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1、分子生物学Molecularbiology本章主要内容0-1分子生物学的概念0-2分子生物学的研究内容0-3分子生物学与生物化学之间的关系0-4分子生物学发展的历程0-521世纪分子生物学发展的趋势0-1分子生物学的概念1.广义的概念:蛋白质及核酸等生物大分子结构和功能的研究都属于分子生物学的范畴,也就是从分子水平阐明生命现象和生物学规律。例如：蛋白质的结构、运动和功能，酶的作用机理和动力学，膜蛋白结构功能和跨膜运输都属于分子生物学的研究内容。狭义的概念:将分子生物学的范畴偏重于核酸(或基因)的分子生物学,主要研究基因或DNA的复制、转录、表达和调节控制等
2、过程,当然其中也涉及与这些过程相关的蛋白质和酶的结构与功能的研究。0-2分子生物学的研究内容1．基因与基因组的结构与功能2．DNA的复制、转录和翻译3．基因表达调控的研究4．DNA重组技术5．结构分子生物学1.基因与基因组的结构与功能基因的研究一直是影响整个分子生物学发展的主线。正向生物学：生物性状基因结构反向生物学：基因结构生物性状2．DNA的复制、转录和翻译DNA或基因怎样在各组相关的酶与蛋白因子的作用下，按照中心法则的规定进行自我复制、转录和反转录以及翻译。对mRNA分子剪接、加工、编辑以及对新生多肽链折叠成为有功能的结构的研究。3．基因表达调控的研
3、究生物个体遗传信息的表达具有时序性。基因表达的调控主要发生在转录和翻译水平上4．DNA重组技术（1）用于大量生产某些在正常细胞代谢中产量很低的多肽，提高产量，降低成本，使许多有价值的多肽类物质得到广泛的应用。（2）用于定向改造某些生物的基因组结构，使它们所具备的特殊功能更符合人类生存和生活的需要。（3）重组DNA技术还被用来进行基础研究。5．结构分子生物学结构分子生物学就是研究生物大分子特定的空间结构以及结构的运动变化与其生物学功能相互关系的科学。它包括结构的测定、结构运动变化规律的探索和结构与功能相互关系三个方向的研究。0-3分子生物学与生物化学之间的关
4、系0-3-1分子生物学与生物化学之间密不可分。分子生物学从分子水平研究生命现象，生物化学从分子水平研究生命现象的化学本质；从学科范畴讲，分子生物学包括了生物化学；但从研究的内容上，许多内容又属于生物化学的范畴。0-3分子生物学与生物化学之间的关系0-3-2两者在研究方向和研究方法与手段上有明显的区别研究方向：分子生物学的重点是大分子的结构与功能，而生物化学则是分子的代谢转化。研究方法：分子生物学以化学和物理的方法研究大分子结构，采用生物化学与遗传学相结合的方法探索其功能，解决大分子结构与功能及其代谢调节的关系。生物化学主要采用生物化学与化学以及生理学的方法
5、，探索生命的化学过程，解决分子转化与能量转换的问题。0-4分子生物学发展简史1.早在1871年MiesCher从死的白细胞核中分离出脱氧核糖核酸(DNA),迄今已有120年的历史。2.1944年著名微生物学家Avery等人在对肺炎双球菌的转化实验中证实了DNA是生物的遗传物质。3.Ｃhargaff(1949)从不同来源DNA测定出4种核酸碱基,即胸腺嘧啶(thymidine,T)、胞嘧啶(cytocinhC)、腺嘌呤(adenine,A)和鸟嘌呤(guanine,G)。同时G=CA=T这个规律称为Chargaff规律。4.Watson和Crick于1953
6、年在Nature杂志(171：737－738)上提出了DNA双股螺旋模型。DNA以磷酸糖链形成了双股螺旋,脱氧核糖上的碱基按Chargaff规律构成双股磷酸糖链之间的碱基对。5.Kornberg于1956年在大肠杆菌的无细胞提取液中分离出DNA聚合酶I能使4种dNTP(即dATP,dGTP,dCTP和dTTP)连接成DNA。6.Meseison与Stahl用精彩的实验证明,DNA复制时DNA分子的两条链先行分元。他们用15N重同位素及密度梯度超速离心、证明DNA复制是一种半保留复制。7.Crick于1954年提出了遗传信息传递的规律,DNA是合成RNA的模
7、板（Ｔemplate）,RNA又是合成蛋白质的模板,称之为中心法则。8.Yanofsky和Brener(1961)提出了三联体(triplet)的设想,即3个碱基编码一种氨基酸。经过Nirenberg和Matthai的努力研究，编码氨基酸的遗传密码终于得到了破译。Ｋhorana(1966)用实验证实了Nirenberg提出的遗传密码。9.蛋白质合成是分子生物学的重要课题,它的研究经历了很长的过程。早在1953年Zamkecni及其同事就开始在无细胞系统中利用放射性同位素标记的氨基酸研究蛋白质合成过程,发现蛋白质合成的场所为核糖体（ribosome）。10.
8、Monod和Jacob于50年代末对此问题做了详细研究,提出了操纵
