《分子生物学绪论》PPT课件

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1、分子生物学上课教材：《现代分子生物学》（第三版），朱玉贤等，高教社，2007年出版。参考教材：Lehningerprinciplesofbiochemistry(partⅣ)，英文和中文版。GenesⅧ，英文和中文版。讲课：郑权zhengquan@buaa.edu.cn82339872（办公室312），13522996242第一章分子生物学绪论1.分子生物学的概念2.分子生物学的研究内容3.分子生物学的发展历程4.分子生物学发展的趋势本章要求：1.了解分子生物学广义与狭义的定义。2.了解分子生物学研究的主要内容。3.理解分子生物

2、学发展历程中重要发现及其理论意义。4.熟悉当今分子生物学发展的趋势。1.分子生物学的概念（1）定义研究核酸和蛋白质等生物大分子的结构与功能，并从分子水平上阐述核酸与蛋白质、蛋白质与蛋白质之间相互作用的关系及其基因表达调控机理的学科。（2）分子生物学的范畴广义的分子生物学：核酸和蛋白质等生物大分子结构与功能的研究，以及从分子水平上阐明生命的现象和生物学规律。例如，蛋白质的结构和功能、酶的作用机理和动力学、膜蛋白结构与功能以及跨膜运输、核酸的结构与功能等。狭义的分子生物学:偏重于核酸(基因)的分子生物学；主要研究：基因或DNA结构与

3、功能、复制（第二章）、转录（第三章）、表达（第四章）和调节控制（第六七章）等过程，重点是遗传中心法则（见图）和基因的解析（见图）。2．分子生物学的研究内容按照狭义的分子生物学，现代分子生物学的研究内容包括5个大的方面：（1）基因与基因组的结构与功能分子生物学发展的主线——基因的研究经典的分子生物学：研究染色体和DNA的结构与功能。现代的分子生物学：研究基因与基因组的精细和高级的结构与功能。（2）DNA的复制、转录和翻译——教材第二三四章包含两个方面：①研究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

4、我复制、转录和反转录以及翻译；②研究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。（3）基因表达调控的研究基因表达的实质是遗传信息的转录和翻译。基因表达的调控主要发生在转录水平和翻译水平上。原核生物的基因表达调控（教材第七章）——原核生物的基因组和染色体结构都比真核生物简单，转录和翻译在同一时间和空间内发生，基因表达的调控主要发生在转录水平。真核生物的基因表达调控（第八章）——真核生物有细胞核结构，转录和翻译过程在不同的时间和空间，且在转录和翻译后都有复杂的信息加工过程，其基因表达的调控可以发生在各种不同的水

5、平上。基因表达调控主要表现在上游调控序列、信号传导、转录因子以及RNA剪辑等方面。（4）DNA重组技术DNA重组技术是分子生物学的应用，包括基因工程和蛋白质工程（教材第五章），在“生物技术”课程详细讨论。DNA重组技术的应用：①最主要的用于大量生产一些在正常细胞中产量很低而价值很高的多肽和蛋白质，提高产量，降低成本。常见的基因工程药物：胰岛素，干扰素，白介素，促红细胞生成素，乙肝基因工程疫苗等。②用于定向改造某些生物的基因结构（属于蛋白质工程范畴），使它们所具备的特殊功能更符合人类生存和生活的需要，能成倍地提高其经济价值。③用于

6、分子生物学领域的基础研究，例如：启动子、转录因子的克隆与分析等。（5）结构分子生物学结构分子生物学：研究生物大分子特定的空间结构以及结构变化与其生物学功能关系的科学。内容——结构的测定、结构变化规律的探索和结构与功能相互关系。基础：生物化学、物理学、化学、计算机和工程学。研究手段：X-射线衍射的晶体学例子：DNA双螺旋结构的发现，结晶牛胰岛素。药物开发应用：寻找药物设计、开发的靶点；寻找：HIV，HBV和SARS等各种病毒的感染和复制等生命过程的蛋白酶的活性部位。4.分子生物学发展的历程经历50多年的发展，分子生物学现在能从分子

7、水平上认识核酸的结构与功能以及复制、转录、翻译、剪接、加工、修饰等的详尽过程。而且已经测知了许多重要生物的基因组及其结构与功能，真正从分子水平上对这些基因控制的生长、发育、变异等一系列生物学问题有了更深入的了解。分子生物学的发展过程可简单地概括为三个阶段。（1）人类对DNA和遗传信息传递的认识阶段1864-1884年，孟德尔发现遗传定律。1868年，瑞士Miescher从伤口的脓细胞核中提取到一种富含磷元素的酸性化合物，称为核素(nuclein)；1869年他又从鲑鱼精子中分离出类似的物质，并指出它是由一种碱性蛋白质与一种酸性物

8、质组成，此酸性物质即是现在的nucleicacid。1900年，孟德尔的遗传定律得到认可。1909年，丹麦Johnnsen首先使用gene一词。1910年，德国Kossel第一次分离获得单核苷酸。1910年，摩尔根发现了遗传连锁定律，使得基因在染色体上的假说有了