第1章-分子生物學發(fā)展簡史2課件

分子生物學

MolecularBiology淮海工學院海洋學院陳國強chengq113@163.com2011年秋季ThetermhasmorethanonedefinitionDefineinbroadly:tounderstandbiologicalphenomenainmolecularterms(difficulttodistinguishfrombiochemistry)Defineinrestrictively:tostudygenestructureandfunctionatthemolecularlevelWhatisMolecularbiology?GeneconceptGenestructureGenereplicationGeneexpressionGenerecombinationGenemutationMolecularBiologyoftheGene（狹義的分子生物學）第一章分子生物學發(fā)展簡史分子生物學是研究核酸、蛋白質(zhì)等生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能，并從分子水平上闡述蛋白質(zhì)與核酸、蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)之間相互作用的關系及其基因表達調(diào)控的機理的學科。中國步入世界生命科學強國1859-2009Darwin<物種的起源-第1版>

一夜間銷售而空

經(jīng)典遺傳學理論

1900.-1926.1952J.WatsonandF.Crick

對基因的概念、結(jié)構(gòu)與功能的認識發(fā)生了質(zhì)的飛躍

ModernGenetics1973年斯坦福大學Cohn加州大學Boyer

重組DNA技術1944Avery肺炎球菌轉(zhuǎn)化試驗

DNA是遺傳信息的載體2000年6月HGP提前完成功能基因組時代到來NobelmedalHalfapoundof23-karalgold.2.5inchesacross

近半個世紀以來醫(yī)學，化學中重大突破與成就者NobelPrize分子生物學發(fā)展的里程碑與主要內(nèi)容

"forhisdiscoveriesconcerningtheroleplayedbytheChromosomeinheredity,demonstratedthatgenesareonthechromosome"ThomasHuntMorganinPhysiologyorMedicine1933NobelPrize（基因?qū)W說）

TheNobelPrizeinChemistry1946

"forhisdiscoverythatenzymescanbecrystallized""fortheirpreparationofenzymesandvirusproteinsinapureform"

JamesBatchellerSumnerJohnHowardNorthropWendellMeredithStanley

CornellUniversity

RockefellerInstituteUSARockefellerInstituteUSA1887-19551891-19871904-1971TheNobelPrizeinChemistry19461958J.Lederberg(33y)PhagetransductionTheNobelPrizeinChemistry1958“forhisworkonthestructureofproteins,especiallythatofinsulin“（兩度獲諾貝爾化學獎）FrederickSangerCambridgeUniversity

1918-Beadle&Tatum1：一個基因一個酶假說（揭示了基因的基本功能）2：營養(yǎng)缺陷型研究方法（生化遺傳）采用大腸桿菌的營養(yǎng)缺陷型發(fā)現(xiàn)了細菌的遺傳重組FrancisCrick(35y)1951分子生物學的重要里程碑JamesWatson(23y)丹麥哥本哈根劍橋大學CavendishLab.閆春霞等.詹姆斯·沃森與弗朗西斯·克里克.遺傳.2003，25（3）：C0011953年4月，沃森和克里克在《自然》雜志發(fā)表了不足千字的短文-—《核酸的分子結(jié)構(gòu)-—脫氧核糖核酸的一個結(jié)構(gòu)模型》，報告了這一改變世界的發(fā)現(xiàn)。M.H.F.Wilkins&RosalindFrankin

X~rayphotographofDNAwithhighquality

(核糖與磷酸連接成的扭曲繩子，每一節(jié)上都有配對的堿基)1951.King’sLab.LondonUniversityUKJamesWatson(34y)FrancisCrick(46y)MauriceWilkins(46y)DNADoubleHelixmodel19531962（DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)）FrancoisJacob(44y)JacquesMonod(55y)(French)1：Lac.OperonTheory19652：ConceptofmRNA（操縱子理論、mRNA理論）1968R.HolleyH.G.KhoranaM.NirenbergH.GobindKhorana(46y)HowtosynthesizetripletRNAMarshallNirenberg(41y)GeneticcodenRobertHolley(46y)tRNAphecloverleafstructure（遺傳密碼的破譯）

HowardTemin(41y)DavidBaltimore(37y)Reversetranscription（反轉(zhuǎn)錄酶）

TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1978"forthediscoveryofrestrictionenzymesandtheirapplicationtoproblemsofmoleculargenetics"WernerArberDanielNathansHamiltonO.Smith

SwitzerlandBiozentrum

der

Universit?t

JohnsHopkinsUniversitySchoolofMedicine

Baltimore,USAJohnsHopkinsUniversitySchoolofMedicine

Baltimore,USA1929-1928-19991931-發(fā)現(xiàn)限制與修飾現(xiàn)象；分離出I型內(nèi)切酶分離出II型內(nèi)切酶用II型內(nèi)切酶切割DNA（內(nèi)切酶）TheNobelPrizeinChemistry1980WalterGilbertBiologicalLaboratories

Cambridge,MA,1932-"fortheircontributionsconcerningthedeterminationofbasesequencesinnucleicacids"FrederickSangerMRCLaboratoryofMolecularBiology

Cambridge,GreatBritain1918-（核酸測序）TheNobelPrizeinChemistry1980"forhisfundamentalstudiesofthebiochemistryofnucleicacids,withparticularregardtorecombinant-DNA"PaulBerg

StanfordUniversity

1926-（DNA重組技術）1983.BarbaraMcClintock(86y)DNAtransposableelement（轉(zhuǎn)座子）

TheNobelPrizeinChemistry1989"fortheirdiscoveryofcatalyticpropertiesofRNARibozyme"

SidneyAltmanThomasR.Cech

YaleUniversity

NewHaven,CT,USAUniversityofColorado

Boulder,CO,USA1939-1947（核酶：具有催化作用的RNA）TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1993

“fortheirdiscoveryofsplitgenesIn1978”RichardJ.RobertsPhillipA.Sharp（斷裂基因——對基因概念的新的理解）TheNobelPrizeinChemistry1993"forhisinventionofthepolymerasechainreaction(PCR)method"KaryB.Mullis1944-（PCR技術）StanleyB.Prusiner

UniversityofCalifornia,SchoolofMedicine,USA1942-"forhisdiscoveryofPrions-anewbiologicalprincipleofinfection"

TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1997患有庫魯病的小孩（朊病毒）discoveredkeyregulatorsofthecellcycleLelandH.HartwellR.Timothy(Tim)HuntPaulM.NurseTheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine2001發(fā)現(xiàn)了細胞周期蛋白（cyclins）--調(diào)節(jié)ＣＤＫ功能的蛋白質(zhì)細胞周期的一個關鍵調(diào)節(jié)物質(zhì)ＣＤＫ（細胞周期蛋白依賴激酶)發(fā)現(xiàn)了控制細胞周期的一類特異基因ProgrammedCellDeath(PCD)anddevelopment2002NobelPrizeinPhysiologyorMedicine（細胞的程序性死亡與發(fā)育：細胞凋亡）H.RobertHorvitzUSA

SydneyBrennerUK(開創(chuàng)用線蟲做生物學研究材料)JohnSulstonUK"fortheirdiscoveriesconcerningmagneticresonanceimaging"

TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine2003

PaulC.LauterburUSAPeterMansfieldUK（核磁共振成像的研究）"forthediscoveryofubiquitin-mediatedproteindegradation“

TheNobelPrizeinChemistry2004

AaronCiechanoverIsraelIrwinRoseUSAAvram

HershkoIsrael（泛素介導的蛋白質(zhì)降解）"fortheirdiscoveriesofodorantreceptorsandtheorganizationoftheolfactorysystem"

TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine2004

RichardAxelUSALindaB.BuckUSA（近1000種嗅覺基因）“fortheirdiscoveryofthebacteriumHelicobacterpylori(幽門螺桿菌

)anditsroleingastritis(胃炎)andpepticulcerdisease（消化性潰瘍）"

TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine2005BarryJ.Marshall（Australia）J.RobinWarren（Australia）（幽門螺旋桿菌與胃炎、胃潰瘍等腸道疾?。?/p>

TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine2006AndrewZ.Fire(USA，47y)華盛頓卡耐基研究院Craig

C.

Mello(USA，45y)馬薩諸塞大學醫(yī)學院“RNAinterference”（RNAi原理與技術）

TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine2007Mario

R.

Capecchi

Martin

J.

EvansOliver

Smithiesgenetargetembryostemcellgenetarget（基因打靶及胚胎干細胞的培養(yǎng)）

TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine2008哈拉爾德·楚爾·豪森（德）發(fā)現(xiàn)某些類型的HPV就是宮頸癌的病原體巴爾-西諾西（法）艾滋病病毒發(fā)現(xiàn)者之一呂克·蒙塔尼（法）艾滋病病毒的發(fā)現(xiàn)者之一（艾滋病病毒HIV及人乳頭狀瘤病毒HPV）TheNobelPrizeinChemistry2008RogerY.Tsien(錢永健，USA)解釋其熒光機制，并拓展出其他可標記的顏色下村修（OsamuShimomura，USA）首次分離出GFP蛋白馬丁·查爾菲(MartinChalfie)，USA首次將其在線蟲中表達（綠色熒光蛋白）

分子生物學發(fā)展的三大支持學科細胞生物學、遺傳學、生物化學1839-1847年MatthiasSchleiden&TheodorSchwann細胞的化學組成，細胞器的結(jié)構(gòu)，細胞骨架，生物大分子在細胞中的定位及功能

生物體由細胞組成

所有組織的最基本單元----形狀相似，高度分化的細胞

細胞的發(fā)生與形成是生物界普遍和永久的規(guī)律CytologyMolecularCellbiology細胞學說GregorMendel1864年GeneticsMolecularGeneticsGenestructureGeneduplicationGeneexpressionGenerecombinationGenemutation

分子生物學發(fā)展的三大支撐學科遺傳因子假說GeneticsBiochemistryNucleicAcidChemistryProteinChemistry(1936年JamesSumner)NobelPrizeinChemistry1946分子生物學發(fā)展的三大支撐學科EnzymaticnatureofcrystallineProteinBiochemistryWhatgenesare&Howtheyact?

分子生物學研究的三大主要領域基因分子生物學結(jié)構(gòu)生物學生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能生物大分子之間的互作DNA—proteinHormone—receptorEnzyme--substrate基因的概念基因的結(jié)構(gòu)基因的復制基因的表達基因的重組基因的突變生物技術理論與應用基因工程細胞工程酶工程發(fā)酵工程蛋白質(zhì)工程狹義的分子生物學

分子生物學研究領域共同遵循三大基本原則★