分子生物學(xué)課件第一章：醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)緒論

2023/2/31醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)

MedicalMolecularBiology

第一章緒論

Chapter1Introduction

胡維新中南大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院2023/2/322023/2/332023/2/342.分子生物學(xué)的研究?jī)?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2023/2/35

一、分子生物學(xué)的定義2023/2/36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：RobertHooke,1665Watson,Crick,19532023/2/37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)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(dòng)規(guī)律的一門綜合性學(xué)科。

生命科學(xué)的研究?jī)?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。2023/2/38

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。2023/2/39

由于分子生物學(xué)以其嶄新的觀點(diǎn)和技術(shù)對(duì)其他學(xué)科的全面滲透，推動(dòng)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。2023/2/3101950年，Astbury在一次講演中首先使用“分子生物學(xué)(MolecularBiology)”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)?，F(xiàn)代分子生物學(xué)的建立2023/2/311

在對(duì)DNA結(jié)構(gòu)的研究上，F(xiàn)urberyS等（1949～1952年）應(yīng)用X線衍射分析闡明了核苷酸并非平面的空間構(gòu)象，提出了DNA是螺旋型結(jié)構(gòu)。核酸結(jié)構(gòu)研究的重大進(jìn)展Chargaff等（1948～1953年）用新的層析和電泳技術(shù)分析了組成DNA的堿基和核苷酸量，積累了大量的數(shù)據(jù)，提出了DNA堿基組成含量比A=T、G=C的Chargaff規(guī)則，為堿基配對(duì)的DNA結(jié)構(gòu)打下了基礎(chǔ)。2023/2/312DNA的X光衍射照片1952年5月拍攝羅沙琳德·弗蘭克林（RosalindFranklin，1920－1958）英國(guó)

DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建立2023/2/313DNA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(jiǎng)1962年2023/2/314Watson和Crick的“雙螺旋結(jié)構(gòu)模型”啟動(dòng)了現(xiàn)代分子生物學(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(duì)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)。2023/2/315

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(cè)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)。2023/2/316分子克隆(molecularcloning)

重組DNA(recombinantDNA)技術(shù)是近代分子生物學(xué)技術(shù)的核心。

基因操作(genemanipulation)

基因克隆(genecloning)基因工程(geneengineering)2023/2/317分子醫(yī)學(xué)（molecularmedicine）：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(dòng)了生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)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(gè)嶄新的時(shí)代。

2023/2/318?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。

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按照自己的意愿和社會(huì)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。2023/2/320二、分子生物學(xué)的研究?jī)?nèi)容2023/2/321分子生物學(xué)的主要研究?jī)?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。主要包含三個(gè)方面的內(nèi)容：（一）核酸分子生物學(xué)（二）蛋白質(zhì)分子生物學(xué)（三）細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制研究

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核酸的分子生物學(xué)主要研究核酸的結(jié)構(gòu)與功能。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(gè)領(lǐng)域。2023/2/3231.核酸的發(fā)現(xiàn)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(shí)稱其為核素（nuclein）。

1872年，他又在鮭魚精子細(xì)胞核中發(fā)現(xiàn)了這類物質(zhì)，而且呈酸性，故稱之為核酸（nucleicacid）。FriedeichMiescher

核酸的生物學(xué)功能？

1928年以后，核酸功能研究取得了重大進(jìn)展2023/2/324In1928,anexperimentofFrederickGriffithusingpneumoniabacteriaandmice2023/2/3251952年，HersheyAD和ChaseM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，AveryOT等首次證明肺炎雙球菌的DNA與其轉(zhuǎn)化和遺傳有關(guān)。2023/2/326In1952,AlfredHersheyandMarthaChasedidanexperimentwhichissosignificant,ithasbeennicknamedthe“Hershey-ChaseExperiment”.2023/2/327In1952,AlfredHersheyandMarthaChasedidanexperimentwhichissosignificant,ithasbeennicknamedthe“Hershey-ChaseExperiment”.2023/2/328TheMeselson-Stahlexperiment（1958）showedthatDNAisreplicatedsemi-conservativelyDNAsemi-conservativeduplication

3.DNA復(fù)制模型2023/2/329DNA復(fù)制模型2023/2/3301961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。2023/2/3312023/2/3322023/2/3334.

中心法則的建立

1958年，Crick提出了分子生物學(xué)的中心法則（centraldogma）。

中心法則是分子遺傳學(xué)基本理論體系。2023/2/3342023/2/335

1970年，Temin和Baltimore從雞Rous肉瘤病毒(Roussarcomavirus，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。

2023/2/3365．DNA序列分析技術(shù)：

雙脫氧末端終止法:1977年，劍橋大學(xué)SangerF等發(fā)明。

化學(xué)裂解法:

美國(guó)MaxamI和GilbertW發(fā)明。GATC2023/2/337自動(dòng)化、高通量2023/2/338

對(duì)DNA片段的一級(jí)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(jí)結(jié)構(gòu)；

1.斷裂基因(splitgene)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)變異；5.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。2023/2/3396.基因的人工合成

1978年體外首次成功地人工合成第一個(gè)完整基因。直接證實(shí)了MendelG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)。2023/2/3407.基因組研究的進(jìn)展

基因組（genome）:一個(gè)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(gè)基因發(fā)展到生物體整個(gè)基因組?；蚪M研究已從簡(jiǎn)單的低等生物到真核生物，從多細(xì)胞生物到人類。2023/2/341

1977年:Sanger測(cè)定了ΦX174DNA全部5375bp核苷酸序列；

1978年:Fiers等測(cè)出環(huán)狀SV40DNA全部5243bp核苷酸序列；1980年代:λ噬菌體DNA全部48502堿基對(duì)的序列被測(cè)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(cè)定;1996年底:大腸桿菌基因組DNA的全部序列長(zhǎng)4×106堿基對(duì)；

1996年底:完成了真核生物酵母（Saccharomyceserevisiae）的基因組全序列測(cè)定；1998年底:長(zhǎng)達(dá)100Mb的線蟲的基因組序列測(cè)定也已全部完成。這是第一個(gè)完成的多細(xì)胞生物體的全基因組序列測(cè)定。2023/2/342

人類基因組計(jì)劃（humangenomeproject,HGP）美國(guó)科學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者DulbeccoR于1986年在美國(guó)《Science》雜志上發(fā)表的短文中率先提出，并認(rèn)為這是加快癌癥研究進(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(cè)定。測(cè)出人體細(xì)胞中24條染色體上全部30億對(duì)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(jì)劃和阿波羅登月計(jì)劃相媲美的偉大科學(xué)工程。2023/2/343

研究結(jié)果表明，人類基因數(shù)量?jī)H有3萬個(gè)左右，比此前估計(jì)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。2023/2/344

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(shí)了原核生物基因表達(dá)調(diào)控的一些規(guī)律。

2023/2/34580年代開始，人們逐步認(rèn)識(shí)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(shí)別與相互作用。小分子反義RNA、核酶、siRNA等。2023/2/3461981年，AltmanS和CechTR同時(shí)發(fā)現(xiàn)了具有催化自我剪接活性的RNA，參與基因表達(dá)的調(diào)節(jié)，這種RNA稱之為核酶。無蛋白質(zhì)存在時(shí)，核酶的內(nèi)含子RNA能使RNA鏈本身在一特殊部位切斷和連接起來，本身無消耗。這一重大發(fā)現(xiàn)為生物催化劑增添了一個(gè)RNA成員，打破了“酶必定是蛋白質(zhì)”傳統(tǒng)的觀念。

核酶2023/2/347Ribozyme作用機(jī)制示意圖2023/2/348

1993年，LeeRC等發(fā)現(xiàn)美麗線蟲(C.elegans)lin-4基因編碼的小分子RNA，其長(zhǎng)度為22～61個(gè)核苷酸，能與lin-14mRNA的3′非翻譯區(qū)（UTR）反義互補(bǔ)結(jié)合,阻斷l(xiāng)in-14的翻譯，降低美麗線蟲早期發(fā)育階段lin-14蛋白的水平。這是繼核酶以后，內(nèi)源性RNA參與基因調(diào)節(jié)的又一證據(jù)。小分子RNA2023/2/349RNA干擾（RNAi）是一種由雙鏈RNA誘發(fā)的基因沉默現(xiàn)象。在此過程中，與雙鏈RNA有同源序列的mRNA被降解，從而抑制了該基因的表達(dá)。RNA干擾過程主要有2個(gè)步驟：（1）長(zhǎng)雙鏈RNA(dsRNA)被細(xì)胞內(nèi)Dicer切成21～25個(gè)堿基對(duì)的短雙鏈RNA，稱為小干擾性RNA(siRNA)。（2）siRNA與細(xì)胞內(nèi)的某些酶和蛋白質(zhì)形成復(fù)合體--RISC，RISC可識(shí)別與siRNA有同源序列的mRNA，并在特異的位點(diǎn)將該mRNA切斷或者抑制蛋白質(zhì)翻譯。siRNA2023/2/3502023/2/351（二）蛋白質(zhì)分子生物學(xué)：

DNA→儲(chǔ)存生命活動(dòng)的各種信息。

蛋白質(zhì)→生命活動(dòng)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。2023/2/352

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(duì)酶蛋白的變性和復(fù)性實(shí)驗(yàn)，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(gè)氨基酸殘基的差別。1969年，Weber開始應(yīng)用SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳測(cè)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(jí)結(jié)構(gòu)。

中國(guó)科學(xué)家在1965年人工合成了牛胰島素；1973年又用1.8AX射線衍射分析法測(cè)定了牛胰島素的空間結(jié)構(gòu)。2023/2/353

構(gòu)成生物體的每一個(gè)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(hào)。在這些外源信號(hào)的刺激下，細(xì)胞可以將這些信號(hào)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?jī)?nèi)容：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(hào)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(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制研究2023/2/354

1965年又提出第二信使學(xué)說。

1977年，Ross等用重組實(shí)驗(yàn)證實(shí)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(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的研究有了很大的進(jìn)展。

1957年，Sutherland發(fā)現(xiàn)了cAMP。細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制研究的進(jìn)展2023/2/3552023/2/356ERK/MAPK(extracellularsignal-regulatedkinase/mitogen-activatedproteinkinase)

signaling2023/2/357三、分子生物學(xué)與生物技術(shù)2023/2/358生物技術(shù)的定義：

按照美國(guó)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)”。2023/2/359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(dòng)、植物雜交育種，嫁接等。2023/2/360

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(dòng)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。各種重組蛋白、轉(zhuǎn)基因細(xì)胞、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物和基因剔除動(dòng)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。2023/2/361

現(xiàn)代生物技術(shù)主要包括兩個(gè)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。現(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。2023/2/3621972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(shí)代。人工合成的生長(zhǎng)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(zhǎng)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(huì)的需求。生物技術(shù)進(jìn)展2023/2/363

用轉(zhuǎn)基因動(dòng)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Ⅸ基因的轉(zhuǎn)基因綿羊分泌的乳汁中含有豐富的凝血因子Ⅸ，能有效地用于血友病的治療。

轉(zhuǎn)基因動(dòng)物和基因剔除動(dòng)物2023/2/364

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(shí)間更長(zhǎng)的轉(zhuǎn)基因西紅柿投放市場(chǎng)。轉(zhuǎn)基因玉米、轉(zhuǎn)基因大豆相繼投入商品生產(chǎn)。我國(guó)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2023/2/365

1999年，法國(guó)農(nóng)民JoséBové（若澤·博韋）開著拖拉機(jī)搗毀了兩片土地上的轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物。

2000年，綠色和平組織在雅典一家豆類加工廠上懸掛標(biāo)語，上面寫著“基因危險(xiǎn)”。

2007年，綠色和平組織向歐盟委員會(huì)遞交萬人請(qǐng)?jiān)笗髿W盟實(shí)施轉(zhuǎn)基因標(biāo)簽。

2006年，中國(guó)工程院工程科技論壇－“中國(guó)食品安全問題論壇”，專家指出，目前沒有證據(jù)表明轉(zhuǎn)基因食品危害健康。

2007年，中國(guó)植保轉(zhuǎn)基因作物研討會(huì)上，專家指出，批準(zhǔn)上市的轉(zhuǎn)基因食品是安全的。轉(zhuǎn)基因食品的安全性？2023/2/366四、分子生物學(xué)與醫(yī)學(xué)2023/2/367

1.從機(jī)體表型來認(rèn)識(shí)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(shí)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(duì)疾病的認(rèn)識(shí)：2023/2/368

現(xiàn)代分子生物學(xué)已經(jīng)對(duì)醫(yī)學(xué)的各個(gè)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)、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。2023/2/369

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)。

藥物耐藥性與抗藥基因。疾病發(fā)生與易感基因。2023/2/370(一)分子生物學(xué)與醫(yī)學(xué)和生物學(xué)

分子生物學(xué)理論及其技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛滲透對(duì)醫(yī)學(xué)的影響尤為巨大。分子生物學(xué)在醫(yī)學(xué)和生物學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用，已使醫(yī)學(xué)，包括基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)，醫(yī)藥工業(yè)和相關(guān)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)生了深刻的變革,取得了輝煌的成就，并且正在不斷深入發(fā)展。2023/2/371

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)和臨床醫(yī)學(xué)從基因或DNA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。借助重組DNA技術(shù)而迅猛發(fā)展起來的醫(yī)藥工業(yè)和其他生物高技術(shù)產(chǎn)業(yè)正不斷占領(lǐng)醫(yī)藥市場(chǎng)。2023/2/372

圖分子生物學(xué)在醫(yī)學(xué)和生物學(xué)中的應(yīng)用2023/2/373（二）分子生物學(xué)與基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)

基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)是整個(gè)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(gè)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)的前沿。今后總的發(fā)展趨勢(shì)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。2023/2/374

1.對(duì)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(duì)生命的了解，由表面現(xiàn)象觀察進(jìn)入了本質(zhì)的探討。2023/2/375

2.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)中不斷出現(xiàn)新的邊緣學(xué)科，如分子病理學(xué)、分子遺傳學(xué)、分子免疫學(xué)、分子病毒學(xué)、分子生理學(xué)、分子腫瘤學(xué)、分子藥理學(xué)、分子神經(jīng)生物學(xué)等等。

2023/2/3763.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(gè)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(shì)。2023/2/377

4.改變了傳統(tǒng)生物學(xué)的研究方法和策略，直接從基因水平入手,研究基因型和表型的相互關(guān)系。2023/2/378（三）分子生物學(xué)與病理學(xué)

由于分子生物學(xué)向病理學(xué)的滲透,出現(xiàn)“分子病理學(xué)”這樣一個(gè)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(shí)驗(yàn)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(cè)技術(shù)，揭示了疾病發(fā)生的分子事件。2023/2/379（四）基因診斷

由于重組DNA技術(shù)的問世,人們對(duì)于許多疾病的認(rèn)識(shí),已經(jīng)深入到基因水平。一種從基因水平對(duì)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(zhǎng)度多態(tài)性（RFLP）連鎖分析、PCR技術(shù)、DNA序列分析技術(shù)以及近年發(fā)展起來的DNA芯片技術(shù)等,對(duì)人類疾病進(jìn)行診斷。2023/2/380

★基因診斷技術(shù)——核酸分子雜交：

Southern印跡雜交技術(shù)：1975年，SouthernEM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AlwineJC等發(fā)明。用于樣品中某種mRNA分子的定量，分子量大小的測(cè)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)胞原位雜交技術(shù)：1969年，Pardue等建立。2023/2/3812023/2/382★基因診斷技術(shù)——聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(polymerasechainreaction,PCR)：1985年，MullisK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。2023/2/383★基因診斷技術(shù)——基因芯片（Genechips）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)記的樣品進(jìn)行雜交?？梢淮涡詫?duì)樣品中大量序列進(jìn)行檢測(cè)和分析。解決了傳統(tǒng)核酸雜交技術(shù)操作繁雜、檢測(cè)效率低的問題。

通過設(shè)計(jì)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(jià)