例如，由编码固氮作用的酶的DNA序列可做成基因探针，这样的探针就可以用于测估特定的土壤中是否含有携带固氮基因的细菌。随后，还可以构建另外的探针，用以测定这些机体实际上是根瘤菌属或固氮螺菌属的一些种，或者是蓝细菌。这一基因甚至可能对所有的细菌来说是通用的，因而使检出所有已知细菌成为可能
二、信息技术与物理学科整合的内涵 信息技术：是指在计算机与通信技术的支持下，用以采集、存贮、处理、 传递和显示包括文字、数据、声音、图像在内的各种信息的一系列现代化技术。 从中学教学过程中所使用的信息技术来看，信息技术主要是指利用计算机进行 的多媒体技术及网络技术。 从教育技术的发展来看，信息技术与课程整合的内涵：是要求在先进的教 育思想、理论的指导下，把计算机及网络为核心的信息技术作为促进学生自主 学习的认知工具、情感激励工具与丰富的教学环境的创设工具，并将这些工具 全面地应用到各学科教学过程中，使各种教学资源、各个教学要素和教学环节， 经过整理、组合，相互融合，在整体优化的基础上产生聚集效应，从而促进传 统教学方式的根本变革，也就是促进以教师为中心的教学结构与教学模式的变 革，从而达到培养学生创新精神与实践能力的目标。
三、信息技术与初中物理教学整合，以建构主义理论为理论支撑 建构主义认为，知识不是通过教师传授得到，而是学习者在一定的情境即 社会文化背景下，借助学习是获取知识的过程其他人（包括教师和学习伙伴） 的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而获得。因此建构主义学 习理论认为“情境”“协作”“会话”和“意义建构”是学习环境中的四大要 、 、 素或四大属性。学习环境中的情境必须有利于学生对所学内容的意义建构。这 就对教学设计提出了新的要求，也就是说，在建构主义学习环境下，教学设计 不仅要考虑教学目标分析，还要考虑有利于学生建构意义的情境的创设问题， 并把情境创设看作是教学设计的最重要内容之一。由于多媒体技术和网络技术 可以作为建构主义学习环境下的理想认知工具，能有效地促进学生认知地发展。 因此，信息技术与课程整合的理论基础是建构主义。
四、信息技术与物理学科整合的优点 信息技术与物理学科整合能够发展学生利用各种媒体收集和处理物理科学 信息的能力；发展学生比较、判断、推理、分析、综合等的思维能力，初步形 成创造性思维品质；达到能够运用所学到的物理学知识评价和解决某些实际问 题的目标。信息技术与物理学科教学相整合，其主要优点是： ⑴整合丰富了课堂教学手段。信息技术中图文并茂、丰富多彩的知识表现 形式，能克服传统物理教学中语言描述具有不确定性、文字说明比较抽象乏味、 实验演示只能给学生以结论的缺陷，有利于激发学生的学习兴趣。 ⑵整合突出了学生的主体性。信息技术能够突破教育环境的时空限制，使 学生在特定的接近现实的情景中，主动地获取知识，学生从被动听讲的接受者， 转变为主动参与的学习主体。 ⑶整合更适于创设探究情境。超文本特性与网络特性的结合，提供了极丰 富的信息资源，构成进行自由探究和自主学习的开放环境，能有效地培养学生 自主发现、探索的学习能力，有利于发挥学生思维的主动性，实现培养创新精 神和促进信息能力发展的探究式学习。 ⑷整合落实了因人施教原则。借助人机交互和参数处理技术，建立虚拟学 习环境，能对教育信息及时收集与反馈，使表现方式和节奏更符合学生的学习 进程，从而为实现物理教学过程中的因人施教提供技术支持和保障。
五 结语
从污染环境微生物分子生态学的研究进程可见，分子生态学技术的应用不仅扩大了环境微生物的研究对象，促进了微生物结构生态学研究，更重大的突破是有助于更深入、更多地了解生态学过程，使得以功能基因为基础的功能生态学研究成为今后污染生态学领域的新方向$特别对污染胁迫下的微生物，研究功能基因在环境中的表达调控，可更真实、准确地揭示微生物的生态关系，明确生态系统的结构与功能，即生态系统中一系列基因的相互作用。进一步通过基因工程操作将某些不同生物体中控制有用的生物降解途径或酶的微生物异化代谢基因带到同一寄主中，按照设计的生物代谢途径运行，以实现对环境污染物或特定毒物的降解，从而显著地或彻底地改善微生物在污染环境修复中的功能。
参考文献
[1]. 倪丽娜等. 现代生物技术在环境微生物学中的应用. 氨基酸和生物资源， 2002年第24期.
篇6
关键词：同源性；直系同源；旁系同源；相似性；BLAST
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）51-0184-02
在分子生物学的教学及研究中，经常对核苷酸或氨基酸序列进行比对以确定基因之间或蛋白质之间的同源关系，进而根据同源性来推测物种间的亲缘关系。基因或蛋白质之间的同源关系包括直系同源和旁系同源，序列间的同源性可用相似性或一致性来进行量化，用相似性（一致性）来判断序列是否同源。
一、同源性的概念
在生物学中，同源性（homology）是指在进化过程中源于同一祖先的分支之间的关系。我们可以在生物学的不同层次（如形态性状、分子性状等）上进行同源性分析，形态性状由于进行上或个体发育上的共同来源而呈现出本质上的相似性，但其功能不一定相同，那么它们就是同源的，如马的前肢与鸟的翅就是同源器官。在分子水平上同源性主要是指基因的核苷酸序列或蛋白质的氨基酸序列之间的相似程度。同源基因或蛋白质（homolog）指遗传上从某一共同祖先经趋异进化而形成的具有不同序列的基因或蛋白质。同源性是一个相对的概念，在一定水平和范围内对其研究才有意义[1]。
二、直系同源与旁系同源
同源关系包括两种类型：直系同源（ortholog）和旁系同源（paralog）。这里我们主要以同源基因为例来进行讨论，同源蛋白质是同样的情况。同源基因是遗传上来自某一共同祖先DNA序列的基因，包括直系同源基因和旁系同源基因。直系同源基因，又称直向或垂直同源基因，指的是这样一些基因，它们起源于这些基因所在物种的最近共同祖先的一个祖先基因。这些基因通常具有相同的功能，但并不是绝对的，当我们比较直系同源基因时，可能会发现有的基因失去了原来的功能或者进化出了新的功能[2-5]。因此，直系同源基因描述在不同物种中来自于共同祖先的基因。
旁系同源基因，又称横向或并行同源基因，指在一个特定的基因组中由于基因复制产生的同源基因。当我们比较旁系同源基因时，发现它们可能彼此具有了新的功能，也可能成为假基因了[2-4]。旁系同源基因描述在同一物种内由于基因复制而分离的同源基因。
如图1所示，祖先球蛋白基因（globin gene）经过复制后分离产生了α球蛋白和β球蛋白基因，这两类基因就是旁系同源基因。例如鼠的α球蛋白和β球蛋白基因、鼠的α球蛋白和鸡的β球蛋白基因、鼠的α球蛋白和蛙的β球蛋白基因，它们之间的关系分别是旁系同源基因。鼠、鸡、蛙的α球蛋白基因；鼠、鸡、蛙的β球蛋白基因，它们分别是直系同源基因。
三、同源性与相似性
在分子生物学的教学及一些论文中，我们发现在使用相似性和同源性这两个术语时，经常是混淆不清的，而实际是它们是两个不同的概念。同源序列指从某一共同祖先经趋异进化而形成的不同序列[6]，序列间有共同的祖先。相似性是指在对DNA或蛋白质序列比对过程中，用来描述检测序列和目标序列之间相同DNA碱基或氨基酸残基所占比例的多少[7]。当序列相似性程度高于50%时，比较容易推测检测序列和目标序列可能是同源序列；而当相似性低于20%时，就难以确定序列间是否具有同源性[6]。同源性描述质的概念，而相似性突出量的描述，是对同源性的量化指标。我们可以说A基因与B基因的相似性为90%，进而推测这两个基因具有同源性，但不能说A基因与B基因的同源性为90%。譬如“序列具有90%的同源性”或“这些序列高度同源”等说法，都是不确切的，应避免使用这样的叙述。
四、序列相似性比较和同源性分析
1.序列相似性比较。就是将检测序列与目标DNA（核苷酸）或蛋白质（氨基酸）序列库进行比较，确定检测序列的生物属性，也就是找出与此序列相似的已知序列是什么。完成这个工作需要进行两两比较，常用的程序包有BLAST、FASTA等。序列同源性分析是将检测序列加入到一组与之同源，但来自不同物种的序列中进行多序列比较，以确定该序列与其他序列间的相似性大小。常用的分析工具有Clustal、BioEdit和MEGA等生物软件。
2.利用BLAST进行序列同源性分析。BLAST是Basic Local Alignment Search Tool的缩写，即是“局部相似性基本查询工具”，序列局部相似性比较，可以由局部相似得出两序列可能有相同功能或功能相关，通过相似性再确定其同源性。BLAST是由美国国立生物技术信息中心（National Center for Biotechnology Information，NCBI）开发的一个基于序列相似性的数据库搜索程序，包含了很多独立的程序，这些程序是根据查询对象和数据库的不同来定义的。BLAST比对结果会列出与查询序列相似性较高、符合限定条件的序列，通过这些信息可以推测该查询序列可能具有某种生物学功能，或可能来源于某个物种，或可能是某个功能基因的同源基因等。
以家蚕膜结合海藻糖酶（GenBank登录号：BAE45249）为例说明用BLAST在线进行序列同源性分析的步骤。家蚕膜结合海藻糖酶（Tre-2）由642个氨基酸残基组成。第一步，登录BLAST主页http：//blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi，选择程序，现在查询的是蛋白质序列，可以选择blastp或tblastn。如果查询的是核酸序列，选择blastn，或blastx、tblastx。第二步，在“Enter Query Sequence”下面的框中输入登录号或序列，搜索数据库选nr（非冗余蛋白质序列库），然后点“BLAST”开始搜索。第三步，查看和分析结果。在搜索结果页面，上面是图形结果，显示保守区域图以及与查询序列相匹配的序列分布图；下面是匹配序列的列表，按相似性从高到低排列。家蚕膜结合海藻糖酶与草地夜蛾（S.frugiperda）海藻糖酶氨基酸序列的相似性为81%，可以推测它们具有同源性。
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篇7
【关键词】 临床免疫学； 免疫检验； 实践； 探索
临床免疫学是免疫学与临床医学的重要连接环节。免疫学检验是以免疫学原理为基础，利用各种具有敏感特性的标记技术，对各种病理和生理的免疫学指标行特异性、超微量地分析，包括细胞的、体液的诊治及预后评估[1]。就免疫学检验进行准确定位，是临床医生依据检验结果对疾病进行诊治和防控的有效技术手段，具有非常重要的研究价值。本文就临床免疫学和免疫检验的相关实施与探索进行综述如下。
1 临床免疫学概念
临床免疫学属重要的免疫学分支部分，为免疫学应用到临床医学的途径。免疫学技术的发展和进步与临床免疫学技术的发展进步有着密切相关性，为临床及时、科学的应用免疫学新技术，在疾病的治疗、监测、确诊、预后中均发挥重要的引导及参考作用[2]。随着医疗科技的不断进步，临床上多种免疫学技术已被普遍开展应用，如流式细胞式和免疫细胞检测及分类技术、血清蛋白电泳技术及各种肽类物质、激素、细胞因子、肿瘤标志的检测技术等[3]。随着目前检验项目在临床的不断增多，临床医务人员及患者自身都对临床检验有更高的期待和要求，各种免疫学技术均需紧跟医疗科技发展步伐，更全面、迅速的发展，以尽快的与临床应用适宜，进而开展临床免疫学技术的崭新局面。
2 临床免疫学促进新技术发展
技术的产生、发展和创新基础均需有相应的理论，如PCR技术、分子克隆技术等均为遗传学或分子生物学重要的具有划时代意义的技术。而这些技巧中，理论基础为DNA的双螺旋。同时免疫学的抗体理论与抗原对多种临床免疫学新技术的产生也起到了推动作用，如标记技术、沉淀、凝集等的发展进展[4]。近年来，受细胞生物学、分子生物学的不断渗透及免疫学的飞速积习难改展，使免疫学在理论上获得了较大的突破。
3 临床免疫学新技术发展特点分析
3.1 多学科交融 临床免疫学经典技术包括免疫标记技术、溶血技术、中和技术、沉淀技术、凝集技术等。以上技术为临床免疫学基础，在临床免疫学传统及现代的理论中均占有较重要的地位。以上技术或其基础上发展创新的技术至今仍在科学研究和临床检验中广泛应用。但生命科学在不断发展，不同学科间渐较难明确区分和界定，形成广泛的渗透和交叉的局面，而遗传学和分子生物学的适体技术、分子杂交技术、PCR技术、染色质沉淀技术等免疫学新技术，使免疫应用范围和理论不断拓展。另外，临床免疫检验中，组织学、细胞学中的显微镜技术也为一项重要的技术手段。如由普通显微镜与免疫组织化学技术联合对抗原进行检测，自身抗体采用荧光显微镜与荧光标记技术联合进行检测。且电子显微镜对细胞间的相互作用和免疫细胞的行为可直接行动态观察。以上技术的应用，使临床免疫学技术得到了较大丰富，为发展提供了动力及方向[5]。同时免疫学检测数据显著多，用日益复杂，有效分析数据和正确应用结果显得较为重要故临床免疫学与生物信息学、医学统计学等学科的合作与交流也渐趋深入。
3.2 高通量、智能化、自动化的免疫新技术 临床免疫学检测具有同步化、智能化、自动化的特点，与传统手工操作有较大的区别，如微粒子酶免疫技术、电化学发学分析技术等，毛细管电泳技术也在临床广泛应用，目的，生物芯片技术使整个检验医学检测实现了大规模、平行化、高通量的要求。同时，组学技术、后基因技术、酶联免疫斑点技术的研究也不断深入，极大的满足了临床免疫学需要。
4 免疫学检验定义
4.1 临床免疫学中免疫学检验为重要组织部分 以基础免疫学理论作指导，临床免疫学对免疫学方法及技术不断创新，在对疾病研究，特别是自身免疫病、肿瘤、传染病、血液病、免疫缺陷病、变态反应性疾病的病发机制、诊治、预后评估中发挥着重要作用，属免疫学分支学科，是基础免疫学内容与临床免疫学内容的中间环节，为临床医师对疾病进行研究的相关技术方法。
4.2 免疫学检验的相关定义 依据免疫学原理，特别是抗体与抗原反应原理，对各种敏感标记进行利用，如荧光素、发光物质、放射性同位素等，特异地、超微量的对各种病理和生理免疫学指标进行分析，包括细胞的和体液应用，行疾病诊治和评估的一组医学临床检验项目[6]。其要点为即对抗原抗体反应原理加以利用，又可对免疫学参数的各种内容进行检测。
5 免疫学检验存在的问题
5.1 定位 目前，有一定数量的医疗单位中，尚未设立免疫学检验专业，无专业的检验设备，无实验室，无固定的专业的检验人员，免疫学检验中的一些项目被分散在微生物实验室和生化实验室进行检验，对专业的发展造成了一定影响。
5.2 质量管理分析 虽免疫学检验中大部分项目在各大医学中已参加了国家卫生部相关室间质量评估活动，但在对室内质量进行控制的环节中，仍较为薄弱。对于大部分免疫学检验项目，在质控品和标准品上，国内尚未做到有效统一，虽部分有供应，但项目不全，价格昂贵[7]。故多数试验室质量控制不达标，导致检验质量不稳定。目前，尚普遍存在试剂缺乏统一的现象，检验结果中的假阴性、假阳性较难杜绝，为质量管理及标准化检查带来了一定难度[8]。同时，专业的免疫学检验人员较少，缺乏高素质、高学历的带头人，同时也缺乏娴熟操作的技术人员[9]。此外，还存在研究内容与临床缺乏有效结合等，在疾病诊治中未发挥有效作用[10]。
6 发展建议
针对免疫检验的重要性，医院领导和检验科需重视免疫学检验专业的设置，设备引进、项目定位和人员配备，加强培训，建全室内质量控制[11]，同时成立免疫检验学小组，就相关问题进行分析并制定解决方案，各级质量部分需加强参考品、质控品的管理，以提高检验效果，使临床免疫学作用落到实处[12]。
7 小结
综上，临床检验为临床免疫学的重要组成部分，各项技术的研发为临床检验学发展提供了机遇，有效缩短了检测时间，节约了样本用量，实现了疾病准确、快速、无创的诊断。同时也需正视存在的困难，对复杂的数据行合理和有效的应用，以减轻患者负担，控制成本。同时加强基础研究的合作与交流，让从业者加强各种技术的培养和学习，提高自身综合素质，以满足临床免疫检验的要求。
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篇8
关键词：控制论；医学生；反馈；前馈
1948年维纳发表《控制论》一书至今，控制论的理论在各个学科领域中都获得广泛的应用。“控制论是关于生物系统和机器系统中的控制和通讯的科学”，这一定义本身就让我们看到了控制论应用的广阔前景。现试图应用控制论的原理方法，探讨对医学院学生教学过程中的应用。
1 大学教学控制论思想基础
近年来，控制论被教育家们引用到教育领域，作为一种科学手段来指导教学，使教学更富有科学性。
控制论的核心内容就是就是指由控制系统把信息输送出去，又把其作用结果返送回来，并对信息的再输出发生影响，起到控制的作用，以达到预定的目的。我们可以把现代大学教学过程视为一个由教师、学生、教材和传播媒介因素组成的教学过程。在整个过程中，教师是施控部分，通过各种媒介传播，行使着输入信息、制定教学计划、控制信息的作用。学生是受控部分，对所接收的施控信息进行筛选、存储，再通过身体活动等外显形式反馈给教师，相互间进行彼此信息交流与反馈，以实现最优化的调控信息，提高教学效果。
2 医学生的学习特点
医学院学生由于其所在学校专业方向、学术氛围和群体心理因素的特殊性，使其具有了与其他普通高等院校学生所不同的学习特点。
2.1职业倾向性。由于医学生具有明确的职业倾向性，课程设置和教学内容的选择都要体现其职业倾向性。除了专业的医学课程之外，在外语、数学、物理等这些基础课程，也要有针对性。面向不同专业的医学生，分别开设了专业外语、医学物理学、生物统计学、应用生物物理学等课程。
2.2综合性。医学生不仅要全面系统学习医学专业知识，而且要广泛汲取与医学相关的其他学科的知识，不断拓宽自己的知识面，提高综合素质和能力。许多同学由于个人兴趣或知识结构不合理，在某些基础学科上形成偏科，如生物化学、细胞生物学、高等数学等课程。而这些课程恰恰是学习专业课程的基础，偏科成为了日后学习生理学、解剖学等课程的障碍，甚至在学生进入医院实习时，会逐渐显现弊端。另外学生在学习过程中也经常会发生阶段性知识丢失，课程间知识脱节，课程内知识分离的现象。如局部解剖学和系统解剖学的知识无法连贯；遗传学、生物化学、分子生物学等学科交叉部分，知识记忆不准确，相近概念混淆。
2.3实践性。“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”是南宋诗人陆游的名句，这也正是医学生学习要面临的主要问题。一个医学生要成长为正式医师，能否将学到的理论知识运用到临床实践是重要的方面。临床上的大量经验和知识，必须靠医学生在临床实践中获得和掌握，因此医学生必须参加大量的临床实践，在医疗工作实践中不断增长自己的能力，提高操作技能和临床诊治能力。
3 将控制论应用于医学生教学的新思维
“任何系统只有通过反馈信息，才可能实现有效的控制，从而达到目的。”教学过程也是一个控制系统，是靠反馈来完成的。教学需要对学习者学习的结果进行检查。如果检查结果表明，学习者的学习成绩必须修正控制过程，也就是提出新的控制过程。而医学生具有特殊的学习特点，因此，教学过程中一定要灵活地运用反馈原理。
3.1利用反馈控制扩大对教学过程的控制能力。首先对教师来说，在教学中要通过多渠道了解学生的学习情况，即反馈信息。如课堂上注意观察学生的动态、提问、课外作业、考试检查等。多渠道收集信息也符合信息论的原理，可以排除干扰，有滤波作用。而后，教师在准确把握学生学习情况基础上，来调整自己讲课的深浅、速度、方式方法等，对教学过程进行有效地控制，从而使教学能够稳步逼近教学目标。
针对医学生学习综合性的特点，就需要更好的应用反馈方法，针对不同的专业或个人，采取不同的教学方法，调节课程内容和难易程度。通过实际教学和考试我们发现：法学、护理学等偏文科类专业的学生在学习高等数学和医学统计学时，较为吃力；生物信息专业学生在学习一些需要大量记忆的科目时，学习效果较差，如细胞生物学、生理学。教师在了解以上信息后，根据不同专业学生的学习特点，对教材的选取、教学内容、教学形式进行了修改，针对薄弱环节，加大教学力度，教学质量有了显著地提高。
3.2反馈和前馈的辩证结合才能使教学最优化。教学过程中教师对学生即将出现的错误进行及时纠正，而不是等学生产生了错误之后再通过反馈信息来纠正，这种情况称为前馈。由于不同专业医学生的专业方向不同，在同样学科的学习目的也有所不同。所以在教师教学的过程中，其侧重点、难易程度、教学方法，也各不相同。如针对临床专业和基础专业的学生在学习局解、系解和断解时就可以选取不同的教材，对临床专业的学生需要加大课程的难度和注重实验课教学；麻醉学和药学学生需要加强有机化学、无机化学、生物化学和生理学的教学；医学影像学学生所学习的医学物理学和分子生物学的内容，相对于其他专业都要更难更深。
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关键词 胃肠间质瘤 免疫组织化学 CD117 CD34
胃肠道间质瘤（gastrointestinal stromal tumors,GIST）是一组独立起源于胃肠道干细胞的肿瘤，临床并非十分罕见。相关报道近年发病率为1～2/10万，中国至少应超过此数目。收集57例GIST临床病例并做免疫组化检测，探讨其临床病理特点和免疫组化特征，为进一步规范病理诊断标准及为临床治疗提供相关依据。
材料与方法
标本来源与检测方法：收集我院2005年8月～2010年12月明确诊断为胃肠道间质瘤的手术标本57例，经10%中尔马林固定，常规石蜡切片，HE染色。采用S-P法对所有病例进行CD117、CD34、SMA、Desmin等抗体的免疫组化检测。
手术方式：57例均为手术完全切除，切除距肿瘤均2cm以上。其中，胃间质瘤行大部分切除或行楔形拒不切除，大、小肠间质瘤切除约10cm的肠管及相应的系膜或局部或姑息切除。
结 果
临床资料：本组病例中男31例（54.39%），女26例（45.61%），男女比例1:0.839；年龄39～82岁，平均58.77岁；发生部位：胃20例（35.09%）,小肠19例（33.33%），十二指肠10例（17.54%），结肠5例（8.78%），腹膜3例（5.26%），瘤体直径≤5cm者30例，＞5cm者27例；主要临床症状：腹痛、腹胀，消化道出血，腹块，肠梗阻等，全组均无恶病质表现。见表1。
病理学特征：大体标本上，病灶表现为黏膜下、壁内和浆膜下小结节，部分表现为溃疡，稍大的肿瘤突出于腔内，20%～30%出现溃疡，切面质地从稍硬至变软，伴出血时中心呈褐色，其中5例肿块伴有出血性坏死和囊性改变；组织学上，由梭形细胞和上皮样细胞两种肿瘤细胞主要形态，梭形瘤细胞呈交叉囊状、栅栏状、旋涡状或假菊形团样排列，上皮样瘤细胞呈弥漫片状、小巢状排列。
免疫组织化学结果：本组57例中CD117阳性表达56例（98.25%），CD34阳性表达45例（78.95%）,SMA阳性表达（35.09%），Desmin阳性表达（1.75%），见表2。
生物学分级标准：GIST的生物学行为分级按2008年改良的NIH危险度评估，见表3。
讨 论
1983年Mazur和Clark受首先命名胃肠道间质瘤（GIST）并描述了这是一组位于胃肠道和肠系膜上具有明确病理和免疫组化特征的胃肠道肉瘤［1］，当时认为此是一种少见肿瘤，但近年来由于研究的进一步深入，及免疫组化、基因检测等技术的应用，发病率有增加的趋势，据报道GIST占消化道恶性肿瘤的2.2%,根据目前已发现的GIST相关基因改变可将肿瘤分为3类：c-kit突变型（80%～85%），PDGFRA突变型（5%～10%），野生型GIST（10%）。目前公认胃肠道间质瘤是胃肠道中最常见的间叶源性肿瘤。随着分子生物学技术的不断进展，对GIST的认识不断更新，特别是在肿瘤的组织起源、分子遗传学的发病机制及治疗等方面，早期发现、早期诊断、早期手术治疗可以提高GIST的治愈率。但至今GIST的手术疗效和术后易复发等仍是困床的难题［2,3］。
本组经免疫组化检测显示CD117和CD34阳性率较高，SMA、Desmin的阳性率均较低，因此，可将CD117和CD34阳性作为诊断GIST的标志。但是许多GIST有明显的临床特征，但不是所有的GIST均CD117（+）,反之，也不是CD117（+）的肿瘤都是GIST。Miettine等［4］已建议，将GIST定义为胃肠道除外平滑肌肿瘤和神经鞘瘤以及神经纤维瘤的富于细胞且表达CD117的梭形、上皮样或多形性的间叶源性肿瘤。所以，免疫组织化学染色在鉴别胃肠道间质瘤中具有重要意义。
早期认为，GIST分为良性和恶性两种，但现在人们认所有的GIST都是有一定的恶性潜能。这类肿瘤无绝对良性，目前比较公认的是：肿瘤大小、核分裂像计数及原发部位，是GIST最重要的预后参考指标。目前对GIST的治疗以手术加靶向药物治疗为主，约83%的患者可以进行根治性切除，但术后易发生复发、转移，5年生存率45%～70%［5］。伊马替尼这种新型分子靶向治疗药物的的出现彻底改变了胃肠道间质瘤的治疗模式，其不仅反应轻微，而且可以用于术后复发或转移的胃肠道间质瘤的治疗。ESMO指南建议。在开始新辅助治疗前，推荐做肿瘤活检并行基因突变检测。以早期筛选潜在甲磺酸伊马替尼耐药的人群［6］。伊马替尼的出现彻底改变了胃肠道间质瘤的治疗模式。
参考文献
1 Mzaur MT,Clark HB.Gastric stromaltumors.Reappraisal of histogenesis.Am J Surgpathol,1983,7（6）:507-519.
2 Kitamura Y.Gastrointestinal stromal tumors:past ,present,and future.J Gast Nonterol,2008,43:499-508.
3 Raee,ah E,Merimsky O,Kuten A,et al.Imatinib mesylate （glivec）a treatment for gastrointestinal stromal tumor GIST） long term followup.Harefuah,2007,146:329-334.
4 Miettinen M,Lasota J,Gastrointestinal stromal tumors-definition,clinical,histlolgical,immunohistlchemical,and molecular genetic features and differential diagnosis J.Virchows Arch,2001,438（1）:1.
5 Neuhaus SJ,Clark MA,Hayes AJ,et al.Surgery for gastrointestinal stromal tumor in the post imatinib orb.ANZJ Surg.2005,75:165-172.
6 Casali PG，Jest L，Reichardt P,et al.Gastrointestinal stromal turnouts:ESMO clinical recommendations for diagnosis,treatment and follow-up.Ann Oncol。2009，19（suppl 2）:ii35-ii38.
表1 肿瘤生物学行为与发生部位的关系
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[关键字] 生物大分子 分子伴侣 蛋白质的折叠 识别 结合
生物大分子的结构与功能的研究是了解分子水平的先象的基础。没有对生物大分子的结构与功能的认识，就没有分子生物学。正如没有dna双螺旋结构的发现，就没有遗传传达传递的中心法则，也就没有今天的分子生物学。结构分子以由第一分子进入对复和物乃至多亚基，多分子复和体结构研究。同时，过去难以研究的分子水平上的生命运动情况也随着研究的深入和技术手段的发展而逐渐由难点变为热点。蛋白质晶体学研究已从生物大分子静态（时间统计）的结构分析开始进入动态（时间分辨）的结构分析及动力学分析。第十三届国际生物物理大会的25个专题讨论会中有一半以上涉及蛋白质的结构与功能，而“结构与功能”又强调“动力学（dynamics）”，即动态的结构或结构的运动与蛋白质分子功能的关系，以及对大分子相互作用的贡献。
蛋白质折叠问题被列为“21世纪的生物物理学”的重要课题，它是分子生物学中心法则尚未解决的一个重大生物学问题。从一级序列预测蛋白质分子的三级结构并进一步预测其功能，是极富挑战性的工作。研究蛋白质折叠，尤其是折叠早期过程，即新生肽段的折叠过程是全面的最终阐明中心法则的一个根本问题，在这一领域中，近年来的新发现对新生肽段能够自发进行折叠的传统概念做了根本的修正。这其中，x射线晶体衍射和各种波谱技术以及电子显微镜技术等发挥了极其重要的作用。第十三届国际生物物理大会上，nobel奖获得者ernst在报告中强调指出，nmr用于研究蛋白质的一个主要优点在于它能极为详细的研究蛋白质分子的动力学，即动态的结构或结构的运动与蛋白质分子功能的关系。目前的nmr技术已经能够在秒到皮秒的时间域上观察蛋白质结构的运动过程，其中包括主链和侧链的运动，以及在各种不同的温度和压力下蛋白质的折叠和去折叠过程。蛋白质大分子的结构分析也不仅仅只是解出某个具体的结构，而是更加关注结构的涨落和运动。例如，运输小分子的酶和蛋白质通常存在着两种构象，结合配体的和未结合配体的。一种构象内的结构涨落是构象转变所必需的前奏，因此需要把光谱学，波谱学和x 射线结构分析结合起来研究结构涨落的平衡，构象改变和改变过程中形成的多种中间态，又如，为了了解蛋白质是如何折叠的，就必须知道折叠时几个基本过程的时间尺度和机制，包括二级结构（螺旋和折叠）的形成，卷曲，长程相互作用以及未折叠肽段的全面崩溃。多种技术用于研究次过程，如快速核磁共振，快速光谱技术（荧光，远紫外和近紫外圆二色）。
一、新生肽段折叠研究中的新观点
长期以来关于蛋白质折叠，形成了自组装（self-assembly）的主导学说，因此，在研究新生肽段的折叠时，就很自然的把在体外蛋白质折叠研究中得到的规律推广到体内，用变性蛋白的复性作为新生肽段折叠的模型，并认为细胞中新合成的多肽链，不需要别的分子的帮助，不需要额外能量的补充，就应该能够自发的折叠而形成它的功能状态。
1988年，邹承鲁明确指出，新生肽段的折叠在合成早期业已开始，而不是合成完后才开始进行，随着肽段的延伸同时折叠，又不断进行构象的调整，先形成的结构会作用于后合成的肽段的折叠，而后合成的结构又会影响前面已形成的结构的调整。因此，在肽段延伸过程中形成的结构往往不一定是最终功能蛋白中的结构。这样，三维结构的形成是一个同时进行着的，协调的动态过程。九十年代一类具有新的生物功能的蛋白，分子伴侣（molecular chaperone）的发现，以及在更广泛意义上说的帮助蛋白质折叠的辅助蛋白(accessory protein) 的提出，说明细胞内新生肽段的折叠一般意义上说是需要帮助的，而不是自发进行的。
二、蛋白质分子的折叠和分子伴侣的作用
蛋白质分子的三维结构，除了共价的肽键和二硫键，还靠大量极其复杂的弱次级键共同作用。因此新生肽段在一边合成一边折叠过程中有可能暂时形成在最终成熟蛋白中不存在不该有的结构，他们常常是一些疏水表面，它们之间很可能发生本不应该有的错误的相互作用而形成的非功能的分子，甚至造成分子的聚集和沉淀。按照自组装学说，每一步折叠都是正确的，充分的，必要的。实际上折叠过程是一个正确途径和错误途径相互竞争的过程，为了提高蛋白质生物合成的效率的，应该有帮助正确途径的竞争机制，分子伴侣就是这样通过进化应运而生的。它们的功能是识别新生肽段折叠过程中暂时暴露的错误结构的，与之结合，生成复和物，从而防止这些表面之间过早的相互作用，阻止不正确的非功能的折叠途径，抑制不可逆聚合物产生，这样必然促进折叠向正确方向进行。（从哲学的观点说，似乎很容易驳斥自组装学说，它违背了矛盾的普遍性原理，试想，如果蛋白质的每一步折叠均是正确的，充分的，必要的，岂不是在无任何矛盾的前提下，完成了复杂的最稳定构象的形成，即完成了由量变到质变的伟大飞跃，从无活性的肽链变成有活性的功能蛋白，这显然是违背哲学基本原理的。换一个角度想，生物进化的过程本来就充满着不定向的变异，这些变异中有适应环境的，也有不适应环境的，“物竞天择”，自然的选择淘汰了那些不适应的，保留了那些适应的。蛋白质分子的折叠不也与此类似吗？我想，蛋白质的一级结构只是肽链折叠并形成功能蛋白的特定三维结构的内因，实际上，多肽链在形成活性蛋白的每一步，都有潜在的可能形成“不正确”的折叠，如果没有象分子伴侣或其它帮助蛋白等外部因素的作用，多肽链也永远不能折叠成为活性蛋百。）
三，分子伴侣的作用机制
分子伴侣的作用机制实际上就是它如何与靶蛋白识别，结合，又解离的机制。有的分子伴侣 具高度专一性，如一些分子内分子伴侣，还有细菌pseudomonas cepacia的酯酶，有它自己的“私有分子伴侣”。它是由基因lima编码的，与酯酶的基因lipa只隔3个碱基，可能是进化过程中发生的基因分裂造成的。而一般的分子伴侣识别特异性不高，它是怎样识别需要它帮助的对象的呢？现在只能说分子伴侣识别非天然构象，而不去理会天然的构象。由于在天然分子中，疏水残基多半位于分子的内部而形成疏水核，去折叠后就可能暴露出来，或者在新生肽段的折叠过程中，会暂时形成在天然构象中本应该存在于分子内部的疏水表面，因此认为分子伴侣最有可能是与疏水表面相结合，如硫氰酸酶（rhodanese）分子α-helix的疏水侧面。但是只有β-sheet结构的蛋白质才可为分子伴侣识别。
最近关于识别机制有较大的进展。bip是内质网管腔内的分子伴侣，用一种affinity panning的方法检查bip与有随机序列的十二肽结合的特异性，结果发现，hy-(w/x)-hy-x-hy-x-hy motif与bip j结合最强，hy最多的是trp、leu、phe，即较大的疏水残基。一般来说，2-4个疏水残基就足够进行结合。还有一种较普遍的说法是分子伴侣识别所谓熔球体结构（moltenglobule）。另一方面，分子伴侣本身与肽结合部位的结构分析最近也有些进展。譬如，papd的晶体结构表明，多肽结合在它的 β-sheet区。groel中，约40kd的153-531结构域是核苷酸的结合区。
分子伴侣作用的第二步是与靶蛋白形成复合物。非常盛行的一种模型认为分子伴侣常常以多聚`体形式而形成中心空洞的结构，用电子显微镜已经观察到由二圈层圆面包圈形组成的十四体groel分子和一个一层圆面包圈的七体groes分子协同作用形成中空的非对称笼状结构（cage model），推测靶蛋白可以在与周围环境隔离的中间空腔内不受干扰的进一步折叠。但是不久前一个日本实验室发现groel的一个亚基，甚至其n端去除78个氨基酸残基的50kd片段，已经不能再组装成十四体结构，都有确定的分子伴侣功能。由此，我想:也许环状分子伴侣并非每个部位都是有效的结合部位，也就是说，该二层圆面包圈组成的十四体groel分子只有一个或若干个部位能够与疏水残基或所谓的熔球体结构结合，而其余部位起识别作用，就像一个探测器一样，整个十四体groel分子以圈层或笼状结构”包裹”在多肽链的主链上，以旋进方式再多肽链的链体上运动，一旦环状多聚体的某一识别部位发现疏水结构或所谓的熔球体结构等新生肽链折叠过程中暂时暴露的错误结构，经信号转导，多聚体的结合部位便与之结合，生成复合物，抑制不正确的折叠。以上完全是我个人的猜想，是基于上述两个试验现象的矛盾而试图作一番解释。至于为什么假设以旋进方式在多肽链上运动，我并没有相应的根据，只是觉得这应该是一个动态过程，因此作了一番狂妄的假想,另外，我觉得也许可以用x射线衍射来探测一下分子伴侣groel和groes组成的笼状结构，看看它的a×b×c是否足以容纳多肽链的某一段，或者它的内部和外部的疏水性质和其他一些物化性质如何，也许可以找到支持或驳斥上述假设的证据。
以上谈的都是蛋白质的分子伴侣。不久前又出现了一个新名词“dna chaperones”，dna分子伴侣，这种分子伴侣是与dna相结合并帮助dna折叠的。在这种复合物中，dna分子包围在蛋白质分子的表面，既是高度有序的，又是在一定程度上结构已有所改变的。dna与蛋白的这种相互作用对dna的转录，复制以及重组都十分重要;或如在核小体中，对dna的包装是必须的。dna在溶液中的结构有相当的刚性，必须克服一个能障才能转变成它的蛋白复合物中的结构，分子伴侣的作用就是帮助dna分子进行折叠和扭曲，从而把dna稳定在一个适合于和蛋白结构的特定构型中。这种结合是协同的，可逆的在形成复合物之后便解离下来。因此，不论是dna分子伴侣还是蛋白分子伴侣，都与dna和蛋白的相互作用有关，与基因调控有关，看来，分子伴侣确实与最终阐明中心法则当前主要问题有密切关系。
四、分子伴侣和酶的区别
与分子伴侣不同，以确定为帮助蛋白质折叠的酶目前只有两个，一个是蛋白质二硫键异构酶(protein disulfide isomerase，pdi); 另一个是肽基脯氨酸顺反异构酶(peptidyl prolyl cis-trans isomerase，ppi)。以pdi为例，众所周知，蛋白质分子中的二硫键与新生肽段的折叠密切相关，对维系蛋白质分子的结构稳定性和功能发挥也有重要作用。pdi定位在内质网管腔内，含量丰富，催化蛋白质分子内巯基与二硫键之间的交换反应。同时，它是目前发现的最为突出的多功能蛋白，除了二硫键的异构酶的基本功能外，它还是脯氨酸-4-羟化酶的α亚基;又是微粒体内甘油三酯转移蛋白复合物的小亚基，还是一种糖基化位点结合蛋白(gkycisylation site binding protein)等。其中，最引人注目的还是它有与多肽结合的能力，可以结合具有不同序列，长度和电荷分布的肽，特异性较低，主要是与肽的主链相作用，但对巯基尚有一些偏爱。按照分子伴侣的定义，一般认为pdi和分子伴侣是两类不同的帮助蛋白，但是我国上海生物物理研究所最近提出不同的看法，认为蛋白质二硫键异构酶也具有分子伴侣的功能。
蛋白质分子中天然二硫键的形成要求这些在肽链上往往处于不相邻位置的巯基，首先通过肽链一定程度的折叠，才能相互接近到可以正确形成二硫键的位置。肽链的自身折叠是一个慢过程，而蛋白质二硫键异构酶催化蛋白质天然二硫键的形成却是一个快过程。另一方面，蛋白质二硫键异构酶具有低特异性的与各种不同肽链相结合的能力，在内质网中以极高的浓度存在，又是是一个钙结合蛋白，是一个能被磷酸化的蛋白，这些都已经符合了分子伴侣的条件。因此他们推测蛋白质二硫键异构酶很可能首先通过它与伸展的，或部分折叠的肽段的结合，阻止错误的折叠途径，促进正确的中间物生成，帮助肽链折叠是相应的巯基配对，从而是正确的二硫键得以形成;然后催化巯基的氧化或二硫键的异构而形成天然二硫键。他们认为蛋白质二硫键异构酶的酶活性与它的分子伴侣功能不是相互排斥，而是密切相关，协调统一的。分子伴侣与帮助新生肽链折叠的酶之间，大概不应该，也不能够划一条绝对的分界线。我想:酶的最主要特性就是催化生化反应，分子伴侣的主要作用是与新生肽段的错误构象结合，从而阻止肽链不正确的非功能的折叠途径，促使其向正确的折叠方向反应，这难道不可以理解成间接的催化肽链的折叠吗?从表观上看，抑制不正确的折叠途径等于加快了正确反应的速度。所以，我本人也很赞成他们的观点。最近的试验已经为这一假说提供了很好的证据。pdi明显抑制变性的甘油醛-3-磷酸脱氢酶在复性股过程中的严重聚合，有效的提高它的复性效率，与典型的分子伴侣groe系统对甘油醛3-磷酸脱氢酶复性的效应极其相似。
五、分子伴侣的结构
目前唯一解出晶体结构的分子伴侣是e.coli的papd，帮助鞭毛蛋白折叠的分子伴侣。还有hsp70的n端结构域，即atp结合域也以有晶体结构。用电子显微镜已经清楚的看到了groel的十四聚体和groel的七聚体的四级结构， 象两个圆形中空的面包圈叠在一起，用nmr以及各种溶液构象变化是研究分子伴侣作用机制的有效手段。
六、分子伴侣研究的实际应用
分子伴侣的研究成果必然会大大加深我们对生命现象的认识，同时也一定会增加我们与自然斗争的能力和自身生存的能力。由于分子伴侣在生命活动的各个层次都具有重要作用，它的突变和损伤也必定会引起疾病，因此可以期望运用分子伴侣的知识来治疗所谓的”分子伴侣病”。另一方面，利用对分子伴侣的研究成果从根本上提高基因工程和蛋白工程的成功率，也必将对大幅度提高人类生活水平起重要作用。
[ 参 考 书 目]
1. 李宝健 主编，面向21世纪生命科学发展前沿， 广东科技出版社，1996年11月第一版：93-104页
