現(xiàn)代分子生物學(xué)第一章+緒論.ppt

1、主講：雷雪芹 李廣錄聯(lián)系方式：n雷雪芹n宅電：宅電手機：手機e-mail: nqq: 391116176n辦公室辦公室：3#214n李廣錄n手機：手機e-mail: n辦公室辦公室：3#205本課程的要求n弄懂原理n吃透書本n發(fā)揮想象n注重實踐 當(dāng)你進入實驗室時，要像脫去外衣那樣放下你的想象力，因為實驗操作中不能有一丁點兒的想象，否則，你對事物的觀察就會受影響；當(dāng)你翻看書本的時候，你又必須盡可能展開想象的“翅膀”，否則，你就不可能走在別人的前面。 朱玉賢 現(xiàn)代分子生物學(xué)，高等教育出版社 孫乃恩 分子遺傳學(xué)，南京大

2、學(xué)出版社。 閻隆飛 分子生物學(xué)，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，李振剛 分子遺傳學(xué)，科學(xué)出版社沈羽非 真核基因表達調(diào)控，北京高等教育出版社lewin,b, genes , oxford university pressturner p.c. et al. molecular biology. 科學(xué)出版社 weaver r. molecular biology. 科學(xué)出版社2005年2月出版 ,1982004年2月出版 ,2601、緒論緒論2 2、染色體與、染色體與dna dna 3 3、生物信息的傳遞（上）、生物信息的傳遞（上）從從dnadna到到rnarna4 4、生物信息的傳遞（下）、生物信息的傳遞（

3、下）從從mrnamrna到蛋白質(zhì)到蛋白質(zhì)5 5、分子生物學(xué)研究方法、分子生物學(xué)研究方法6 6、基因的表達與調(diào)控（上）、基因的表達與調(diào)控（上）原核原核7 7、基因的表達與調(diào)控（下）、基因的表達與調(diào)控（下）真核真核8 8、疾病與人類健康（癌癥、病毒和基因治療）、疾病與人類健康（癌癥、病毒和基因治療）9 9、基因與發(fā)育、基因與發(fā)育1010、基因組與比較基因組學(xué)、基因組與比較基因組學(xué)第一章 緒論n回顧所學(xué)知識點回顧所學(xué)知識點n分子生物學(xué)定義分子生物學(xué)定義n分子生物學(xué)發(fā)展簡史分子生物學(xué)發(fā)展簡史n分子生物學(xué)研究內(nèi)容分子生物學(xué)研究內(nèi)容n分子生物學(xué)展望分子生物學(xué)展望一、回顧所學(xué)知識點回顧所學(xué)知識點1、創(chuàng)世說與

4、進化論達爾文、1859年物種起源，確立了進化論的概念18311836年，以博物學(xué)家的身份，乘“貝格爾” 號參加了英國派遣的環(huán)球航行 2、細胞學(xué)說（1847）德國 schleiden德國 schwann17世紀(jì)荷蘭世紀(jì)荷蘭leeuwenhoek造出第一臺顯微鏡的發(fā)明，觀察了許多造出第一臺顯微鏡的發(fā)明，觀察了許多“微動微動物物”；同時代的；同時代的hooke第一次用第一次用“細胞細胞”概念。概念。19世紀(jì)建立的細胞學(xué)說的主要內(nèi)容有： 細胞是有機體，一切動植物都是由單細胞發(fā)育而來，即生物是由細胞和細胞的產(chǎn)物所組成； 所有細胞在結(jié)構(gòu)和組成上基本相似； 新細胞是由已存在的細胞分裂而來； 生物的疾病是因為

5、其細胞機能失常。3、經(jīng)典的生物化學(xué)和遺傳學(xué) 19世紀(jì)中葉，植物細胞提取液得到蛋白質(zhì)19世紀(jì)中葉到20世紀(jì)初，組成蛋白質(zhì)的20種基本氨基酸被相繼發(fā)現(xiàn)（1935年，蘇氨酸）著名生物化學(xué)家fisher還論證了連接相鄰氨基酸的“肽鍵”的形成。 孟德爾孟德爾gregor mendel (1822-1884),奧地利科學(xué)家，經(jīng)典遺傳學(xué)的奠基人1857-1864的7年中，進行了豌豆的雜交研究，1865 年發(fā)表了他的劃時代的論文植物雜交試驗，1884年逝世；1900年他的理論被重新發(fā)現(xiàn)。在論文中提出了“遺傳因子”的概念，并得出了三條規(guī)律：顯性規(guī)律(the law of dominance)(the law o

6、f dominance)分離規(guī)律（the law of segregationthe law of segregation）自由組合規(guī)律（the law of independentthe law of independent assortment assortment）在孟德爾遺傳學(xué)的基礎(chǔ)上，美國著名的遺傳學(xué)家morgan又提出了基因?qū)W說。連鎖遺傳規(guī)律第一章 緒論n回顧所學(xué)知識點回顧所學(xué)知識點n分子生物學(xué)定義分子生物學(xué)定義n分子生物學(xué)發(fā)展簡史分子生物學(xué)發(fā)展簡史n分子生物學(xué)研究內(nèi)容分子生物學(xué)研究內(nèi)容n分子生物學(xué)展望分子生物學(xué)展望二、分子生物學(xué)定義二、分子生物學(xué)定義 從從分子分子水平水平研究生物

7、核酸大分子的研究生物核酸大分子的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)與與功功能能從而闡明生命現(xiàn)象本質(zhì)的科學(xué)從而闡明生命現(xiàn)象本質(zhì)的科學(xué) ，主要指，主要指遺傳信遺傳信息息的的傳遞傳遞（復(fù)制）、（復(fù)制）、保持保持（損傷和修復(fù)）、（損傷和修復(fù)）、基因基因的表達的表達（轉(zhuǎn)錄和翻譯）與（轉(zhuǎn)錄和翻譯）與調(diào)控調(diào)控。第一章 緒論n回顧所學(xué)知識點回顧所學(xué)知識點n分子生物學(xué)定義分子生物學(xué)定義n分子生物學(xué)發(fā)展簡史分子生物學(xué)發(fā)展簡史n分子生物學(xué)研究內(nèi)容分子生物學(xué)研究內(nèi)容n分子生物學(xué)展望分子生物學(xué)展望三、分子生物學(xué)發(fā)展簡史三、分子生物學(xué)發(fā)展簡史1、孕育階段（、孕育階段（18201950年代）年代） 1865年，孟德爾發(fā)表了他的年，孟德爾發(fā)表了他的植

8、物雜交實驗植物雜交實驗一一文，首次闡述了生物界有規(guī)律的遺傳現(xiàn)象。文，首次闡述了生物界有規(guī)律的遺傳現(xiàn)象?！斑z遺傳因子傳因子 ” 1900年，孟德爾遺傳規(guī)律被證實，成為近代遺傳年，孟德爾遺傳規(guī)律被證實，成為近代遺傳學(xué)基礎(chǔ)。學(xué)基礎(chǔ)。 1910年，年，morganmorgan的染色體的染色體基因遺傳理論基因遺傳理論 ， genegene 存在于染色體上。存在于染色體上。進一步將“性狀”與“基因”相耦聯(lián)，成為現(xiàn)代遺傳學(xué)的奠基石。 1944年，美年，美國微生物學(xué)家國微生物學(xué)家avery證明基因證明基因就是就是dna分子，分子，提出提出 dna是遺是遺傳信息的載體。傳信息的載體。著名的肺炎鏈球菌實驗著名的肺

9、炎鏈球菌實驗1952年年 美國冷泉港卡耐基遺傳試驗室美國冷泉港卡耐基遺傳試驗室1957年，年，heinz fraenkel-conrat和和b. singre的的雜合病毒實驗：雜合病毒實驗：煙草花葉病毒的感染和繁殖過程煙草花葉病毒的感染和繁殖過程證實證實rna也是重要的遺傳物質(zhì)。也是重要的遺傳物質(zhì)。2、創(chuàng)立階段（、創(chuàng)立階段（19501970年代）年代） 1953年，年， 美國科學(xué)家美國科學(xué)家watson 和英國科學(xué)家和英國科學(xué)家crick提出提出 dna double helix model 1944年，美國微生物學(xué)家年，美國微生物學(xué)家avery證明基因就是證明基因就是dna分子，提出分子，提

10、出 dna是遺傳信息的載體。是遺傳信息的載體。 1962年watsonwatson、 crickcrick與wilkins共享諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎wilkins 通過對dna分子的x射線衍射研究證實了前兩者提出的dna的模型 1958年年crick提出中心法則。提出中心法則。dnarna蛋白質(zhì)復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯逆轉(zhuǎn)錄rna復(fù)制中國科學(xué)院2001年碩士入學(xué)考試分子遺傳學(xué)試題:何謂中心法則？如何基于該法則來解釋生物形狀的遺傳和變異？（10分）crick 1958年，年，meselson 和和stahl證明證明 dna半保留半保留復(fù)制。復(fù)制。 半保留復(fù)制是遺傳信息能準(zhǔn)確傳代的保證。是半保留復(fù)制是遺傳信息能準(zhǔn)確

11、傳代的保證。是物質(zhì)穩(wěn)性的分子基礎(chǔ)。物質(zhì)穩(wěn)性的分子基礎(chǔ)。 stahlmeselson19591959年，美籍西班牙裔科學(xué)家年，美籍西班牙裔科學(xué)家ochoaochoa和美國和美國kornbergkornberg發(fā)現(xiàn)了發(fā)現(xiàn)了dnadna和和rnarna的生物合成機理而分的生物合成機理而分享了諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎。享了諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎。 1961年，法國科學(xué)家年，法國科學(xué)家jacob（雅各布）（雅各布） 和和monod（莫諾）提出操縱子學(xué)說（第六章）（莫諾）提出操縱子學(xué)說（第六章）1965年獲得諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎1968年，nirenberg、holley和khorana解讀了遺傳密碼及其在蛋白質(zhì)合成方面的

12、技能而分享諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎。3、發(fā)展階段（、發(fā)展階段（1970年代以后）年代以后） 1970年，年，temin 和和baltimore在在rna腫瘤病腫瘤病毒中發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄酶。毒中發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄酶。dnarna蛋白質(zhì)復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯逆轉(zhuǎn)錄rna復(fù)制1975年，獲諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎年，獲諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎 1977年，年，sanger等人發(fā)明了一種測定等人發(fā)明了一種測定dna分子內(nèi)核苷酸序列的方法（雙脫氧鏈終止法，分子內(nèi)核苷酸序列的方法（雙脫氧鏈終止法，第五章）。第五章）。 桑格(sanger） 吉爾伯特( gilbert） 伯格（berg） 1980年，與gilbert和berg共享諾貝爾化學(xué)獎sanger

13、還由于測定了牛胰島素的一級結(jié)構(gòu)而獲得1958年諾貝爾化學(xué)獎。1983年，美國遺傳學(xué)家mcclintoc因發(fā)現(xiàn)可移動的遺傳因子而獲得諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎。1983. barbara mcclintock (86y)dna transposable elememtjumping gene,mobile element 1989年altman、 cech發(fā)現(xiàn)核酶（ ribozyme,某些rna具有酶的功能）獲nobel化學(xué)獎。 1984.1984.kohler & milsteinkohler & milstein monocloning antibody1993.1993. roberts & sha

14、rp roberts & sharp splitting genemullis & smithmullis & smith pcr technique & gene mutation in locus1994.1994. gilman & rodball gilman & rodball g-protein as a signal molecular in cell1995.1995. lewis & nusslein-volhard lewis & nusslein-volhard & wieschaus control gene of body developing in drosophi

15、la1997年，普魯西納(brusinaer)朊病毒prion2009年的諾貝爾獎n諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎授予3名美國科學(xué)家 杰克紹斯塔克杰克紹斯塔克（jack w.szostak） 卡羅爾格雷德卡羅爾格雷德（carol w.greider） 伊麗莎白布賴克本伊麗莎白布賴克本（elizabeth h.blackburn） n“攜帶基因信息的dna線狀長分子折疊壓縮形成染色體，端粒就像一頂高帽子置于染色體頭上。伊麗莎白-布萊克本和杰克-紹斯塔克發(fā)現(xiàn)端粒的一種獨特dna序列能保護染色體免于退化?？_爾-格雷德和伊麗莎白-布萊克本確定了端粒酶，端粒酶是形成端粒dna的成分。這些發(fā)現(xiàn)解釋了染色體的末端是

16、如何受到端粒的保護的，而且端粒是由端粒酶形成的?！眓“如果端粒縮短了，細胞就會老化。相反，如果端粒酶的活動顯著，端粒長度也就能得以保持，并且細胞衰老也將延后。癌細胞就是一個例子，癌細胞被認(rèn)為是具有永久生命力的。相反，某些特定的遺傳疾病，會出現(xiàn)一些有缺陷的端粒酶這樣的特征，導(dǎo)致?lián)p害細胞。n諾貝爾化學(xué)獎授予3名美國科學(xué)家 萬卡特拉曼萬卡特拉曼-萊馬克里斯南萊馬克里斯南 托馬斯托馬斯-施泰茨施泰茨 阿達阿達-尤納斯尤納斯 n因“對核糖體結(jié)構(gòu)和功能的研究”而獲獎n核糖體的工作，就是將dna所含有的各種指令翻譯出來，之后生成任務(wù)不同的蛋白質(zhì)，例如用于輸送氧氣的血紅蛋白、免疫系統(tǒng)中的抗體、胰島素等激素、皮

17、膚的膠原質(zhì)或者分解糖的酶等等。人體內(nèi)有成千上萬種蛋白質(zhì)，它們各自擁有不同的形式與功能，在化學(xué)層面上構(gòu)建并控制著生命體。諾貝爾獎n諾貝爾獎是根據(jù)諾貝爾遺囑所設(shè)基金提供的獎項(1969年起由5個獎項增加到6個)，每年由4個機構(gòu) (瑞典3個，挪威1個）頒發(fā)。1901年12月10日即諾貝爾逝世5周年時首次頒發(fā)。諾貝爾在其遺矚中規(guī)定，該獎應(yīng)每年授予在物理學(xué)、化學(xué)、生理學(xué)或醫(yī)學(xué)、文學(xué)與和平領(lǐng)域內(nèi)“在前一年中對人類作出最大貢獻的人”，瑞典銀行在1968年增設(shè)一項經(jīng)濟科學(xué)獎，1969年第一次頒獎。n諾貝爾的頒獎機構(gòu)是：位于斯德哥爾摩的瑞典皇家科學(xué)院（物理學(xué)獎和化學(xué)獎）、皇家卡羅林外科醫(yī)學(xué)研究院（生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎

18、）和瑞典文學(xué)院（文學(xué)獎），以及位于奧斯陸的、由挪威議會任命的諾貝爾獎評定委員會（和平獎），瑞典科學(xué)院還監(jiān)督經(jīng)濟學(xué)的頒獎事宜。每項獎包括一枚金質(zhì)獎?wù)?、一張獎狀和一筆獎金；獎金數(shù)字視基金會的收入而定?；始铱_林醫(yī)學(xué)研究院皇家卡羅林醫(yī)學(xué)研究院瑞典皇家科學(xué)院瑞典皇家科學(xué)院1997 wilmut,i.利用綿羊的乳腺細胞的細胞核成功得克隆了一只小羊。1999 國際人類基因組計劃聯(lián)合研究小組完整地破譯出人類第22號染色體的遺傳密碼。2000 完成了人類第21號染色體的測序。5月宣布國際人類基因組計劃完成時間將再度提前到2001年6月。實際完成時間為2003年。2000 果蠅全基因組測序完成。2000 擬南芥

19、全基因組測序完成。2003 人類全基因組測序完成。2005 水稻全基因組測序完成。2007 小鼠全基因組測序完成。大記事 什么是遺傳學(xué)中心法則?為什么說阮病毒的發(fā)現(xiàn)是對此法則提出了挑戰(zhàn)?(5分) 北師大2000年碩士研究生生物化學(xué)試題第一章 緒論n回顧所學(xué)知識點回顧所學(xué)知識點n分子生物學(xué)定義分子生物學(xué)定義n分子生物學(xué)發(fā)展簡史分子生物學(xué)發(fā)展簡史n分子生物學(xué)研究內(nèi)容分子生物學(xué)研究內(nèi)容n分子生物學(xué)展望分子生物學(xué)展望四四 、分子生物學(xué)研究內(nèi)容、分子生物學(xué)研究內(nèi)容 dna重組技術(shù)（基因工程） 基因的表達調(diào)控 生物大分子的結(jié)構(gòu)和功能研究(結(jié)構(gòu)分子生物學(xué)） 基因組、功能基因組與生物信息學(xué)研究 dna重組技術(shù)

20、1、可被用于大量生產(chǎn)某些在正常細胞代謝中產(chǎn)量很低的多肽; ;2、可用于定向改造某些生物的基因組結(jié)構(gòu);3、可被用來進行基礎(chǔ)研究 1972年, boyer獲得第一個重組dna分子1972 - bergecori recognition sites phage dnaecori cuts dna into fragmentssticky endsv40 dna猴病毒（脊髓灰質(zhì)炎）the two fragments stick together by base pairingdna ligaserecombinant dna 基因的表達調(diào)控信號轉(zhuǎn)導(dǎo)研究轉(zhuǎn)錄因子研究rna剪接 生物大分子的結(jié)構(gòu)和功能研究(結(jié)構(gòu)分子生物學(xué)） 基因組、功能基因組與生物信息學(xué)研究生物信息學(xué)（生物信息學(xué)（bioinformatics）n是在生命科學(xué)的研究中，以計算機為工具對生物信息進行儲存、檢索和分析的科學(xué)。它是當(dāng)今生命科學(xué)和自然科學(xué)的重大前沿領(lǐng)域之一，同時也將是21世紀(jì)自然科學(xué)的核心領(lǐng)域