端粒（Telomere）~細胞的生命時鐘-中
新竹市立建功高級中學生物科邱麗慧老師/國立台灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯
1978年，布萊克本(Elizabeth Blackburn)發現四膜蟲（圖二）（Tetrahymena thermophila）的端粒是一段重複了50次的六核苷酸序列「TTGGGG」。
這種外觀呈橢圓長梨狀的單細胞原生動物，在它的大細胞核裡，染色體能大珠小珠落玉盤——斷裂成上百個小染色體。經過複製後，則變成上萬個。由於每個染色體末端都有端粒，四膜蟲無疑是端粒的富礦。
端粒（Telomere）~細胞的生命時鐘-上
新竹市立建功高級中學生物科邱麗慧老師/國立台灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯
端粒（telomere）與端粒酶（telomerase）的功能在於確保染色體DNA的完整複製，與預防分解。端粒的長度，某種程度上是一種生物學的年齡標記，而端粒酶可以穩定端粒的長度，其活性與細胞衰老或癌細胞的抑制有關。
美國三位科學家伊麗莎白•布萊克本(Elizabeth Blackburn)、卡蘿爾•格雷德(Carol Greider)和傑克•索斯塔克(Jack Szostak)因解開其運作的機制而榮獲2009年諾貝爾生理醫學獎。本篇將就其發現之旅作一簡單要述。
普恩蛋白(Prion)
台北市私立天主教達人女子高級中學生物科陳雅慧老師/國立台灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯
普恩蛋白(prion)是1982年由美國的神經科學家Prusiner S. B博士發表命名，其全名是傳染性蛋白顆粒(proteinaceous infectious only, 簡稱為 prion)，是一種不具核酸僅具蛋白質的粒子，目前已知是引起羊搔癢症(scrapie)、狂牛症(mad cow disease)即牛海綿狀腦病變(bovine spongiform encephalopathy, BSE)以及人類庫賈氏症(Creutzfekdt-Jakob disease, CJD)等的元兇。
普恩蛋白在動物身上廣泛存在，正常的普恩蛋白一般稱為PrPC，c代表細胞(cellular)。目前已知主要出現在神經細胞，可能有助於維持正常的神經功能。PrPC 具有四個α螺旋構造，可被蛋白質酵素所分解。但若其中兩個α螺旋構造因不明原因轉變為β5褶板構造，就會轉變為可致病的PrPSC，Sc代表scrapie。PrPSC與正常的普恩蛋白的不同之處在於PrPSC無法被正常的蛋白酵素所水解，會形成不易溶解的團塊，故過多的PrPSC堆積會造成神經細胞破裂，引起神經細胞死亡，當腦中的星狀細胞移除這些死亡的神經細胞時，會形成腦組織的空洞化，並開始出現類似海綿的構造，造成疾病的症狀。
人類的庫賈氏症便是一種不明原因偶發性的普恩蛋白疾病，每100萬人約有一人罹病，患者多為老人；也有部分是因為製造普恩蛋白的基因發生突變，並且有可能遺傳給後代；少數則因各種醫療行為所造成的感染。其症狀初期為記憶力衰退、行為異常、步伐不穩，隨著疾病的惡化會有抽搐、視力模糊、肢體無力等症狀，末期則會嚴重痴呆。
染色質絲（Chromatin）-下
台中市立向上國民中學自然領域郭章儀老師/國立台灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯
圖二：染色體是由染色質絲經過高度摺疊壓縮而形成的。
染色質和染色體在化學成分上並沒有什麼不同，而只是分別處於不同功能階段的不同構型。染色質是指間期細胞內由DNA、組蛋白和非組蛋白及少量RNA組成的線形複合結構，在電子顯微鏡下看起來像珠串。是間期細胞遺傳物質的存在形式。染色體是指細胞在有絲分裂或減數分裂過程中，由染色質濃縮而成的棒狀結構（如圖二）。
染色質絲（Chromatin）-上
台中市立向上國民中學自然領域郭章儀老師/國立台灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯
早在1883年，鲁克斯（W. Roux）就觀察到細胞核内能被染色的絲狀體。1888年，德國人沃爾德耶（W. Waldeyer）稱這種絲狀體為“染色體”（chromosome）（希臘語chroma為”顏色”，soma為”體”），意即可染色的小體。並猜測染色體與遺傳有關。1902年，博偉里（T. Boveri）和薩頓（W. S. Sutton）指出，染色體在細胞分裂中的行為與孟德爾的遺傳因子相同：兩者在體細胞中都成對存在，而在生殖細胞中則是成單的；成對的染色體或遺傳因子在細胞減數分裂時彼此分離，進入不同的子細胞中，不同對的染色體或遺傳因子可以自由組合。因而，博偉里和薩頓認為，染色體很可能是遺傳因子的載體。
奈米摺紙術-多面體 DNA (Polyhedron DNA)-下
台中市立雙十國民中學自然領域王淑卿老師/國立台灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯
請參閱：奈米摺紙術-多面體DNA(Polyhedron DNA)-上、中
2009年8月份科學期刊（Science）刊載德國慕尼黑科技大學教授笛茨（Hendrik Dietz）和美國哈佛大學教授施（William Shih）與道格拉斯博士（Shawn Douglas）等人論文「將DNA摺成扭轉及彎曲之奈米形狀（Folding DNA into Twisted and Curved Nanoscale Shapes）」，文中表示已成功研發出程式化自我組裝製程，以奈米摺紙術製作出3維彎曲的DNA奈米結構，這是第一次非直接拗折DNA結構，而是先經電腦程式設計出一束束交叉連接的DNA雙螺旋片段，合成產生後再插入或移除設定的含氮鹼基對，使DNA束依設計需求產生右旋或左旋的扭轉或彎曲。笛茨教授等人研發出能精準控制所合成的DNA形狀，其人工合成DNA中有種直徑50nm的海灘球外形的線框囊狀物（wireframe capsule），直徑只有 50 奈米，也有圓形齒輪狀或彎曲的管狀及囊狀（註4）。這些組件經組裝後可以合成一個更大、更複雜或其他用途的奈米工具。例如可作為奈米機器人可以裝載奈米結構藥物，跨過如細胞膜等生物屏障，達到治療效果，或是進入血管清除如膽固醇等有害物質。
註4圖片來源http://bionano.physik.tu-muenchen.de/Source/curved_shapes_sticker.png
奈米摺紙術-多面體 DNA (Polyhedron DNA)-上
台中市立雙十國民中學自然領域王淑卿教師/國立台灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯
註1 圖片來源http://www.nature.com/nature/journal/v452/n7184/images/nature06597-f1.0.jpg
自1953年，華生（James Watson）和克里克（Francis Crick）發現DNA雙螺旋構造（DNA double helix）以來，DNA的構造、功能與應用一直是熱門的研究範疇。DNA的構造以4個含氮鹼基A和T、G和C以互補形式分別排列於兩股上，並且能正確的自我複製（self-replication）和自我組裝(self-assembly)。A、T、G、C就像4個密碼儲存於電腦磁帶般建立了生物體內龐大的遺傳密碼資訊。
1990年，由美國能源部和國家衛生研究院啟動人類基因組計劃(Human Genome Project，HGP)，應用生物資訊學（Bioinformatics）的技術以基因定序（Genome Sequencing）解讀出人類23對染色體中約30億個核苷酸(nucleotide) 的含氮鹼基（nitrogenous bases）組成排序，並研究出人類約2萬5千個基因(gene)的所在位置及功能。
註2 圖片來源 http://metamodern.com/b/wp-content/uploads/2008/12/Nature_origami.jpg
內共生理論 (Endosymbiotic Theory) -下
國立苗栗高級中學生物科郭美貞老師/國立臺灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯
請參閱：內共生理論(Endosymbiotic Theory)-上
比較核糖體的同質性，會發現粒線體中的核糖體很類似細菌的核糖體，例如：它們都對鏈黴素等抗生素敏感，但卻不同於真核細胞中的核糖體。除此之外，粒線體還具有自我分裂的能力，而且還是和細菌相同的二分裂法（binary fission）：先從中央凹陷、束緊、再一分為二。這些特徵都指向了「粒線體曾經是細菌，後來進駐另一種大型細菌與之共生」的想法。粒線體的祖先可能是一種好氧的（aerobic）掠食細菌，會侵入真核細胞的細菌祖先體內吸取養分，並在其中進行複製。在演化的長河中，這種掠食關係逐漸轉為互利共生的關係，共生建立起來後，細胞可以提供粒線體養料，粒線體提供細胞能量（ATP）。
內共生理論 (Endosymbiotic Theory)-上
國立苗栗高級中學生物科郭美貞老師/國立臺灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯
地球上生物的演化，從原核細胞 (prokaryote) 跳到真核細胞 (eukaryote) 的過程是很突然的。原核細胞所有化學反應都混在細胞質 (cytoplasma) 裡進行，而真核細胞比原核細胞更大、更複雜，在細胞內發展出迂回曲折的內膜 (endomembrane)，包括圍繞著染色體 (chromosome) 的核膜 (nuclear envelope)，以及利用氧氣產生能量的粒線體 (mitochondrion)，開始發展「將不同反應放在不同胞內構造進行」 的能力。
有細胞核的真核細胞，繼續演化出更複雜的多細胞生物，形成現在地球上多采多姿的生物世界。真核細胞的出現可說是生物史上最戲劇性的一幕，到底事情是如何發生？