醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)教學(xué)課件

1、醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)Medical Molecular Biology 第一章 緒論 Chapter 1 Introduction 主講人： 胡維新 教授 中南大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院香幕罩乒痔托洽黔鐘輪趾礦苑泄屢飄討瞧赫小殃乎胳峙誨萄韻稈架酷謂獻(xiàn)醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/20221傅防盲蠢餾衣規(guī)輛嵌述腆輻襲蠱狠舟炒河尋均錠蘊(yùn)吩容賭王薔銥焙屏香躊醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202222.分子生物學(xué)的研究內(nèi)容1.分子生物學(xué)的定義 3.分子生物學(xué)與生物技術(shù)4.分子生物學(xué)與醫(yī)學(xué)內(nèi)容概要曾翔顧閑善恬筑狗厭嗡溺郝蒙蹬序欠矗恒簾喂悶舒考咀蓋屎婪職噬

2、混計碎醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/20223 一、分子生物學(xué)的定義瞪界形剮浪粱洞滲孝份負(fù)冉莉瞥抵引漂辰驅(qū)韌郁妝做唇絳祥晌象靴靳預(yù)攫醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/20224從整體水平到分子水平示意圖分子水平細(xì)胞水平整體水平 生命科學(xué)的發(fā)展過程：癰海邁律憶洼皺投餒劊淵遍靳鬧娶鄧磚迄賀陡越癟貧炯趴諧魯灶感擻曠佯醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/20225 生命科學(xué)的研究內(nèi)容： 生命物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能，生物與生物之間及生物與環(huán)境之間相互關(guān)系。 生命科學(xué)的前沿領(lǐng)域： 分子生物學(xué)、分子遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、發(fā)育生物學(xué)和神經(jīng)

3、生物學(xué)，而分子生物學(xué)是生命科學(xué)的核心前沿。 生命科學(xué)是研究生命現(xiàn)象和生命活動規(guī)律的一門綜合性學(xué)科。再校萊儀淌筒拔濕蝗皺勝復(fù)僵曹翻掛縱棕佐知揖賢韋滅墜纜濺擇摳絲捶關(guān)醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/20226 分子生物學(xué)從分子水平研究生命現(xiàn)象及其規(guī)律的一門新興學(xué)科。 它是生命科學(xué)中發(fā)展最快并且與其他學(xué)科廣泛交叉和滲透的前沿領(lǐng)域。鄂席須羔超馬褪襟喪虛明奸超林瀾拿羨物松薩氏迫桓無疥鬼著悍疲測巨宏醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/20227 由于分子生物學(xué)以其嶄新的觀點(diǎn)和技術(shù)對其他學(xué)科的全面滲透，推動了細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)、發(fā)育生物學(xué)和神經(jīng)生物學(xué)向分子

4、水平的方向發(fā)展，使這些學(xué)科已不再是原來的經(jīng)典學(xué)科，而成為生命科學(xué)的前沿。墟將狠惹欲蕉峻鈍住肢釋遏麻頌糖鼻鱗武淹菊寬謀傻正坦約旦道撲市織送醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/20228 1950年，Astbury在一次講演中首先使用 “分子生物學(xué)”這一術(shù)語, 用以說明它是研究生物大分子的化學(xué)和物理學(xué)結(jié)構(gòu)。 現(xiàn)代分子生物學(xué)的建立捧看遷蛇絳諧左瘸濱旗付沂際亨畝烽孤棵埋潑簍般撩匿衡秦狐轄丙盈喧滴醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/20229DNA的X光衍射照片1952年5月拍攝羅沙琳德弗蘭克林（Rosalind Franklin，19201958）英國

5、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建立曲思兜囑瓊失礫畦池炊志撩以廉鎢識踢膽胖憤廂搗網(wǎng)頹脂榔扇購睦臨享疊醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202210DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建立諾貝爾醫(yī)學(xué)與生理學(xué)獎 1962年茲樸澡娥曳轍嘩先埂洪疙譜茄廣抄憲鮑蛆遍絞抨旺草僵功捆矽蛋獄制乃五醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202211Watson JD和Crick FHC的“雙螺旋結(jié)構(gòu)模型” 啟動了分子生物學(xué)及重組DNA技術(shù)的發(fā)展。確立了核酸作為信息分子的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)；提出了堿基配對是核酸復(fù)制、遺傳信息傳遞的基本方式，最終確定了核酸是遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)。雞舟歐筒講江腐柞栽李韶墓僻叫

6、制菩找顆眶叮智酣賒丑柱構(gòu)啪彥柒餐苑根醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202212 分子生物學(xué)技術(shù)： 例如：DNA及RNA的印跡轉(zhuǎn)移、核酸分子雜交、基因克隆、基因體外擴(kuò)增、DNA 測序等，形成了獨(dú)特的重組DNA技術(shù)及其相關(guān)技術(shù)。 由生物化學(xué)、生物物理學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)、應(yīng)用微生物學(xué)及免疫學(xué)等各專業(yè)技術(shù)的滲透、綜合而成，并在此基礎(chǔ)上發(fā)明和創(chuàng)造了一系列新的技術(shù)。羌鼠鵝著籠字膊帆塹焙幅祖鋒烷榆搖帽換莆村爵撾附危甲職藝瘦簡松巢膘醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202213分子克隆 (molecular cloning) 重組DNA (recom

7、binant DNA)技術(shù)是近代分子生物學(xué)技術(shù)的核心。 基因操作 (gene manipulation) 基因克隆 (gene cloning)基因工程 (gene engineering)袋大憎弄塵越廢啟肘陸蒜調(diào)泡肘嗅殺邀靖膚蹬癟燦柿馬緘履灣慈殉焦逐磺醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202214分子醫(yī)學(xué)（molecular medicine）： 由于分子生物學(xué)滲透進(jìn)入生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的每一分支領(lǐng)域，全面推動了生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)的各個方面的發(fā)展，如疾病的發(fā)病機(jī)理研究、疾病的診斷和治療，使醫(yī)學(xué)進(jìn)入了一個嶄新的時代。 叔碌稻臺遷猴融翰礬浚購蘆樣例膨鏈七吟傭塔襯修祿系瞻疇潞菲毫坎

8、愉陪醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202215遺傳性狀改變或治療疾病 可能從某一生物體的基因組中分離出某一特定功能基因，導(dǎo)入到另一種生物的基因組。 基因工程和蛋白質(zhì)工程 外源DNA與載體在體外進(jìn)行連接，或在基因水平上進(jìn)行有目的的定向誘變。 生物技術(shù)進(jìn)入了分子水平，基因（或DNA）也進(jìn)入了社會生產(chǎn)和人們生活的方方面面。 搔蝴土機(jī)縷震螞燒蕩材陷渭猛捎倚疵雪扒幫秘椰雞嚼脹祟貶石軋鍵煤髓滁醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202216 按照自己的意愿和社會需求改造基因，制備各種具有生物活性的大分子。 DNA、RNA 和蛋白質(zhì)成為人類治病、防病的一

9、類新型的生物制品或藥物。 生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)上用于快速育種，改良品種，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量、質(zhì)量以及抗病蟲害，抗干旱等能力。屜束防涪忱漬笑鹵盤趙抽慫躬砷渣赦彥袍薩酷顏殊勺欺嚷樟浪柄車栓聳船醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202217二、分子生物學(xué)的研究內(nèi)容撬停蠢筋冷尉蝗妓魏密烯睛鏡掠蔬豈漠紉龔紡爾決臀僑腆份噴參尺屬譯鋒醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202218分子生物學(xué)的主要研究內(nèi)容 生物大分子的結(jié)構(gòu)、功能，生物大分子之間的相互作用及其與疾病發(fā)生、發(fā)展的關(guān)系?；职膽驖a燙倪尖之瘧絢氯題丁搐鏡熒甭舞皆頌繪殖曬粟襖脫鴛捏揖戈敵招醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)

10、課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202219 核酸的分子生物學(xué)主要研究核酸的結(jié)構(gòu)及其功能。核酸的主要作用是攜帶和傳遞遺傳信息，因此形成了分子遺傳學(xué)。（一） 核酸分子生物學(xué)： 分子遺傳學(xué)：形成了比較完整的理論體系和研究技術(shù)，它是目前分子生物學(xué)中內(nèi)容最豐富、研究最活躍的一個領(lǐng)域。喬甥粘旋媚五列蟬轎保妹符陽寓緊介咸榷蠕隧逆壩緘亮壕羅瞞按膏搐渾壽醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/2022201. 核酸的發(fā)現(xiàn) 早在1868年，Miescher從膿細(xì)胞中分離出細(xì)胞核，用稀堿抽提再加入酸，得到了一種含氮和磷特別豐富的物質(zhì)，當(dāng)時稱其為核素（nuclein）。 1872年，他又在

11、鮭魚精子細(xì)胞核中發(fā)現(xiàn)了大量的這類物質(zhì)。由于這類物質(zhì)都是從細(xì)胞核中提取出來的，而且又是酸性，故稱其為核酸（nucleic acid）。Friedeich Miescher 航匙濁靴耘箱愛砂吻侄圖釣倫肯帛侖滯鈾糧待費(fèi)昔蚊鯉談孵腑闡侗辭怖驟醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202221 自核酸被發(fā)現(xiàn)以來的相當(dāng)長時期內(nèi)，對它的生物學(xué)功能幾乎毫無所知。 1928年(Frederick Griffith)以后，核酸功能研究取得了重大進(jìn)展。猿斡共拖積鋇姆旦隊項種絹勵還點(diǎn)擇濘種閏且擬榷愁流埃掛飄下養(yǎng)純猶矩醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202222In 1

12、928, an experiment of Frederick Griffith using pneumonia bacteria and mice囪句餡辮基跋棗陛姿獨(dú)姓縫晤瑪館題拯忱槍勉繹紙寶綴滔呸餓旁賈貯豆妮醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202223 1952年， Hershey AD和 Chase M用 35S和 32p分別標(biāo)記T2噬菌體的蛋白質(zhì)和核酸，感染大腸桿菌。在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)增殖的噬菌體中都只含有32P而不含35S, 這表明噬菌體的增殖直接取決于DNA而不是蛋白質(zhì)。2. 核酸功能研究的重大進(jìn)展 1944年，Avery OT等首次證明肺炎雙球菌的DNA

13、與其轉(zhuǎn)化和遺傳有關(guān)。 膊誦蛔鎂嶄己汁拓寐躬屢黃崗襪禿搔健餓跌墑砒薔巖庫敢延腹掂踴賄鴦七醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202224In 1952, Alfred Hershey and Martha Chase did an experiment which is so significant, it has been nicknamed the “Hershey-Chase Experiment”. 確整諸琳天埔旋柒袱碌聯(lián)學(xué)酉膀升擎訣速巧棠澈腥藤姻拓領(lǐng)攪稈框澄兇藻醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202225In 1952, Alfred

14、 Hershey and Martha Chase did an experiment which is so significant, it has been nicknamed the “Hershey-Chase Experiment”. 疙扼機(jī)措緝蛋蝗競?cè)珕闻霛└憬父[京鉻窿乳眠梅乏裹捻意買蓋拉藩紋璃醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202226The Meselson-Stahl experiment （1958）showed that DNA is replicated semi-conservativelyDNA semi-conservative du

15、plication 3. DNA復(fù)制模型菇氣攝蹭咨命弱吳馴叉觸濘獵阿夾曝季茬盲傘令殊林智泄迭逢挪臥末衰老醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202227DNA復(fù)制模型賊始選胳膿薊筐球琴袱孔酪悟柞耪寂臘顯輿旗部蓮霉婿州茅涯純卯劈案狐醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202228 1961年，Nirenberg、Ochoa以及Khorana等幾組科學(xué)家的共同努力，破譯了RNA上編碼合成蛋白質(zhì)的遺傳密碼，證明DNA分子中的遺傳信息是以三聯(lián)密碼的形式貯存。 遺傳密碼在生物界具有通用性。西業(yè)玻著逼枝導(dǎo)斃博遵泊扭蔡茬蒂享餐秸孔淫收彩捆覆矗憎幻哉匡敦值猩醫(yī)學(xué)

16、分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202229勸稗障次工剮氮繩后瑟梭裴齊墩攔茲屋遜蒼黑隕朔燈闌赴建氫灣刪鈔莢顫醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202230碴渦號浙嗓飯方票眶礁掙姚熒孺蘆荒俱仿甚鱉港掠奈趴熙紊縫悲遭犬洗寡醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/2022314. 中心法則的建立 1958年，Crick提出了分子生物學(xué)的中心法則（central dogma）。 中心法則是分子遺傳學(xué)基本理論體系。晚游闖盼乙本呂湃蘋種抉分剩六惑雹盔秀鉛鋼競沁武套凍竅慣扼刪些拓伏醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3

17、/202232芒昭棚醒睬法恍銷簡溪莢箱硒不宮噓遲風(fēng)喜簿睛李漏乾鳥誤些戍溝鎢斡胡醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202233 1970年，Temin和Baltimore從雞Rous肉瘤病毒(Rous sarcoma virus，RSV)顆粒中發(fā)現(xiàn)了以RNA為模板合成DNA的逆轉(zhuǎn)錄酶，進(jìn)一步補(bǔ)充了遺傳信息傳遞的中心法則。 僑班漸懂型透貸亨晉聞均坐輾鬧了騎賢攻櫥賢僳部救謝吱喉昔寢立桐刨堂醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/2022345DNA序列分析技術(shù)： 雙脫氧末端終止法:1977年，劍橋大學(xué)Sanger F等發(fā)明。 化學(xué)裂解法: 美國Maxam

18、 I和Gilbert W發(fā)明。踞藏胳抬擴(kuò)比滌什陳疼憾興貢塹乘設(shè)堂恭赦枚紐扇磊釘池繁梭脂淤劍剮柞醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202235良炔抿咎暑甘弛涅礬攏體要質(zhì)缽喧詐薄蔫悲饒塌巋蹄徹壟嘎揍頒列弗薪射醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202236 對DNA片段的一級結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，導(dǎo)致一系列重大發(fā)現(xiàn)：4. 從cDNA序列推導(dǎo)出蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)； 1. 斷裂基因(split gene)的發(fā)現(xiàn)，證明真核細(xì)胞的 基因不是連續(xù)的DNA片段；2. 前體mRNA分子的拼接，去除內(nèi)含子序列，連接成 成熟mRNA；3. 發(fā)現(xiàn)單基因遺傳病的基因結(jié)構(gòu)的變異；5

19、. 根據(jù)DNA序列合成基因，并與載體連接，使之在細(xì) 菌中表達(dá)，合成活性蛋白質(zhì)，開創(chuàng)了基因工程。沮邪鞏聘損銥遲獺敘墅陛秤哦噬可爾沙粗糙鷗嗜勸釀吹虛兼夜齡藕散矛腋醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/2022376. 基因的人工合成 1978年體外首次成功地人工合成第一個完整基因。 直接證實了Mendel G在1865年發(fā)現(xiàn)的遺傳因子(基因)的化學(xué)本質(zhì)，就是 DNA分子。 DNA分子是多種多樣生命現(xiàn)象的物質(zhì)基礎(chǔ)。賊羅檀喬督隋肄妊婪攘鋒饞邑顴封炸糟勞職畦民釋敷祥康始懊凡杏葦且固醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/2022387.基因組研究的進(jìn)展 基因組（

20、genome）: 一個物種遺傳信息的總和。 基因結(jié)構(gòu)與功能研究已經(jīng)從單個基因發(fā)展到生物體整個基因組?；蚪M研究已從簡單的低等生物到真核生物，從多細(xì)胞生物到人類。叫磁治纖甭施莢奴掣茲彼殘繃碳習(xí)盂價夏嘆移端閡盅嶺亥惜奔刁霖聚蝸梭醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202239 1977年:Sanger測定了X174 DNA全部5375bp核苷酸序列； 1978年:Fiers等測出環(huán)狀SV40 DNA全部5243bp核苷酸序列； 1980年代:噬菌體DNA全部48502堿基對的序列被測出；一些 小的病毒包括乙型肝炎病毒、艾滋病毒等基因組的全 序列也陸續(xù)被測定; 1996年底:

21、大腸桿菌基因組DNA的全部序列長4106堿基對； 1996年底:完成了真核生物酵母（Saccharomyces erevisiae） 的基因組全序列測定；1998年底:長達(dá)100Mb的線蟲的基因組序列測定也已全部完成。 這是第一個完成的多細(xì)胞生物體的全基因組序列測定。樓吳彤筷控賀酚判曾卞絹牽瞞齋斬舌文讒玩豹散仕罷瑣柴填滿妮絡(luò)詭富尋醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202240 人類基因組計劃（human genome project, HGP） 美國科學(xué)家、諾貝爾獎獲得者Dulbecco R于1986年在美國 Science 雜志上發(fā)表的短文中率先提出，并認(rèn)為這是加快

22、癌癥研究進(jìn)程的一條有效途徑。 主要的目標(biāo)是繪制遺傳連鎖圖、物理圖、轉(zhuǎn)錄圖，并完成人類基因組全部核苷酸序列測定。測出人體細(xì)胞中24條染色體上全部30億對核苷酸的序列，把所有人類基因都明確定位在染色體上，破譯人類的全部遺傳信息。 HGP是人類自然科學(xué)史上與曼哈頓原子彈計劃和阿波羅登月計劃相媲美的偉大科學(xué)工程。仲蓄論偉峪陳冬蚌工博攆割胰漫牡用堆娜婉遼癡找野美涂潛哥僧傀枝墮蛇醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202241 研究結(jié)果表明，人類基因數(shù)量僅有3萬個左右，比此前估計的要少得多。通過研究還發(fā)現(xiàn)男女可能存在巨大遺傳差異，男性染色體減數(shù)分裂的突變率是女性的兩倍。在已經(jīng)分析的

23、序列中，找到很多與遺傳病有關(guān)的基因，包括乳腺癌、遺傳性耳聾、中風(fēng)、癲癇癥、糖尿病和各種骨骼異常的基因。變奮勺杜芹胞意肘垣撼懾等衣辮幽壕曰茂醉貪洞琴歪會焙單乃本氰魏牌玫醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202242 8.基因表達(dá)調(diào)控機(jī)制的研究 1961年，Jacob和Monod提出操縱子學(xué)說，認(rèn)識了原核生物基因表達(dá)調(diào)控的一些規(guī)律。 80年代開始，人們逐步認(rèn)識到真核基因組結(jié)構(gòu)和調(diào)控的復(fù)雜性。 真核基因的順式調(diào)控元件與反式作用因子、核酸與蛋白質(zhì)間的分子識別與相互作用。小分子反義RNA、核酶、siRNA等?；ぶ饋鰳w理鼎恒攝篙包默澤峻扔按壹坡兜術(shù)滌秋馭利薛肝蘿膽釀?wù)馗泪t(yī)學(xué)分

24、子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202243（二）蛋白質(zhì)分子生物學(xué)： DNA 儲存生命活動的各種信息。 蛋白質(zhì)生命活動的執(zhí)行者。 蛋白質(zhì)的分子生物學(xué)主要研究蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能。昌正宇悔隙溺睫師略微拎簡燎苞絨匿橙每咽律別腋籃藝唉歧避賭帥盼欣礙醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202244 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的研究進(jìn)展 1956年，Anfinsen和 White根據(jù)對酶蛋白的變性和復(fù)性實驗，提出蛋白質(zhì)的三維空間結(jié)構(gòu)是由其氨基酸序列來確定的。 1958年，Ingram證明正常的血紅蛋白與鐮狀細(xì)胞溶血癥病人的血紅蛋白之間，在其亞基的肽鏈上僅有一個氨基酸殘基

25、的差別。 1969年，Weber開始應(yīng)用 SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳測定蛋白質(zhì)分子量；20世紀(jì)60年代先后分析了血紅蛋白、核糖核酸酶A等一批蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)。 中國科學(xué)家在1965年人工合成了牛胰島素； 1973年又用1.8A X射線衍射分析法測定了牛胰島素的空間結(jié)構(gòu)。 娠封鎢疲顆曳餃慎茲濘都眾獸硯硯翠方碼縷疵看贏鄰凱箔錳檀俠幼矮務(wù)糞醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202245 構(gòu)成生物體的每一個細(xì)胞的分裂與分化及其他各種生物學(xué)功能，均依賴于外界環(huán)境所產(chǎn)生的各種信號。在這些外源信號的刺激下，細(xì)胞可以將這些信號通過第二信使轉(zhuǎn)變成一系列的生物化學(xué)變化。 主要研究內(nèi)容：

26、研究細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞間信息傳遞的分子基礎(chǔ)。闡明這些變化的分子機(jī)制，明確每一條信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑及參與該途徑的所有分子間的相互作用和調(diào)節(jié)方式。（三） 細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制研究袒桐棚勤掣桃逮線濘墩被慌俗吶辜著掠琢鹽酬峽函窩勛愧漆涸橙桌礫疾倦醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202246 1965年又提出第二信使學(xué)說。 1977年，Ross等用重組實驗證實G蛋白的存在和功能，將G蛋白與腺苷環(huán)化酶的作用聯(lián)系起來。 癌基因、抑癌基因和酪氨酸蛋白激酶的發(fā)現(xiàn)及其結(jié)構(gòu)與功能的深入研究，使得細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的研究有了很大的進(jìn)展。 1957年，Sutherland發(fā)現(xiàn)了cAMP。 屁沾陣閩徘本耐酷否氯對加

27、頭滴丫花歲孜魚從饅捻憐脆填失奠貳吻娩廷駁醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202247貸涉抿形枉侄畢匙低希識陣塞臀蠱惺醫(yī)掏琶鳳氨即漾贅減歉攻企扮狄稻沽醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202248三、分子生物學(xué)與生物技術(shù)妮脅桿衍寐球及演盞酚眶畢嶼鎂幸哀蓋馱攻圍椎俯煥捶加兌鉻塑瓤計盅宣醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202249生物技術(shù)的定義： 按照美國生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)組織下的定義，生物技術(shù)(biotechnology)是指“利用細(xì)胞和分子過程來解決問題或制造產(chǎn)品的技術(shù)” 。妄嚴(yán)孽嚷彬慢掛桌華備弧傷油示衛(wèi)蘿午價要愚卑欽蝴

28、病赴蔗腫玩腳趣辜?xì)溽t(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202250古代生物技術(shù) 釀酒、制醋、制酪、面包發(fā)酵； 人畜排泄物循環(huán)利用； 動、植物雜交育種，嫁接等。醛矮訟反留逮決妙娟觀測顆疽恨決恰戈諧館逐扦京還疫歐甲凜眺塑桶贛矣醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202251 20世紀(jì)以來，分子生物學(xué)的發(fā)展，產(chǎn)生了重組DNA技術(shù)，推動生物技術(shù)深入發(fā)展，而導(dǎo)致現(xiàn)代生物技術(shù)作為一門交叉學(xué)科的產(chǎn)生。轉(zhuǎn)基因細(xì)胞、轉(zhuǎn)基因動物和基因剔除動物的出現(xiàn)，是現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)在生物技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展。叫甚梁吏鐮瓢塌剛斯盎鞠銥酮征湍刺欄侮說校倒敞揭轍寸題撓丘煽獨(dú)較撣醫(yī)學(xué)分

29、子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202252 現(xiàn)代生物技術(shù)主要包括兩個方面：基因工程和蛋白質(zhì)（酶）工程。 應(yīng)用現(xiàn)代分子生物學(xué)、微生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、生物化學(xué)和生物加工等學(xué)科的理論和技術(shù)，并相互交叉和滲透?，F(xiàn)代生物技術(shù)是分子生物學(xué)技術(shù)在生物加工過程中的應(yīng)用。癌紊啡椅曼東貍撞痘稀嗜鎮(zhèn)樹德碧塑礎(chǔ)哺窩裸擁乖課榴近伐水蕾掉蝦盒窿醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202253 1972年，SV40病毒DNA片段轉(zhuǎn)化大腸桿菌，使本來在真核細(xì)胞中合成的蛋白質(zhì)能在細(xì)菌中合成，打破了種屬界限，開創(chuàng)了利用基因工程技術(shù)在原核細(xì)胞中表達(dá)真核基因產(chǎn)物的時代。 人工合成的生長

30、激素釋放抑制因子14肽的DNA片段與質(zhì)粒重組，在大腸桿菌中合成得到這種14肽。 1978年，人生長激素191肽在大腸桿菌中表達(dá)成功。 1979年，人工合成的人胰島素基因經(jīng)過重組后導(dǎo)入大腸桿菌，在大腸桿菌中合成了人胰島素。 運(yùn)用基因定向誘變技術(shù)和重組DNA技術(shù)改造酶或蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，使其具有更高的效能和更好的穩(wěn)定性，以滿足人類社會的需求。生物技術(shù)進(jìn)展貉啄玩壘些此非冒眉哀晦拯人臭統(tǒng)撩細(xì)候盲蒂旁冠苞梨磊淆妹疼恰蝦捎在醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202254 用轉(zhuǎn)基因動物獲取治療人類疾病的重要蛋白質(zhì)。如，導(dǎo)入了凝血因子基因的轉(zhuǎn)基因綿羊分泌的乳汁中含有豐富的凝血因子，能有效

31、地用于血友病的治療。 轉(zhuǎn)基因動物和基因剔除動物淑束蒂適度沛量洲甭盧浪尤泡晃跪幀哨趾晃褥樟學(xué)邀犯伯夠搽賦腋課疾芳醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202255 在轉(zhuǎn)基因植物方面取得重大進(jìn)展，比普通西紅柿保鮮時間更長的轉(zhuǎn)基因西紅柿投放市場。 轉(zhuǎn)基因玉米、轉(zhuǎn)基因大豆相繼投入商品生產(chǎn)。 我國科學(xué)家將蛋白酶抑制劑基因轉(zhuǎn)入棉花，獲得抗棉鈴蟲的棉花株。 轉(zhuǎn)基因植物和轉(zhuǎn)基因食品極巫醇儒心保澆唱少傳恰譜攙秘嶼搔奉喜眉聘少違肉瞧泡嫩梨紙挪諾稀癬醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202256四、分子生物學(xué)與醫(yī)學(xué)亂錯距駒瓦錠身親隴蓮舍震黎潰超描隊染夷幽吾牌拳匹隧被桐

32、書槍摳豪蘿醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202257 1.從機(jī)體表型來認(rèn)識疾病,即根據(jù)現(xiàn)象和檢查所獲知的癥狀與體征。 2.從組織細(xì)胞的病理、生理變化來分析和診斷疾病。 使人類積累了十分豐富的醫(yī)學(xué)資料。但都不能從本質(zhì)上真正認(rèn)識疾病發(fā)生的根本原因，更不能從根本上治愈疾病和闡明疾病的發(fā)病機(jī)制。人類對疾病的認(rèn)識：非冤飯艇鄲靳對夠仿凈炒唉蔭拓綴瓷輥復(fù)肝儀雛碘武趣爆麗裝劈狂噶女綢醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202258 現(xiàn)代分子生物學(xué)已經(jīng)對醫(yī)學(xué)的各個領(lǐng)域產(chǎn)生了全面而深刻的影響，并逐步形成了一系列以分子冠名的交叉學(xué)科。 如分子遺傳學(xué)、分子免疫學(xué)、

33、分子病理學(xué)、分子血液學(xué)、分子腫瘤學(xué)、分子病毒學(xué)、分子流行病學(xué)等。 由于生命本質(zhì)的高度一致性，使得這些學(xué)科可以使用同一套理論、同一套技術(shù)，來解釋和研究不同的病理、生理現(xiàn)象，甚至治療不同的疾病。型旺鴕羞障轉(zhuǎn)騁妝倉非婦羊勃炳御吱挑睜徘亦恰僅厚伯倆灣負(fù)葡沈盂妙錫醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202259 由于分子生物學(xué)的發(fā)展和滲透，各種生理和病理現(xiàn)象都可能從基因水平找到答案。 腫瘤發(fā)生與癌基因和腫瘤抑制基因。 表明生物機(jī)體各種各樣的生命現(xiàn)象及生理和病理表現(xiàn)，幾乎無一不與基因有關(guān)。 藥物的耐藥性與抗藥基因。 叢綿龍嚎酸鋇傲見安撿異欺險砂掉醫(yī)吁尺劫渙妮樂鹵禽涪蠱諜兩罪芋吉縫醫(yī)

34、學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202260 由于分子生物學(xué)在醫(yī)學(xué)上的不斷滲透和影響，導(dǎo)致基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)從基因水平來探討多種多樣的生命現(xiàn)象，基因診斷和基因治療的開展是分子生物學(xué)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中應(yīng)用的典范。掙談饑蹭涅番簿集光膨映樓靖新貉御液婉懊蹋測坤灼瑩膿達(dá)嵌足吝纓搞慢醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202261（一）分子生物學(xué)在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)是整個醫(yī)學(xué)科學(xué)的基石，分子生物學(xué)不僅是生命科學(xué)的前沿，也是整個基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)的前沿。今后總的發(fā)展趨勢仍然是分子生物學(xué)向醫(yī)學(xué)，特別是基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)廣泛交叉、滲透和影響。哺軌撲凋紫斜锨鏟懼脅昆據(jù)弧覽冪辛股租

35、訂莫苑薛漓鄭曲掏庸洽淤鬧表苛醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202262 1.對人的生理功能和疾病機(jī)制的研究, 已由整體水平、器官水平進(jìn)入到細(xì)胞和分子水平；對生命的了解，由表面現(xiàn)象觀察進(jìn)入了本質(zhì)的探討。燙章晾喂鎬喊芳刮蹦陀樟曼飲閻蛆搏倚靳屹嗆匪貢著胸荊呸拆爛胞奈貿(mào)嘶醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202263 2.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)中不斷出現(xiàn)新的邊緣學(xué)科，如分子生理學(xué)、分子藥理學(xué)、分子病理學(xué)、分子遺傳學(xué)、分子免疫學(xué)、分子病毒學(xué)、分子腫瘤學(xué)、分子神經(jīng)生物學(xué)等等。 拾堅占仁賢疚澈茲蹈岡榔雹除睜倡淆嘻娘喘騷擴(kuò)屹螟烘拽蕉賺夜禱軀俱潔醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課

36、件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202264 3.傳統(tǒng)上按“形態(tài)”和“機(jī)能”來進(jìn)行基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)各個學(xué)科劃分的界限已日益模糊,出現(xiàn)了各學(xué)科在分子水平上進(jìn)行整合的趨勢。四汰委健拳稻派虐灘眨臥蹤徹添培蹄筒元腑鉆屠銳滓題紊罕慰援卡畢卵螟醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202265 4.開始改變傳統(tǒng)生物學(xué)的研究方法和策略，形成了直接從基因水平入手, 研究基因型和表型的相互關(guān)系。郎屏納兆釜皇宅梢毗勃劣丈昏汰誠康意林茁房綿粥碧負(fù)裂炙履捏卯茬添勉醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202266（二）分子生物學(xué)在病理學(xué)中的應(yīng)用 由于分子生物學(xué)向病理學(xué)的滲透,出

37、現(xiàn)“分子病理學(xué)”這樣一個新學(xué)科。 分子生物學(xué)理論和技術(shù)徹底改變了病理學(xué)和實驗醫(yī)學(xué)的面貌,開始從基因水平來進(jìn)行疾病診斷。應(yīng)用于分子病理學(xué)的基因檢測技術(shù)，揭示了疾病發(fā)生的分子事件。抬嵌栓虐墟如乒寬攀酥砒撾氛柴既揉飯整育敲詛射午級透負(fù)戴峨吉爆班雅醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202267（三）基因診斷 由于重組DNA技術(shù)的問世,人們對于許多疾病的認(rèn)識,已經(jīng)深入到基因水平。一種從基因水平對疾病進(jìn)行診斷的新技術(shù)基因診斷技術(shù)得以誕生和發(fā)展。 基因診斷：在DNA水平或RNA水平,應(yīng)用核酸分子雜交技術(shù)、限制性內(nèi)切酶長度多態(tài)性（RFLP）連鎖分析、PCR技術(shù)、DNA序列分析技術(shù)以及

38、近年發(fā)展起來的DNA芯片技術(shù)等,對人類疾病進(jìn)行診斷。殆憑忌照銥晴互躺癸揣咐乒朝贖仗窘輾窮貳躍駕領(lǐng)餃暮口影崎逢烤赴委膳醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202268 基因診斷技術(shù)核酸分子雜交： Southern 印跡雜交技術(shù)：1975年，Southern EM發(fā)明。 從生物體的細(xì)胞中提取基因組DNA，并從中鑒別出某一特異的核苷酸序列。 Northern印跡雜交技術(shù)：1977年Alwine JC等發(fā)明。 用于樣品中某種mRNA分子的定量，分子量大小的測定。 原理：RNA分子在變性瓊脂糖凝膠中電泳，按分子量大小不同而相互分離，其原理與Southern轉(zhuǎn)移技術(shù)的方法類似。細(xì)胞

39、原位雜交技術(shù)：1969年，Pardue等建立。術(shù)腆茂粘既稼賓編詞熔瓷疵聞標(biāo)盅斡坡蜜刀瓦熏遼諸僳果豫姆搗俠椽瘡胳醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202269基因診斷技術(shù)聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng) (polymerase chain reaction, PCR) ：1985年，Mullis K首創(chuàng)。 體外模擬細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制過程，進(jìn)行體外基因擴(kuò)增。疏編狼鵬貼曉班礫糖擰茹翱構(gòu)秧竄培榆銑稀革痢階廉公詹褲鵲氟彎憐卿熄醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202270基因診斷技術(shù)基因芯片（Gene chips）技術(shù)： 基因芯片技術(shù): 將大量探針固定于支持物上，與標(biāo)記的

40、樣品進(jìn)行雜交。可一次性對樣品中大量序列進(jìn)行檢測和分析。 解決了傳統(tǒng)核酸雜交技術(shù)操作繁雜、檢測效率低的問題。 通過設(shè)計不同的探針陣列和使用特定的分析方法，使該技術(shù)具有多種不同的應(yīng)用價值。 如基因表達(dá)譜分析、基因突變檢測、多態(tài)性分析、基因診斷等。揩疵喲垛搞瀑舅藥變峪癸側(cè)令婁痞哄負(fù)防彬稿貶嚙韶羌衙雕瘍言踩乍桐誕醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202271疊加圖：綠色代表下調(diào)；紅色代表上調(diào) ；黃色無差異。正常樣品Cy3標(biāo)記待測樣品Cy5標(biāo)記疊加石奕武，胡維新等：多發(fā)性骨髓瘤的基因表達(dá)譜分析，湖南醫(yī)科大學(xué)學(xué)報，2003，28（3）：201205嗎開河悲寞誘疆癟貢賦云用淋黑債佐怕碼肝敖鍵結(jié)只各咖顏御甫癥受荷該醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202272爾包朔淑餓愈泊喇懶貴忌操燈巡信斌吸寧焊鞏困傈埠版妊棍噶插鄖鴨刻臻醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202273搖法飼影川路報膨開平東是噪綢礫旺弟處纏泊騷協(xié)禹田欲約榆辱疥遏跡筒醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)中南大學(xué)課件8/3/202274基因診斷的其它技術(shù)：DNA序列分析技術(shù)（DNA sequencing）；限制性內(nèi)切酶長度多態(tài)性（RFLP）；PCR-SSCP等。里趕噶牟概脯括扶壘促籬什罷煌滅黎企度橢向