分子生物学 第一章 绪论

现代分子生物学李江朱玉贤《现代分子生物学》，高等教育出版社孙乃恩《分子遗传学》，南京大学出版社。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》，科学出版社沈羽非《真核基因表达调控》，北京高等教育出版社Lewin,B,GenesVII,OxfordUniversityPressTurnerP.C.etal.MolecularBiology.科学出版社WeaverR.MolecularBiology.科学出版社2005年2月出版2004年2月出版第一章绪论•达尔文进化论过度繁殖、遗传变异、自然选择“物竞天择，适者生存”•细胞学说细胞是所有动植物的基本结构单位每个细胞相对独立，一个生物体内各细胞之间协同配合一切细胞来自细胞•经典生物化学和遗传学•DNA的发现第一节分子生物学的含义分子生物学（molecularbiology)•广义：是研究蛋白质及核酸等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关系的科学。从分子水平阐明生命现象和生物学规律。•狭义：主要研究基因或DNA的复制、转录、表达和调节控制等过程。第二节分子生物学发展简史•1928年英国科学家Griffith等人发现肺炎链球菌可以引起肺炎，导致小鼠死亡。•1944年美国微生物学家Avery通过肺炎链球菌对小鼠的感染实验，证明DNA是遗传信息的载体。•1953年Watson和Crick提出DNA右手双螺旋模型，于1962年和Wilkins共享诺贝尔生理医学奖。•同年，Sanger首次阐明了胰岛素的一级结构，开创了蛋白质序列分析的先河，他于1958年获诺贝尔化学奖。•1954年Crick提出遗传信息传递的中心法则。•1958年，Meselson和Stahl提出了DNA的半保留复制。•1961年，法国科学家Jacob和Monod提出了调节基因表达的操纵子（operon）模型，1965年获得诺贝尔生理医学奖。他们还首次提出了信使核糖核酸（mRNA）的存在及作用。•同年，Nirenberg等人应用合成的mRNA分子[poly(U)]破译出第一批遗传密码。•1966年，美国科学家Nirenberg等人破译了全部的DNA遗传密码，1969年与Holley和Khorana分享了诺贝尔生理医学奖。•1967年发现了可将DNA连接起来的DNA连接酶。•1970年Smith、Qilcox及Kelley分离到第一种可以在DNA特定位点将DNA分子切开的限制性核酸内切酶。同年，美国的Temin和Baltimore发现RNA肿瘤病毒中存在逆转录酶，他们于1975年共享诺贝尔生理学奖。•1972年，Berg、Boyer等人第一次成功地完成了DNA重组实验。•1974年，首次实现了异源真核生物的基因在大肠杆菌中的表达。•1975~1977年，美国人Sanger和Gilbert发明了快速DNA序列测定技术，并于1977年完成了噬菌体ΦX174基因组（5386bp）的序列测定。1980年Sanger和Gilbert与Berg分享了诺贝尔化学奖。•1982年Prusiner提出“感染性蛋白质颗粒”的存在；次年将这种蛋白颗粒命名为阮病毒蛋白（prionprotein,PrP）。1997年，Prusiner因为发现朊病毒而获得诺贝尔生理医学奖。•1984年，德国人Kohler、美国人Milstein和丹麦科学家Jern由于发展了单克隆抗体技术而分享了诺贝尔生理医学奖。•1986年，Mullis发明了PCR技术。1993年Mullis与第一个设计定点突变的Smith共享了诺贝尔化学奖。•1988年Waston出任“人类基因组计划”首席科学家，举世瞩目的人类基因组测序工作开始启动。•1993年，美国科学家Roberts和Sharp由于在不连续基因方面的工作而获得诺贝尔生理医学奖。•1996年，酵母基因组DNA的全部序列测定工作完成。•2000年6月26日，人类基因组工作框架图绘制完成。第三节分子生物学研究内容分子生物学的3条基本原理：•构成生物体各类有机大分子的单体在不同生物中都是相同的；•生物体内一切有机大分子的构成都遵循共同的规则；•某一特定生物体所拥有的核酸及蛋白质分子决定了它的属性。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年,Boyer获得第一个重组DNA分子1972-BergEcoRIrecognitionsitesλphageDNAEcoRIcutsDNAintofragmentsStickyendSV40DNAThetwofragmentssticktogetherbybasepairingDNAligaseRecombinantDNA•基因的表达调控信号转导研究转录因子研究RNA剪接•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分子生物学在生命科学中的位置•与生物化学关系密切•与微生物学密不可分•对遗传学的影响•对发育生物学的影响•对分类和进化研究的影响•对神经生物学的影响•分子细胞生物学•对现代医学的影响•其他生物学范畴内所有学科在分子水平上的统一。第四节分子生物学的现状和展望•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。作业：1.分子生物学的定义。2.简述分子生物学的主要研究内容。