醫(yī)學分子生物學緒論課件

醫(yī)學分子生物學汪遠金主講從整體水平到分子水平示意圖分子水平細胞水平整體水平

生命科學的發(fā)展過程MedicalMolecularBiology

分子生物學核心內容是從分子水平上研究生物體內的生物分子－核酸、蛋白質、酶等結構、功能及其相互作用等規(guī)律、闡明生命分子基礎，從而探索生命的奧秘。分子生物學成為現代生命科學的

“共同語言”一、醫(yī)學分子生物學定義Previously:Theattempttounderstandbiologicalphenomenainmolecularterms.(廣義)Present:Thestudyofgenestructureandfunctionatthemolecularlevel.Thisattempttoexplaingenesandtheiractivitiesinmolecularterms.(狹義)醫(yī)學分子生物學（medicalmolecularbiology）是分子生物學的一個重要分支，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。它主要闡明生物分子的結構、功能、調控機制及人體各種生理和病理狀態(tài)的分子機制。醫(yī)學知識發(fā)展日新月異，突飛猛進。而醫(yī)學分子生物學的研究方法是醫(yī)學科技發(fā)展的領頭羊。從DNA雙螺旋結構的發(fā)現，到RNA干擾，都滲透著分子生物學的內容。毫不夸張的說，沒有分子生物學的知識，就沒法探索生命的奧秘，也無法揭開疾病的發(fā)生機理醫(yī)學分子生物學主要解決兩方面問題：1.理論上闡明疾病和亞健康狀態(tài)發(fā)生和發(fā)展機制。2.技術上為疾病的診斷、治療和預防提供手段?，F代分子生物學已經對醫(yī)學的各個領域產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科。如分子遺傳學、分子免疫學、分子病理學、分子血液學、分子腫瘤學、分子病毒學、分子流行病學等。分子生物學打破了學科的界線醫(yī)學分子生物學把醫(yī)學各學科聯(lián)系在一起分子生物學分子藥理學分子腫瘤學分子遺傳學分子免疫學分子流行病學分子病理學分子神經學傳統(tǒng)上按“形態(tài)”和“機能”來進行基礎醫(yī)學各個學科劃分的界限已日益模糊,出現了各學科在分子水平上進行整合的趨勢。由于生命本質的高度一致性，使得這些學科可以使用同一套理論、同一套技術，來解釋和研究不同的病理、生理現象，甚至治療不同的疾病。分子生物學建立依賴構象學派（生物大分子結構研究）和信息學派（中心法則研究）內容匯合及其他學科的融合。主要包含三部分研究內容：核酸的分子生物學（第一篇）蛋白質的分子生物學（第二篇）細胞信號轉導的分子生物學（第三篇）

二、分子生物學主要內容研究內容包括生物大分子的結構、功能，生物大分子之間的相互作用及其與疾病發(fā)生、發(fā)展的關系。遺傳信息傳遞的中心法則是其理論體系的核心?；蚪M學建立是生命科學領域的領頭學科。DNARNAProtein

中心法則（centraldogma）中心法則是分子生物學的基本骨架基因表達的調控是分子生物學的血肉之驅?；蚬こ淌欠肿由飳W的技術的應用。核酸的分子生物學主要研究核酸的結構及其功能。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。分子遺傳學：形成了比較完整的理論體系和研究技術，它是目前分子生物學中內容最豐富、研究最活躍的一個領域。（一）核酸分子生物學

2007年諾貝爾醫(yī)學獎獲得者美國猶他州大學的馬里奧-R-卡佩奇（MarioR.Capecchiand）、北卡羅萊納州大學的奧利弗-史密斯（OliverSmithies）以及來自英國卡迪夫大學的馬丁-J-伊文思（MartinJ.Evans）由于基因敲除技術以及干細胞研究方面所作的貢獻獲得了2007年的諾貝爾生理/醫(yī)學獎

諾貝爾獎評審委員會的公報中說，這三位科學家獲獎是因為他們“在涉及胚胎干細胞和哺乳動物DNA重組方面的一系列突破性發(fā)現”，他們“發(fā)現了利用胚胎干細胞對老鼠基因進行特定改變的原理”，從而“引出一種強大技術的發(fā)明”。這一強大的技術就是“基因靶向”技術，也通常被稱作基因敲除?！盎虬邢颉奔夹g，也通常被稱作基因敲除?！盎虬邢颉奔夹g利用胚胎干細胞改造老鼠體內的特定基因。在“基因靶向”技術的幫助下，科學家可以使實驗鼠體內的一些“不活躍”基因失去作用，從而發(fā)現這些基因的實際功能?？茖W家希望借此發(fā)現人類一些疑難雜癥在分子水平上的發(fā)病原因，并最終找到治療途徑。目前，“基因靶向”已被應用于對囊腫性纖維化、心臟病、糖尿病、阿爾茨海默癥和癌癥的研究

DNA→儲存生命活動的各種信息，生命的操縱者。蛋白質→生命活動的執(zhí)行者。蛋白質的分子生物學主要研究蛋白質的結構與功能。（二）蛋白質分子生物學

構成生物體的每一個細胞的分裂與分化及其他各種生物學功能，均依賴于外界環(huán)境所產生的各種信號。在這些外源信號的刺激下，細胞可以將這些信號通過第二信使轉變成一系列的生物化學變化.主要研究內容：研究細胞內、細胞間信息傳遞的分子基礎。闡明這些變化的分子機制，明確每一條信號轉導途徑及參與該途徑的所有分子間的相互作用和調節(jié)方式。（三）細胞信號轉導機制研究

Fischer和Krebs發(fā)現可逆性的蛋白磷酸化過程是生物的自身調節(jié)機制，細胞內物質的不平衡可導致疾病的發(fā)生，獲得1992年諾貝爾獎。蛋白質磷酸化調節(jié)是信號轉導的分子開關EdmondH.FischerEdmondH.Fischer

1920年出生，美國人

1950年就讀于Geneva大學，并取得生物化學博士，之后一直致力于酶學方面的研究EdwinG.KrebsEdwinG.Krebs

1918年出生，美國人

1936年畢業(yè)于linoisUnversity并在華盛頓醫(yī)學院接受正規(guī)的醫(yī)學教育，取得醫(yī)學博士學位以上簡要介紹了分子生物學的發(fā)展過程及內容，可以看到在近半個世紀中它是生命科學范圍發(fā)展最為迅速的一個前沿領域，推動著整個生命科學的發(fā)展。至今分子生物學仍在迅速發(fā)展中，新成果、新技術不斷涌現，這也從另一方面說明分子生物學發(fā)展還處在初級階段。分子生物學已建立的基本規(guī)律給人們認識生命的本質指出了光明的前景，但分子生物學的歷史還短，積累的資料還不夠，

例如：在地球上千姿萬態(tài)的生物攜帶龐大的生命信息，迄今人類所了解的只是極少的一部分，還未認識核酸、蛋白質組成生命的許多基本規(guī)律；雖然我們已經獲得人類基因組DNA中3x109bp的全序列，確定了人的5-10萬個基因的一級結構，但是要徹底搞清楚這些基因產物的功能、調控、基因間的相互關系和協(xié)調，要理解80%以上不為蛋白質編碼的序列的作用等等，都還要經歷漫長的研究道路?？梢哉f分子生物學的發(fā)展前景光輝燦爛，道路還會艱難曲折。醫(yī)學分子生物學理論部分含有四篇內容：第一篇基因（重點講授內容）由八章組成。第二篇蛋白質（自學）第三篇細胞信號傳導的分子機制（重點講授內容）由五章組成。第四篇細胞增殖、分化與細胞調亡的分子機制（自學）理論學時為48、實驗學時12，總學時60。醫(yī)學分子生物學實驗分為二個實驗、每次實驗6學時。實驗一激素對血糖濃度的影響實驗二層析分離蛋白質實請班委注意安排：實驗室華佗樓302、304實驗課周理論課暫停①班：分為兩大班激素對血糖影響實驗時間7周（一下午和六上午）層析分離蛋白質實驗時間為9周（一下午和四下午）請班委注意安排：實驗室華佗樓302、304實驗課周理論課暫停②班：分為兩大班激素對血糖影響實驗時間7周（二上午和六下午）層析分離蛋白質實驗時間為9周（二上午和六下午）請班委注意安排：實驗室華佗樓302、304實驗課周理論課暫停③班分為兩大班激素對血糖影響實驗時間為7周（四上午和六下午）層析分離蛋白質實驗時間為9周（五上午和六上午）我們的出路：思路決定出路、態(tài)度決定前途、細節(jié)決定成敗、過程決定收獲。教學理念：在獲得知識的同時，獲得快樂與滿足！?考核方式：理論部分閉卷成績占60％，實驗部分成績占40％路在何方路在腳下2006年諾貝爾醫(yī)學獎獲得者安德魯·菲爾（AndrewFire），出生于1959年，美國公民，1983年獲美國麻省理工學院生物學博士學位，現任斯坦福醫(yī)學院病理學和遺傳學教授。克雷格·梅洛（CraigC.Mello），

出生于1960年，美國公民，1990年獲得哈佛大學生物學博士學位，現任馬薩諸塞州醫(yī)學院分子醫(yī)學教授。

卡羅林斯卡醫(yī)學院在頒獎聲明稱，今年諾貝爾醫(yī)學獎獲得者發(fā)現了一個有關控制基因信息流程的關鍵機制。人們的基因組通過從細胞核里的DNA向蛋白質的合成機制發(fā)出生產蛋白質的指令運作，這些指令通過mRNA傳送。美國科學家菲爾和梅洛公布了他們發(fā)現一種可以從特定基因降解mRNA的方式，在這種RNA干擾現象中，雙鏈RNA(doub