南昌大學(xué)遺傳學(xué)課件-第1講-分子生物學(xué)-緒論

1、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(dá)調(diào)控，北京高等教育出版社Lewin,B, Genes VII , 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2004年2月出版 達(dá)爾文進(jìn)化論 過度繁殖、遺傳變異、自然選擇 “物競天擇，適者生存” 細(xì)胞學(xué)說細(xì)胞是所有動(dòng)植物的基本結(jié)構(gòu)單位 每個(gè)細(xì)胞相對(duì)獨(dú)立，

2、一個(gè)生物體內(nèi)各細(xì)胞之間協(xié)同配合 一切細(xì)胞來自細(xì)胞 經(jīng)典生物化學(xué)和遺傳學(xué) DNA的發(fā)現(xiàn) 分子生物學(xué)（molecular biology) 廣義：是研究蛋白質(zhì)及核酸等生物大分子特定的空間結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)變化與其生物學(xué)功能關(guān)系的科學(xué)。從分子水平闡明生命現(xiàn)象和生物學(xué)規(guī)律。 狹義：主要研究基因或DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、表達(dá)和調(diào)節(jié)控制等過程。 1928年英國科學(xué)家Griffith等人發(fā)現(xiàn)肺炎鏈球菌可以引起肺炎，導(dǎo)致小鼠死亡。 1944年美國微生物學(xué)家Avery通過肺炎鏈球菌對(duì)小鼠的感染實(shí)驗(yàn)，證明DNA是遺傳信息的載體。 1953年Watson和Crick提出DNA右手雙螺旋模型，于1962年和Wilkins共

3、享諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。 同年，Sanger首次闡明了胰島素的一級(jí)結(jié)構(gòu)，開創(chuàng)了蛋白質(zhì)序列分析的先河，他于1958年獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。 1954年Crick提出遺傳信息傳遞的中心法則。 1958年，Meselson和Stahl提出了DNA的半保留復(fù)制。 1961年，法國科學(xué)家Jacob和Monod提出了調(diào)節(jié)基因表達(dá)的操縱子（operon）模型，1965年獲得諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。他們還首次提出了信使核糖核酸（mRNA）的存在及作用。 同年，Nirenberg等人應(yīng)用合成的mRNA分子poly(U)破譯出第一批遺傳密碼。 1966年，美國科學(xué)家Nirenberg等人破譯了全部的DNA遺傳密碼，1969年與H

4、olley和Khorana分享了諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。 1967年發(fā)現(xiàn)了可將DNA連接起來的DNA連接酶。 1970年Smith、Qilcox及Kelley分離到第一種可以在DNA特定位點(diǎn)將DNA分子切開的限制性核酸內(nèi)切酶。同年，美國的Temin和Baltimore發(fā)現(xiàn)RNA腫瘤病毒中存在逆轉(zhuǎn)錄酶，他們于1975年共享諾貝爾生理學(xué)獎(jiǎng)。 1972年，Berg、Boyer等人第一次成功地完成了DNA重組實(shí)驗(yàn)。 1974年，首次實(shí)現(xiàn)了異源真核生物的基因在大腸桿菌中的表達(dá)。 19751977年，美國人Sanger和Gilbert發(fā)明了快速DNA序列測定技術(shù)，并于1977年完成了噬菌體X174基因組（538

5、6bp）的序列測定。1980年Sanger和Gilbert與Berg分享了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。 1982年P(guān)rusiner提出“感染性蛋白質(zhì)顆?！钡拇嬖?；次年將這種蛋白顆粒命名為阮病毒蛋白（prion protein, PrP）。 1997年，Prusiner因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)朊病毒而獲得諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。 1984年，德國人Kohler、美國人Milstein和丹麥科學(xué)家Jern由于發(fā)展了單克隆抗體技術(shù)而分享了諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。 1986年，Mullis發(fā)明了PCR技術(shù)。1993年Mullis與第一個(gè)設(shè)計(jì)定點(diǎn)突變的Smith共享了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。 1988年Waston出任“人類基因組計(jì)劃”首席科學(xué)家，舉世矚

6、目的人類基因組測序工作開始啟動(dòng)。 1993年，美國科學(xué)家Roberts和Sharp由于在不連續(xù)基因方面的工作而獲得諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。 1996年，酵母基因組DNA的全部序列測定工作完成。 2000年6月26日，人類基因組工作框架圖繪制完成。分子生物學(xué)的分子生物學(xué)的3 3條基本原理：條基本原理： 構(gòu)成生物體各類有機(jī)大分子的單體在不同生物中都是相同的； 生物體內(nèi)一切有機(jī)大分子的構(gòu)成都遵循共同的規(guī)則； 某一特定生物體所擁有的核酸及蛋白質(zhì)分子決定了它的屬性。 DNA重組技術(shù)（基因工程） 基因的表達(dá)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 DNA重組

7、技術(shù)重組技術(shù)1、可被用于大量生產(chǎn)某些在正常細(xì)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(jìn)行基礎(chǔ)研究 1972年, Boyer獲得第一個(gè)重組DNA分子1972 - BergEcoRI recognition sites phage DNAEcoRI cuts DNA into fragmentsSticky endSV40 DNAThe two fragments stick together by base pairingDNA ligaseRecombinant DNA 基因的表達(dá)調(diào)控信號(hào)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 與生物化學(xué)關(guān)系密切 與微生物學(xué)密不可分 對(duì)遺傳學(xué)的影響 對(duì)發(fā)育生物學(xué)的影響 對(duì)分類和進(jìn)化研究的影響 對(duì)神經(jīng)生物學(xué)的影響 分子細(xì)胞生物學(xué) 對(duì)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的影響 其他生物學(xué)范疇內(nèi)所有學(xué)科在分子水平上的統(tǒng)一。 21世紀(jì)是生命科學(xué)世紀(jì)，生物經(jīng)濟(jì)時(shí)代，結(jié)構(gòu)基因組學(xué)、功能基因組學(xué)、蛋