生命科學

主要組織相容性複合物

主要組織相容性複合物 (Major Histocompatibility Complex,MHC)
國立臺灣大學醫學系張哲睿、臺北市立建國高中劉翠華教師

主要組織相容性複合物(major histocompatibility complex,MHC)是一種細胞表面醣蛋白複合物,人類的 MHC 醣蛋白,又稱為人類白血球抗原群(human leukocyte antigens,HLA),最初是因為研究皮膚的移植和排斥反應被發現。

人類的 MHC 蛋白可以分為兩大類:第一型 MHC 分子(class I MHC)和第二型 MHC 分子(class II MHC),前者位於個體中所有有核的細胞上,後者則只分布在抗原呈現細胞(antigen-presenting cell,APC)上,例如巨噬細胞(macrophage)、B 細胞、樹突細胞(dendritic cell)等。

生命週期評估技術(Life Cycle Assessment)

生命週期評估技術(Life Cycle Assessment)
國立臺灣師範大學生命科學系黃盟元博士

隨著環保意識的增強,社會已經形成一股關心自然資源枯竭和環境惡化問題的風潮,許多企業已對這種意識作出回應,公司行號需要評估他們的活動對環境有何影響,企業提供“綠色”產品和“綠色”生產過程,產品和生產過程的環境績效已成為一個關鍵的問題,以盡量減少其對環境的負面影響。許多公司都發現,它有利於找出超越符合使用污染防治策略和環境管理體系的方法,以提高他們環保性能,生命週期評估技術就是這樣一種工具,這一個概念是將一個產品的整個生命週期都考慮進去。

生命週期評估是用一種“從搖籃到墳墓”的方法來評估工業系統,“從搖籃到墳墓”是指從地球上開始收集原料打造產品到所有產品材料都回歸地球。用生命週期評估的觀點來評估一個產品時,代表了產品生命週期的每一個階段都將影響未來的各個階段,所有產品的生產和處理過程都是相互依存的,在生命週期評估中能估計產品生命週期的各個階段對環境產生的累積影響,這些往往都是在傳統的分析方式中無法評估到的觀點,例如: 原料取得、材料運輸、產品的最終處理方式等等,生命週期評估對整個產品生命週期的影響提供了一個全面的看法,包括產品或過程對環境的尊重,以及能更準確地反應產品和其生產過程的選擇中對環境真正的權衡。

同源基因(Homologous genes/Homologs)

同源基因(Homologous genes/Homologs)
國立臺灣師範大學生命科學系研究助理鄭杏倩

當比較兩個或多個基因時,若這些基因有共同的祖先,我們稱之為同源基因(homologous genes/homologs)。當兩同源基因存在單一物種中,也就是同源的原因是來自基因重製(gene duplication)又各自累積變異,則稱此兩基因為旁系同源基因(paralogous genes/paralogs);若兩基因存在於不同物種,也就是同源的原因來自於種化(speciation),則稱此兩基因為直系同源基因(orthologous genes/orthologs)。下圖一以簡單的示意圖闡述旁系同源與直系同源基因之定義。

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突觸後電位(下)

突觸後電位 (Postsynaptic potential)下
國立臺灣師範大學生命科學系楊可欣碩士

發生動作電位的位置是在神經軸丘(axon hillock) ,因為神經細胞的軸丘是整個細胞中電壓敏感(voltage-gated)的鈉離子通道密度最高的區域,也就是單位面積所含的鈉離子通道最多的區域。

突觸後電位(上)

突觸後電位 (Postsynaptic potential)上
國立臺灣師範大學生命科學系楊可欣碩士

根據突觸後神經元的膜發生去極化(depolarization)或過極化(hyperpolarization),可將突觸後電位分為興奮性突觸後電位(excitatory postsynaptic potential;EPSP)和抑制性突觸後電位(inhibitory postsynaptic potential;IPSP)兩種。

興奮性傳遞物(excitatory transmitters)引起鈉離子通透性增加引起去極化(depolarization),當突觸後細胞對Na+通透性增加(使Na+進入細胞內),造成靜止膜電位更接近閾值(threshold),但並不足以引發產生動作電位,稱為興奮性突觸後電位EPSP。EPSP其電位比靜止膜電位高(較接近0),但較閾值低。因為此電位只比閾值低一點點,所以去極化後容易到達閾值。

圖一  興奮性突觸後電位

圖一 興奮性突觸後電位

 

原色質體(Proplastid)

原色質體(Proplastid)
國立臺灣師範大學生命科學系黃盟元博士

色質體(plastids)是多種胞器組成家族的統稱,其家族的成員包括原色質體(proplastids)、白色體(leucoplasts)、雜色體(chromoplasts)和葉綠體(chloroplasts)等。原色質體是其中重要的一員,只要給予適當的訊號,它就可以分化成其他的家族成員。原色質體在細胞內一般比較小(大約1微米)而且未分化完全,其內膜系統有一些管狀結構的小管(tubule),這些小管經常被看到跟質體的內膜連接,但這樣的現象在發育的早期就會消失,並且在成熟的所有色質體家族成員中都是如此。

科學文獻中,原色質體沒有一個很好的定義,它可以包括幾個不同類型,且顯著的具有不同功能。Thompson和Whatley(1980)定義分生組織中的原色質體名稱為eoplasts,但這個名稱沒有被廣泛的採用。在本文中,我們討論兩種類型的原色質體,幼芽原色質體(germinalproplastids)和根瘤原色質體(noduleproplastids)。

神經傳導物質(二)

神經傳導物質(二)(Neurotransmitter 2)
國立臺灣師範大學生命科學系楊可欣碩士

神經元之間的傳遞訊息是經由特定化學物質通過稱之為突觸的神經細胞間隙來完成。這些稱之為神經傳導物質的化學物質由突觸前神經末梢釋出後,通過突觸,當與下一個神經元受體結合後,會促使細胞去極化(興奮性突觸後電位)或過極化(抑制性突觸後電位)。去極化會促使動作電位之發生;反之,極化則具抑制的效果。

生物學家奧圖‧羅威 (Otto Loewi) 於1921年,發現了第一個神經傳導物質。在他的實驗中,他將兩個青蛙心臟分別置於兩個盛有生理食鹽水的互相連通盒子裡,當他電刺激編號一號的心臟上的迷走神經時,一號心臟的心跳速率會減緩,稍後,他發現編號二號的心臟,其心跳速率亦跟著減慢。根據這項實驗結果,羅威假設電刺激編號一號心臟的迷走神經,會刺激該神經釋出某種化學物質,該物質擴散至編號二號心臟的盒子後,減緩心臟的心跳速率。他將該化學物質命名為 「vagusstoff」,也就是現今稱之為乙醯膽鹼的神經傳導物質。

閾值(Threshold)

閾值(Threshold)
國立臺灣師範大學生命科學系楊可欣碩士

有些刺激在細胞膜上會產生去極化電流,導致電活性遞增,當膜電位因去極化達到 -55 mV 時,神經元始會激發動作電位,這稱為「閾值」。假如神經元沒有達到閾值,動作電位就無從產生。當達到閾值之時,一個固定大小的動作電位便會產生。某一種特定的神經元其動作電位的大小都是固定的。在神經細胞中不會有或大的或小的動作電位,所有的動作電位都是一樣大小,因此,神經元要不就是沒有達到閾值,要不就是激發一個完整的動作電位,這是所謂的「全有全無定律」。

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圖一動作電位圖解

擬寄生生物(Parasitoid)

擬寄生生物(Parasitoid)
國立臺灣師範大學生命科學系楊詠靜碩士

有一類群生物,將其一生的大多數時間居住在宿主或寄主(host)中,並在其體內的或附著於體外以獲取維持其生存、發育或者繁殖所需的營養或者庇護,同時,造成寄主的危害,泛稱為寄生生物。

在寄生過程中,依寄主最終的宿命不同可區分出兩大類:寄生生物(parasite)與擬寄生生物(parasitoid)。其中,寄生生物從寄生身上得到營養或庇護的同時,並不直接讓寄主喪命,而是希望寄主能夠活得長久,這樣一來,寄主才能有長期穩定供應營養或庇護讓寄生生物繼續使用。

擬寄生生物大多見於昆蟲,擬寄生生物會在昆蟲宿主身上或體內產卵,作為卵孵化的場所。其幼蟲孵化後並吸取寄主體液或組織作為營養來源,等到幼蟲形成成蟲時,宿主通常也走到生命的盡頭,其中,大家耳熟詳的冬蟲夏草及寄生蜂就是典型的例子。

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