2017年诺贝尔生理学或医学奖相关生物学试题分析
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2017年10月2日卡罗琳斯卡研究所的诺贝尔大会决定将'2017年诺贝尔生理学或医学奖“颁给Jeffrey C. Hall、Michael Rosbash和Michael W. Young，以表彰三人发现了控制昼夜节律的分子机制。他们在果蝇体内分离出一个控制日常生物节律的基因，该基因编码一种夜间积聚在细胞中的蛋白质（PER蛋白），然后在白天降解，随后，他们发现了这个机制能影响其他蛋白质组分。生物钟就是靠着这种机制影响着其他多细胞生物（包括人类）。
一、什么是'昼夜节律“？
'昼夜节律“，即是指生命活动以24小时左右为周期的变动。人体的各种生理机能随之建立了有规律的昼夜周期，睡眠和醒觉节律就是一例。
人体的一些生理活动昼夜之间有周期性变化。人的体温早晨稍低，白天逐渐上升，到黄昏又高一些。新陈代谢活动，白天分解过程旺盛，晚间则同化过程增强。白天交感神经活动占优势，夜晚副交感神经活动占优势。人体的肾上腺素含量在白天某一时刻达到一定水平，然后逐渐下降，12小时后再度上升。这些生理变化，一天之中的波动范围是恒定的，周期和时钟相似，又称生物钟。
二、发现昼夜节律机制的简要过程
1984年，洛克菲勒大学迈克尔>杨以及布兰戴斯大学的杰弗理>霍尔和迈克尔>罗斯巴殊团队先后独立地成功克隆了per基因。自此，科学家们开始逐步揭开昼夜节律的神秘面纱。霍尔和罗斯巴殊的团队随后发现per基因的表达产物是一种转录抑制因子，通过抑制自身的表达而产生周期约24小时的表达节律。而杨的实验室则对7000多个果蝇突变株进行分析，在1994年发现了另一个核心生物钟基因Timeless（tim）。 这个基因的表达产物TIM蛋白，与PER蛋白之间有着重要的相互作用。后来，霍尔、罗斯巴殊与杨进行合作，获得了更多关于生物钟分子调节机制的关键信息。他们以果蝇为模式生物，分离出控制生物钟的基因。
三、昼夜节律的机制
在转录因子激活下，per与tim基因不断表达。而随着它们的表达产物PER和TIM蛋白的增多，这两种蛋白结合成异二聚体，在夜间进入细胞核，抑制转录因子转录活性，从而抑制per与tim自身的转录。而随着PER和TIM的降解，转录因子的激活功能在黎明时得以恢复，激活per和tim进入新的表达周期。
从真菌到昆...
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