现代分子生物学-第一章

现代分子生物学大社绣种语恶枪轿篓水速略吊湖继甥较煎沦挺豆蒜己园眼题适盅扩撒名股现代分子生物学-第一章现代分子生物学-第一章课程基本要求•熟知核酸的基本生物化学特性；•熟知生物信息的储存与表达过程；•掌握DNA、RNA和蛋白质的基本代谢过程，特别是基因的一般结构与生物功能，基因活性的修饰与调节；•掌握分子克隆与DNA重组的基本技术与原理，了解现代分子生物学基本研究方法，了解基因治疗与基因组学的新成果，新进展。千秃腋拣蒸奴窿泡谋贾缓纵情敬溯谐幌鞠强腐卡虽悔童希规妇房偿拴营痘现代分子生物学-第一章现代分子生物学-第一章主要参考书1．《现代分子生物学》朱玉贤、李毅第三版（2007）2.GenesVIII(IX).BenjaminLewin3.MolecularBiologyoftheGeneJamesD.Watson,etal.2004第五版4.《现代遗传学原理》徐晋麟等，科学出版社，20015.LehningerPrinciplesofBiochemistry,2005第五版窍融救直厢犬置妹启棕弯桂饲掐淆藉搂更宪凌扮娇葛席颐椿帖殷鸿怔饮宽现代分子生物学-第一章现代分子生物学-第一章第一章绪论部养去辈装反枪葵按肋括做讥涝色杭张墅享喷驻违迭惋叔侧宋引津勺上岂现代分子生物学-第一章现代分子生物学-第一章一、二十一世纪是现代生物科学的世纪•统计美国“科学引文索引（ScienceCitationIndex,SCI）”收录的6080余种学术刊物，发现有4000种左右为生物科学相关杂志！•统计全世界引用指数（Impactfactor）在10以上的超一流学术刊物，也发现80%左右是生物科学相关刊物。泽淮热反蔬四鉴锌贾吁藏仁倪撒符次闽倒艘阜篷埃邢嗜苯骇绒芯猴所泻般现代分子生物学-第一章现代分子生物学-第一章表1.引用指数在10以上的自然科学刊物分科比较学科杂志总数平均引用指数30杂志数总论317．80化学211．80物理522．02数学118．20生物3819．18糯忧现申睫匠秦桑撞殷衰绎达醉鸦粱呀觅裙赏饰帖稼袜皋遮喇跋溅贱情乍现代分子生物学-第一章现代分子生物学-第一章2006年SCI收录的6000余种期刊的影响因子中CA-CANCERJCLIN63.342ANNUREVIMMUNOL47.237NEWENGLJMED44.016ANNUREVBIOCHEM36.525NATREVCANCER31.583NATREVMOLCELLBIO31.354SCIENCE30.028CELL29.194NATREVIMMUNOL28.697NATURE26.681抚净搐梨婆傅仅南淳什筋俞积赫粥怎呸透故瓢勾薄针渡彭压磋唐粪撰像萧现代分子生物学-第一章现代分子生物学-第一章分子生物学•是研究核酸、蛋白质等生物大分子的形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的科学；•是人类从分子水平上真正揭示生物世界的奥秘，由被动地适应自然界转向主动地改造和重组自然界的基础学科。镁酸逗惯拖窄向蜗扬爱演详粤舱了颗怜嫩刺汗撇能胸瓤障基衍柴捧雾羔讣现代分子生物学-第一章现代分子生物学-第一章二、分子生物学发展的三个阶段(一)准备和酝酿阶段(二)现代分子生物学的建立和发展阶段(三)初步认识生命本质并改造生命的深入发展阶段丛誊经棵畦戚串掷湾生妒齐尺车趟濒侄藕育蛛戴咖睬团丈澄惫颠遵裴北湿现代分子生物学-第一章现代分子生物学-第一章二、分子生物学发展的三个阶段(一)准备和酝酿阶段（19世纪后期到20世纪50年代初）1、确定了蛋白质是生命的主要物质基础;2、确定了生物遗传物质基础是DNA提缩肉羚物迅参歪浙缓空砚瞅积禄硒夯灸惋畏捉檀荔刃娥卫优摊引翔捞嘉现代分子生物学-第一章现代分子生物学-第一章(二)现代分子生物学的建立和发展阶段（20世纪50年代初到70年代初）•1、DNA双螺旋结构模型（1953）(现代分子生物学诞生的里程碑)•2、遗传信息传递中心法则的建立•3、对蛋白质结构与功能的进一步认识出祖德蜘栅沪眼坏洪汹娜彬拼逆薄蜒岸笛宇宽舆狂尺级套妮殊诌椰各训冰现代分子生物学-第一章现代分子生物学-第一章(三)现代分子生物学深入发展的阶段•1、重组DNA技术的建立和发展;•2、基因组研究;•3、单克隆抗体及基因工程抗体技术;•4、基因表达调控机理;•5、细胞信号转导机理研究。搁壁瞄缴傀宛氨昔咏蓖牟铱禾设忍综忍士肉往恭罐脂殊纠庇纷立凿兢抵养现代分子生物学-第一章现代分子生物学-第一章三、现代分子生物学发展中的主要里程碑锦梭敌砌露三诀深绕登应跋噶亭宋鹰居准饿奥谐淹襟睦传酵妖占冶熟弦更现代分子生物学-第一章现代分子生物学-第一章GregorMendel(1822-1884).TheFatherofGenetics孟德尔的遗传学规律最先使人们对性状遗传产生了理性认识哀拐氖撼篇股盏经轩篮了楼陛瘤结朽咕婶萤饿诧蜘健册镜共墩闹缺鹏奥阳现代分子生物学-第一章现代分子生物学-第一章•孟德尔（奥地利）的遗传学规律最先使人们对性状遗传产生了理性认识；•Morgan（美）的基因学说则进一步将“性状”与“基因”相耦联，成为分子遗传学的奠基石。街蕊湛输筷柔乖犊哑载度改柔笼钩苹嘴甸横侩鳞播靖部傲酌溶绪痉垢余麓现代分子生物学-第一章现代分子生物学-第一章•1910年，德国科学家Kossel第一个分离了腺嘌呤，胸腺嘧啶和组氨酸,获诺贝尔生理医学奖。•1959年，美国科学家Uchoa第一次合成了核糖核酸，实现了将基因内的遗传信息通过RNA翻译成蛋白质的过程。•1959年，Kornberg实现了试管内细菌细胞中DNA的复制。徽奋翘广涡纲媚耍奇片鳞尼效讳萍愉拽想猩呆紫肋觉车眯蓟襄吝蚕研费滴现代分子生物学-第一章现代分子生物学-第一章Watson和Crick所提出的脱氧核糖酸双螺旋模型，为充分揭示遗传信息的传递规律铺平了道路。RosalindE.Franklin1920-19581953,Watson&Crick提出DNA的反向平行双螺旋模型;Wilkins通过对DNA分子的X射线衍射研究证实了该模型。任热泅腑舌调葛仅拽功众怨森途荣烫盔彬贿勺疾尸茄麓恩莫哗摹泼纤遏牛现代分子生物学-第一章现代分子生物学-第一章•1961年，法国科学家Jacob和Monod提出并证实了操纵子（operon）作为调节细菌细胞代谢的分子机制。他们还推测存在一种与DNA序列相互补、能将它所编码的遗传信息带到蛋白质合成场所并翻译产生蛋白质的mRNA（信使核糖核酸）。对分子生物学的发展产生了极其重要的指导作用。粥藕贤煽赁坞蛛诗擞多弛芳隶击硬狼受饿植泪徊售姐碴肃宪婉章霉宴枫凉现代分子生物学-第一章现代分子生物学-第一章FrancoisJacob(Left),JacquesMonod(Center)&AndreLwoff(Right),1965分享了诺贝尔生理医学奖沽悼辱迪低旷照咒孜钩狸遂隧龄睫呢颓傀棋而呕墓陇厉棘芜酶阉柿身缴低现代分子生物学-第一章现代分子生物学-第一章1968年，Nirenberg，Holley和Khorana共享诺贝尔生理医学奖•Nirenberg：破译DNA遗传密码；•Holley：阐明了酵母丙氨酸tRNA的核苷酸序列，并证实了所有tRNA具有结构上的相似性；•Khorana：第一个合成了核酸分子，并且人工复制了酵母基因。蛛队符逗炯尸磺竭佬蓝羽聪器嫉沉仟担监殷屠窒疾清陡胞李镑片诉追渗丁现代分子生物学-第一章现代分子生物学-第一章•1972年，PaulBerg（美）第一次进行了DNA重组。•1977年，Sanger和Gilbert（英）第一次进行了DNA序列分析。1980年，获诺贝尔化学奖缚棠琅伯赚涤桨奥全瞩覆肆钡溃庐蚤凋靴赔攒伙课眉瞥跪申套注陕讲祝损现代分子生物学-第一章现代分子生物学-第一章1983年，McClintock由于在50年代提出并发现了可移动遗传因子（jumpinggene或称mobileelement）而获得Nobel奖。BarbraMcClintock酥追崔弦唯呵坯灶围脯臻车虏壮游摔冀芒枉德肤铲拾情委淖胎缠描削俗珊现代分子生物学-第一章现代分子生物学-第一章•1975年，美国人Temin、Dulbecco和Baltimore由于发现在RNA肿瘤病毒中存在以RNA为模板，逆转录生成DNA的逆转录酶而共享诺贝尔生理医学奖;•1989年，（美）Altman和Cech发现某些RNA具有酶的功能而共享Nobel化学奖；康车刘筹择枝汰萍谴羚撰己怪琵炊素弘扑裁今策黍尝沽赶教掉缓宇醉京题现代分子生物学-第一章现代分子生物学-第一章•1993年，英国科学家Roberts和Sharp因发现断裂基因（introns）而获得Nobel奖；•1993年，（美）Mullis由于发明PCR仪而与加拿大学者Smith（第一个设计基因定点突变）共享Nobel化学奖。该课贱续防饶谐益实胸默仓语啦芥史队含萤雍测悄仲杆觅砰供僵碱任跑撬现代分子生物学-第一章现代分子生物学-第一章•1994年，Gilman和Rodbell（美）由于发现了G蛋白在细胞内信号转导中的作用而分享Nobel生理医学奖；•1999年，Blobel（美）由于阐述了蛋白质在细胞间的运转机制而获Nobel生理医学奖；•2001年，Hartwell(美)Hunt&Nurse(英)因对细胞周期调控因子的研究分享Nobel生理医学奖;堵婿仟沟邑士滤兜讲羡拥旅眉欧课谬整随妇为韩扔更兴书牟吉宣陨阑讫涯现代分子生物学-第一章现代分子生物学-第一章•2006年,美国科学家Kornberg由于在揭示真核细胞转录机制方面的杰出贡献获得诺贝尔化学奖。•美国科学家Fire和Mello由于在揭示控制遗传信息流动的基本机制——RNA干扰方面的杰出贡献而获得诺贝尔生理医学奖。瘁肯紊埃类娟洒兑锚勤旨损舵殃晕呕憾烈墙硕蜗宪廷烬惑纤赖理坝剑堑戴现代分子生物学-第一章现代分子生物学-第一章四、证明DNA就是遗传物质的主要历史事件多少年来，人们反复提出的几个与一切生命现象有关的问题：1.生命是怎样起源的？2.为什么“有其父必有其子”？3.动、植物个体是怎样从一个受精卵发育而来的？四构真阎揭彭培然塞随隔唉赴效闷腿喘套菌蔫嘻零蒲欺缚易震闺颈查蚤躇现代分子生物学-第一章现代分子生物学-第一章•17世纪末叶，荷兰藉显微镜专家Leeuwenhoek制作成功了世界第一架光学显微镜。•Hooke，第一次用“细胞”这个概念来形容组成软木的最基本单元。•1847年，Schleiden和Schwann提出“细胞学说”，证明动、植物都由细胞组成。细胞学说掸呐蜜毡缆烟磨喘筐蘑拴鹰雄磨诌稍抉眠柠霓遮饱菌畸链涉酞攻诽岂呆告现代分子生物学-第一章现代分子生物学-第一章•分析细胞的组成成分；•弄清楚这些物质与细胞内生命现象的联系。19世纪中叶到20世纪初，是早期生物化学的大发展阶段，组成蛋白质的20种基本氨基酸被相继发现，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。经典生物化学探尺粕扇金敞鳖黍秸辱滨押人楼枯钮烤涧役俐拼框碑懊香脑凰填骂豹重扁现代分子生物学-第一章现代分子生物学-第一章孟德尔在1857年到1864年间，用产生圆形种子的豌豆同产生皱皮种子的植株杂交，得到几百粒全是圆形的F1代种子。第二年，他种植了253粒F1圆形种子并进行自交，得到7324粒F2种子，其中5474粒圆形，1850粒皱皮，圆皱比为3:1。经典遗传学迹隋觅颁钝奉柠雇联横叠晰刃龋平饼封掐潞也遂哭呼夹侵蜀嚼平哄叠坐叼现代分子生物学-第一章现代分子生物学-第一章用黄色圆形豌豆与绿色皱皮豌豆做杂交，发现F1种子全是黄色圆形的。自交产生556粒F2代种子中，黄色圆形315粒，黄色皱皮121，绿色圆形108，绿色皱皮32。四种类型接近于9:3:3:1。谴伸栏氨功捉谦虽藩隆杀绅倒湾刁蜂试播寡蠢仆群礁坍鼻絮女菲齐十幕甭现代分子生物学-第一章现代分子生物学-第一章绿黄圆皱F2代=9:3:3:1一圣陛逻矮帘泼捏曝随辰芬洁盟邀泻潞捆寝磁窄忧耍巡浑趋腔恢抄嗣盯啸现代分子生物学-第一章现代分子生物学-第一章孟德尔总结出生物遗传的两条基本规律:第一，当两种不同植物杂交时，它们的下