動(dòng)物分子生物學(xué)課件：第1章 緒論

動(dòng)物分子生物學(xué)

AnimalMolecularBiology

孤單的mRNA你好，我是你的模板啊，額......反正我本來(lái)也活不了多久，你就陪陪我吧你好，我是RNase好其實(shí)我現(xiàn)在還不是RNase，我現(xiàn)在只是多肽。哈哈......可是我很快就會(huì)變成真的RNase了木有關(guān)系。我總是要死的我走吧，離開(kāi)了我你也許能活得久一些呢你別走。我有些話要和你說(shuō)你知道么，我也有過(guò)一個(gè)模板，他叫DNA。他現(xiàn)在在哪里呢他的啟動(dòng)子關(guān)閉了，他睡著了。是誰(shuí)把他的啟動(dòng)子關(guān)掉的呢？他還會(huì)醒過(guò)來(lái)嗎？是我把他關(guān)掉的。哈哈。但是他還會(huì)醒的，我一消失，他就又會(huì)醒來(lái)了我記得我剛被轉(zhuǎn)錄出來(lái)的時(shí)候，DNA對(duì)我說(shuō)，你好，我是你的模板。我說(shuō)你好，我是mRNA。他笑著說(shuō)很高興見(jiàn)到你，然后就慢慢睡著了。我很想念他......咳咳，我馬上就要消失了。如果他醒過(guò)來(lái)，如果你碰到他，請(qǐng)?zhí)嫖以俸退f(shuō)一句你好吧。生命科學(xué)即生物學(xué)，是通過(guò)分子遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)等學(xué)科，研究生命活動(dòng)規(guī)律、生命的本質(zhì)、生命的發(fā)育規(guī)律，以及各種生物之間和生物與環(huán)境之間相互關(guān)系的科學(xué)，最終能夠達(dá)到診斷治療遺傳病、提高農(nóng)畜產(chǎn)量、改善人類生活、保護(hù)環(huán)境等目的。微生物學(xué)生命科學(xué)植物學(xué)遺傳學(xué)免疫學(xué)動(dòng)物學(xué)生態(tài)學(xué)農(nóng)學(xué)林學(xué)分子細(xì)胞個(gè)體群體

第一章緒論第一節(jié)分子生物學(xué)的概念與研究?jī)?nèi)容第二節(jié)分子生物學(xué)的發(fā)展歷史第三節(jié)二十一世紀(jì)的分子生物學(xué)第四節(jié)分子生物學(xué)的應(yīng)用1.什么是分子生物學(xué)？廣義：從分子水平研究生命現(xiàn)象、探索生命本質(zhì)及其規(guī)律的科學(xué)。它是研究生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能以及生物大分子之間相互關(guān)系和作用的一門學(xué)科。生物大分子:

核酸（基因）、蛋白質(zhì)和糖類狹義：核酸（基因）的分子生物學(xué)，以中心法則為基礎(chǔ)，研究基因的復(fù)制、表達(dá)調(diào)控及突變與交換的分子機(jī)制。第一節(jié)分子生物學(xué)的概念與研究?jī)?nèi)容分子生物學(xué)的基本原理：構(gòu)成生命體的各類有機(jī)分子的單體在不同生物中都是相同的；生命體內(nèi)一切有機(jī)分子的形成都遵循共同的規(guī)則；特定生命體的屬性由其所擁有的核酸和蛋白質(zhì)分子決定。2.分子生物學(xué)的主要研究?jī)?nèi)容生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能生物大分子對(duì)生命活動(dòng)的調(diào)控分子生物學(xué)方法與技術(shù)研究2.分子生物學(xué)的主要研究?jī)?nèi)容核酸的結(jié)構(gòu)與功能；蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能；一級(jí)結(jié)構(gòu)：肽鏈中氨基酸的排列二級(jí)機(jī)構(gòu)：肽鏈主鏈原子的局部空間三級(jí)結(jié)構(gòu)：二級(jí)結(jié)構(gòu)在空間的盤繞四級(jí)結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)分子的亞單位間的相互作用多糖的組成、結(jié)構(gòu)與功能；2.1生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能

2.2生物大分子對(duì)生命活動(dòng)的調(diào)控

DNA復(fù)制、DNA突變與修復(fù)、mRNA的轉(zhuǎn)錄、多肽的翻譯、蛋白質(zhì)分子的組裝與修飾細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)：研究細(xì)胞內(nèi)外間信息傳遞的分子機(jī)制細(xì)胞增殖、分化、分泌狀態(tài)等的變化適應(yīng)內(nèi)外環(huán)境的需要信號(hào)

蛋白質(zhì)變構(gòu)磷酸化、乙酰化蛋白互作

……2.3分子生物學(xué)方法與技術(shù)研究生物工程：以生物學(xué)的理論和技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合化工、機(jī)械、電子計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代工程技術(shù)，運(yùn)用分子生物學(xué)技術(shù)，操縱遺傳物質(zhì)，定向地改造生物或其功能，短期內(nèi)創(chuàng)造出新物種，再通過(guò)合適的生物反應(yīng)器對(duì)這類“工程菌”或“工程細(xì)胞株”進(jìn)行大規(guī)模的培養(yǎng)，以生產(chǎn)大量有用代謝產(chǎn)物或發(fā)揮它們獨(dú)特生理功能的一門新興技術(shù)。遺傳工程(基因工程)；細(xì)胞工程；微生物工程(發(fā)酵工程)；酶工程(生化工程)；生物反應(yīng)器工程；生物工程第二節(jié)分子生物學(xué)的發(fā)展歷程分子生物學(xué)的早期研究分子生物學(xué)的建立和發(fā)展分子生物學(xué)的鼎盛發(fā)展期分子生物學(xué)的早期研究

孟德?tīng)朑regorMendel(1822-1884)

摩爾根ThomasHuntMorgan（1866-1945）豌豆雜交實(shí)驗(yàn)遺傳因子的分離和自由組合定律連鎖定律遺傳學(xué)的創(chuàng)立分子生物學(xué)的早期研究生物化學(xué)的發(fā)展蛋白質(zhì)19世紀(jì)末，Buchner兄弟首次提出酶的概念；1902年，F(xiàn)isher證實(shí)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)是多肽；1953年，Sanger完成第一個(gè)多肽分子的氨基酸全序列分析；1950年，Pauling和Corey提出了α-角蛋白的α螺旋結(jié)構(gòu)模型。分子生物學(xué)的早期研究生物化學(xué)的發(fā)展核酸1868年，Miescher發(fā)現(xiàn)了核素（nuclein），后被確認(rèn)為核酸（DNA和RNA）；1944年，Avery證明了肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化因子是DNA；1952年，Hershey和Chase利用噬菌體感染實(shí)驗(yàn)證實(shí)了DNA是攜帶遺傳信息的物質(zhì)；1951年，Chargaff提出了DNA組成A=T、G=C的Chargaff規(guī)則；1952年，F(xiàn)urbery提出了DNA的螺旋結(jié)構(gòu)。2.分子生物學(xué)的建立和發(fā)展中心法則1958年，Crick提出了“中心法則”；1956年，Kornbery發(fā)現(xiàn)了DNA聚合酶I；1958年，Meselson和Stahl證明了DNA半保留復(fù)制模型；1968年，岡崎提出DNA不連續(xù)復(fù)制模型；1961年，Hall和Spiegelman闡明了RNA轉(zhuǎn)錄合成的機(jī)理；Nirenberg等人破譯RNA編碼合成蛋白的遺傳密碼；Temin等人發(fā)現(xiàn)以RNA為模板合成DNA的逆轉(zhuǎn)錄現(xiàn)象；中心法則的提出證實(shí)了核酸的功能是存儲(chǔ)和傳遞遺傳信息，指導(dǎo)和控制蛋白質(zhì)的合成3.分子生物學(xué)的鼎盛發(fā)展期始于20世紀(jì)70年代基因工程技術(shù)的建立與發(fā)展重組DNA技術(shù)、基因測(cè)序技術(shù)、轉(zhuǎn)基因與克隆技術(shù)等基因組研究結(jié)構(gòu)基因組：1990年，人類基因組計(jì)劃（HumanGenomeProject，HGP）；功能基因組：后基因組時(shí)代蛋白質(zhì)組學(xué)研究對(duì)蛋白質(zhì)的識(shí)別和定量化，確定在細(xì)胞內(nèi)外的定位、修飾、相互反應(yīng)、活性，最終確定功能基因的表達(dá)與調(diào)控第三節(jié)21世紀(jì)的分子生物學(xué)由宏觀到微觀的發(fā)展過(guò)程由形態(tài)、表型的描述逐步分解、細(xì)化到生物體的各種分子及其功能的研究HGP和隨后發(fā)展的各種組學(xué)技術(shù)把生物學(xué)帶入了系統(tǒng)科學(xué)的時(shí)代20世紀(jì)的生物學(xué)經(jīng)歷了系統(tǒng)生物學(xué)(Systemsbiology)系統(tǒng)生物學(xué)是在細(xì)胞、組織、器官和生物體整體水平研究結(jié)構(gòu)和功能各異的各種分子及其相互作用，并通過(guò)計(jì)算生物學(xué)來(lái)定量描述和預(yù)測(cè)生物功能、表型和行為。對(duì)生命現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)從單基因、單蛋白質(zhì)、單代謝途徑水平向全基因組、蛋白質(zhì)組、代謝網(wǎng)絡(luò)整體水平發(fā)展現(xiàn)代生命科學(xué)研究的理論與技術(shù)從較長(zhǎng)期的積累走向應(yīng)用

21世紀(jì)生命科學(xué)發(fā)展的重要態(tài)勢(shì)1.在農(nóng)牧業(yè)的應(yīng)用2.在基礎(chǔ)生命科學(xué)研究上的應(yīng)用3.非常規(guī)技術(shù)(體細(xì)胞克隆，生物反應(yīng)器)第四節(jié)

分子生物學(xué)的應(yīng)用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物育種肌肉生長(zhǎng)遏制素(MSTN)基因的發(fā)現(xiàn)肌肉生長(zhǎng)遏制素(MSTN)基因是調(diào)節(jié)骨骼肌生長(zhǎng)的負(fù)面調(diào)控因子;最早是在小鼠骨骼肌cDNA文庫(kù)中發(fā)現(xiàn)的一個(gè)新基因;有雙肌現(xiàn)象的比利時(shí)蘭牛和皮埃蒙特牛中，該基因產(chǎn)生突變。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物育種Nature.2015Jul2;523(7558):13-4.Super-musclypigscreatedbysmallgenetictweak.CyranoskiD.基因敲除技術(shù)：肌肉生長(zhǎng)遏制素(MSTN)，其活性的喪失表現(xiàn)為動(dòng)物的“雙肌”性狀疾病的快速檢測(cè)定量PCR反應(yīng)（2h以內(nèi)）克隆與轉(zhuǎn)基因克隆動(dòng)物克隆綿羊DollyeGFP轉(zhuǎn)基因克隆豬異種克隆——珍稀、瀕危動(dòng)物克隆大熊貓克隆大熊貓表皮細(xì)胞注進(jìn)去核的兔卵母細(xì)胞

植入貓子宮

分娩出大熊貓陳大元我們要學(xué)習(xí)的內(nèi)容：DNA的分子結(jié)構(gòu)DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄及翻譯基因的概念及發(fā)展DNA的損傷與修復(fù)基因的表達(dá)調(diào)控動(dòng)物的基因組動(dòng)物的分子標(biāo)記及應(yīng)用DNA序列測(cè)定技術(shù)分子生物學(xué)發(fā)展前沿牟春燕苗義良課程考核：基本理論:課程考試（60%）實(shí)驗(yàn)技能:實(shí)驗(yàn)課+實(shí)驗(yàn)報(bào)告（20%）課堂討論和考勤:回答問(wèn)題（20%）主要參考書目楊業(yè)華等.分子遺傳學(xué)李振綱.2000.分子遺傳學(xué)孫乃恩等.1990.分子遺傳學(xué)趙書紅，動(dòng)物分子生物學(xué)，2010.高等教育出版社。