现代分子生物学第一章.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,级,*,朱玉贤 现代分子生物学，高等教育出版社,阎隆飞 分子生物学，中国农业大学出版社，,李振刚 分子遗传学，科学出版社,P.C.特纳 等分子生物学精要速览科学出版社,沈羽非,真核基因表达调控,，,北京高等教育出版社,Lewin,B,Genes VII,Oxford University Press,Turner P.C.et al.Molecular Biology.科学出版社,Weaver R.Molecular Biology.科学出版社,参 考 书 目,2005年2月出版,2004年2月出版,讲授的内容介绍：,1、,绪论,2、染色体与DNA,3、生物信息的传递（上）从DNA到RNA,4、生物信息的传递（下）从mRNA到蛋白质,5、分子生物学研究方法,6、基因的表达与调控（上）原核,7、基因的表达与调控（下）真核,8、疾病与人类健康（癌症、病毒和基因治疗）,9、基因与发育,10、基因组与比较基因组学,一、,回顾所学知识点,1、创世说与进化论,达尔文、1859年物种起源，确立了进化论的概念,2、细胞学说（1847）,德国 Schleiden,德国 Schwann,细胞学说的主要内容有：,细胞是有机体，一切动植物都是由单细胞发育而来，即生物是由细胞和细胞的产物所组成；,所有细胞在结构和组成上基本相似；,新细胞是由已存在的细胞分裂而来；,生物的疾病是因为其细胞机能失常。,3、经典的生物化学和遗传学,19世纪中叶，蛋白质,19世纪中叶到20世纪初，组成蛋白质的20种基本氨基酸被相继发现（1935年，苏氨酸）,著名生物化学家Fisher还论证了连接相邻氨基酸的“肽键”的形成。,孟德尔,Gregor Mendel,(1822-1884),奥地利科学家，经典遗传学的奠基人,1857-1864的7年中，进行了豌豆的杂交研究，1865 年发表了他的划时代的论文,植物杂交试验,在论文中提出了“,遗传因子,”的概念，并得出了三条规律：,显性规律,(The Law of Dominance),分离规律,（,The Law of Segregation,）,自由组合规律,（,The Law of Independent Assortment,）,在孟德尔遗传学的基础上，美国著名的遗传学家Morgan又提出了,基因学说,。,连锁遗传规律,第一章 绪论,回顾所学知识点,分子生物学定义,分子生物学发展简史,分子生物学研究内容,分子生物学展望,二、分子生物学定义,从,分子,水平,研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象本质的科学,，主要指,遗传信息,的,传递,（复制）、,保持,（损伤和修复）、,基因的表达,（转录和翻译）与,调控,。,第一章 绪论,回顾所学知识点,分子生物学定义,分子生物学发展简史,分子生物学研究内容,分子生物学展望,三、分子生物学发展简史,1、孕育阶段（,18201950年代）,1865年，孟德尔发表了他的植物杂交实验一文，首次阐述了生物界有规律的遗传现象。,“遗传因子,”,1900年，孟德尔遗传规律被证实，成为近代遗传学基础。,1910年，,Morgan,的染色体基因遗传理论，,Gene,存在于染色体上。,进一步将“性状”与“基因”相耦联，成为现代遗传学的奠基石。,1944年，美国微生物学家Avery证明基因就是DNA分子，提出 DNA是遗传信息的载体。,1957年，,Heinz Fraenkel-Conrat,和,B.Singre,的,杂合病毒实验：,烟草花叶病毒的感染和繁殖过程证实RNA,也是重要的遗传物质,2、创立阶段（19501970年代）,1953年，美国科学家Watson 和英国科学家Crick提出,DNA Double Helix model,1962年,Watson、Crick,与Wilkins共享诺贝尔生理医学奖,通过对DNA分子的X射线衍射研究证实了前两者提出的DNA的模型,1958年Crick提出中心法则。,中国科学院2001年硕士入学考试分子遗传学试题:,何谓中心法则？如何基于该法则来解释生物形状的遗传和变异？（10分）,1958年，Meselson 和Stahl证明 DNA半保留复制。,半保留复制是遗传消息能准确传代的保证。是物质稳性的分子基础。,Stahl,Meselson,1959年，美籍西班牙裔科学家Ochoa发现了细菌的多核苷酸磷酸化酶，合成了核糖核酸；美国Kornberg实现了DNA分子在细菌细胞和试管内的复制，而分享了诺贝尔生理医学奖。,1961年，法国科学家Jacob（雅各布）,和Monod（莫诺）提出操纵子学说（第六章）,1968年，Nirenberg、Holley和Khorana解读了遗传密码及其在蛋白质合成方面的技能而分享诺贝尔生理医学奖。,3、发展阶段（1970年代以后）,1970年，Temin 和Baltimore在RNA肿瘤病毒中发现逆转录酶。,桑格(Sanger）,吉尔伯特(Gilbert）,伯格（Berg）,1980年，与Gilbert和Berg共享诺贝尔化学奖,Sanger还由于测定了牛胰岛素的一级结构而获得1958年诺贝尔化学奖。,1983.,Barbara McClintock(86y),DNA transposable elememt,1983年，美国遗传学家McClintock因发现可移动的遗传因子而获得诺贝尔生理医学奖。,Kohler&Milstein,Monocloning antibody,Roberts&Sharp,Splitting gene,Mullis&Smith,PCR technique&gene mutation in locus,Gilman&,Rodball,G-protein as a signal molecular in cell,Lewis&,Nusslein-Volhard,&,Wieschaus,Control gene of body developing in Drosophila,1989年Altman、Cech发现核酶,1997年，普鲁西纳朊病毒,prion,什么是遗传学中心法则?为什么说阮病毒的发现是对此法则提出了挑战?(5分),北师大2000年硕士研究生生物化学试题,第一章 绪论,回顾所学知识点,分子生物学定义,分子生物学发展简史,分子生物学研究内容,分子生物学展望,四、分子生物学研究内容,DNA重组技术（基因工程）,基因的表达调控,生物大分子的结构和功能研究(结构分子生物学）,基因组、功能基因组与生物信息学研究,DNA重组技术,是20世纪70年代初兴起的技术科学，目的是将不同DNA片段按照人们的设计定向连接起来，在特定的受体细胞中与载体同时复制并得到表达，产生影响受体细胞的新的遗传性状。,DNA重组技术是核酸化学、酶工程及遗传学等长期深入研究的结晶，而限制性内切酶DNA连接酶及其他工具酶的发现与应用则是这一技术得以建立的关键。,应用：,1、可被用于大量生产某些在正常细胞代谢中产 量很低的多肽,;,2、可用于定向改造某些生物的基因组结构;,3、可被用来进行基础研究,1972-Berg,Eco,RI recognition sites,phage DNA,Eco,RI cuts DNA into fragments,Sticky end,SV40 DNA,The two fragments stick together by base pairing,DNA ligase,Recombinant DNA,重组DNA操作过程示意图,基因的表达调控,基因的表达调控表现在三方面：,信号转导研究,转录因子研究,RNA,剪接,蛋白质分子控制了细胞的一切代谢活动，而决定蛋白质结构和合成时序的信息都由核酸（主要是脱氧核糖核酸）分子编码，所以，基因表达实质上就是遗传信息的转录和翻译过程。,结构分子生物学,研究三维结构及其运动规律，研究生物大分子,特定的空间结构及结构的运动变化与其生物学,功能的关系。,X射线衍射的晶体学（又称蛋白质晶体学）,二维和多维核磁共振法液相结构,电镜三维重组、电子衍射、中子衍射和各种频,谱学方法研究生物高分子的空间结构。,第一章 绪论,回顾所学知识点,分子生物学定义,分子生物学发展简史,分子生物学研究内容,分子生物学展望,五、分子生物学展望,21世纪是生命科学世纪，生物经济时代 结构基因组学、功能基因组学、蛋白质组学、生物信息学、,信号,跨膜转导成为新的热门领域。,课后题,何谓中心法则？,如何基于该法则来解释生物形状的遗传和变异？,为什么说阮病毒的发现是对此法则提出了挑战?,