醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)第一章緒論基礎(chǔ)知識

醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)MedicalMolecularBiology主要參考書目：現(xiàn)代分子生物學(xué)（第4版）朱玉賢、李毅編著高等教育出版社2013分子生物學(xué)陳啟民、耿運琪著高等教育出版社2010醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)周春燕等主編人民衛(wèi)生出版社2014第一章緒論

一、分子生物學(xué)的基本含義二、分子生物學(xué)的發(fā)展簡史三、分子生物學(xué)的主要研究內(nèi)容四、分子生物學(xué)與醫(yī)學(xué)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：一、分子生物學(xué)的基本含義

從廣義來講，分子生物學(xué)是從分子水平闡明生命現(xiàn)象和生物學(xué)規(guī)律的一門新興的邊緣學(xué)科。它主要對蛋白質(zhì)尤其是核酸等生物大分子結(jié)構(gòu)和功能以及遺傳信息的傳遞過程進行研究。

從狹義來講，分子生物學(xué)的范疇偏重于核酸（或基因）的分子生物學(xué)，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，當(dāng)然其中也涉及與這些過程有關(guān)的蛋白質(zhì)和酶的結(jié)構(gòu)與功能的研究。醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)是分子生物學(xué)的一個重要分支，是從分子水平研究人體在正常和疾病狀態(tài)下生命活動及其規(guī)律的一門科學(xué)。它主要研究人體生物大分子和大分子體系的結(jié)構(gòu)、功能、相互作用及其同疾病發(fā)生、發(fā)展的關(guān)系。

1871年，瑞士醫(yī)生Miescher從死亡的白細(xì)胞核中分離出脫氧核糖核酸（DNA）；

ThediscoveryofDNAMiescher二、分子生物學(xué)的發(fā)展簡史轉(zhuǎn)化實驗

1928年，Griffith做了肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗，發(fā)現(xiàn)肺炎鏈球菌（Pneumococcus）的無毒菌株與其被殺死的有毒菌株混合，即變成致病菌株；

1944年，Avery等人發(fā)現(xiàn)從致病力強的光滑型（S型）肺炎提取的DNA能使致病力弱的粗糙型（R型）轉(zhuǎn)化成S型。1952年，Hershey和Chase噬菌體浸染細(xì)菌的實驗

1、DNA結(jié)構(gòu)的研究1949年，Chargaff規(guī)律：A=T,G=C；A+T/G+C1950～1952年，Wilkins用X射線衍射技術(shù)測定DNA纖維的結(jié)構(gòu)，它的衍射圖像表明DNA具有典型的螺旋結(jié)構(gòu)，并且由兩條以上的多核苷酸鏈構(gòu)成；1953年P(guān)auling曾經(jīng)提出DNA分子具有雙股螺旋的設(shè)想；同年，Watson和Crick提出了DNA的雙螺旋模型。分子生物學(xué)的建立和發(fā)展階段WatsonCrick雙螺旋結(jié)構(gòu)DNA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

DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建立DNA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WatsonJD和CrickFHC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)。雙鏈反向平行以5’~3’為正方向，從兩端看結(jié)構(gòu)相同。2、遺傳信息傳遞中心法則的建立

1956年，Kornber在大腸桿菌的無細(xì)胞提取液中實現(xiàn)了DNA的合成，并從E.col中分離出DNA聚合酶；1958年，Meselson與Stahl的實驗證明，DNA復(fù)制時DNA分子的兩條鏈先行分開。他們用15N重同位素及密度梯度超速離心證明了DNA的復(fù)制是一種半保留復(fù)制。1954年，Crick提出了中心法則

1961年，Yanofsky和Brener提出了三聯(lián)體（triplet）的設(shè)想，即三種堿基編碼一種氨基酸；1963年，Nirenberg及Matthai的努力研究，編碼氨基酸的遺傳密碼終于得到破譯；密碼表1965年，法國科學(xué)家Jacob和Monod提出并證實了操縱子作為調(diào)節(jié)細(xì)菌細(xì)胞代謝的分子機制，同時還首次提出了mRNA分子。1970年,Smith從E.coli中分離出第一個能切割DNA的酶，由于它能在DNA核苷酸序列的專一位點上切割DNA分子，他將這種酶稱為限制性酶（restritionenzyme）。1970年，Temin和Baltimore首次分別發(fā)現(xiàn)反轉(zhuǎn)錄酶（reversetranscriptase），該酶以RNA為模板催化DNA的合成。1972年Berg首次將用限制性內(nèi)切酶切割的不同DNA片段用連接酶連接起來，并將這個重組的DNA分子有效地插入到細(xì)菌細(xì)胞中，重組的DNA進行繁殖，于是產(chǎn)生了重組DNA的克?。–lone）。分子生物學(xué)的深入發(fā)展和應(yīng)用階段1、重組技術(shù)的建立和發(fā)展2、基因組研究的發(fā)展3、功能基因組研究的發(fā)展4、基因表達(dá)調(diào)控機理的研究基因組、功能基因組及生物信息學(xué)研究基因組：指某種生物單倍體染色體中所含有基因的總數(shù)，也就是包含個體生長、發(fā)育等一切生命活動所需的全部遺傳信息的整套核酸。功能基因組：又稱后基因組，是在基因組計劃的基礎(chǔ)上建立起來的，它主要研究基因及其所編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能，指導(dǎo)人們充分準(zhǔn)確地利用這些基因的產(chǎn)物。人類基因組計劃（humangenomeproject,HGP）美國科學(xué)家、諾貝爾獎獲得者DulbeccoR于1986年在美國《Science》雜志上發(fā)表的短文中率先提出，并認(rèn)為這是加快癌癥研究進程的一條有效途徑。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。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。分子生物學(xué)分子結(jié)構(gòu)生物學(xué)分子發(fā)育生物學(xué)分子神經(jīng)生物學(xué)分