一章分子生物学绪论.ppt

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1、MolecularBiology第一章绪论分子生物学本章主要内容一、分子生物学的基本含义二、分子生物学的主要研究内容三、分子生物学的发展简史四、分子生物学在兽医上的应用Why?一、分子生物学的基本含义是从分子水平研究生命本质，以核酸和蛋白质等生物大分子的结构及其在遗传信息和细胞信息传递中的作用为研究对象的一门新兴学科。二、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（一）DNA重组技术目的是将不同DNA片段（如某个基因或基因的一部分）按照人们的设计定向连接起来，在特定

2、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。以质粒为载体的DNA克隆过程目录DNA重组技术1、可用于定向改造某些生物的基因组结构，提高其经济价值；2、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；3、可被用来进行基础研究。（二）基因的表达调控信号转导研究转录因子（transcriptionfactor）研究RAN剪接信号转导研究转录因子研究真核生物帽子结构的加入在细胞核内完成，而且是在RNA链开始合成后即加入。真核基因结构的不连续性真核基因结构的不连续性RNA剪辑RNA剪辑（三）生物大分子的结构功能研究生物大分子在发挥生物学功能时，必

3、须具备两个前提：A它拥有特定的空间结构（三维结构）B在它发挥生物学功能的过程中，必定存在着结构和构象的变化。（四）基因组、功能基因组与生物信息学研究基因组:一个细胞（或生物体）内所有基因的组合功能基因组学：研究基因组内每个基因的具体功能及其相互关系蛋白质组计划：后基因组计划，研究蛋白质的组成、功能生物信息学：以计算机为工具对生物信息进行储存、检索和分析人染色体及其标准带纹（常染色体和性染色体）染色体—DNA—氨基酸三、分子生物学简史20世纪70s以后20世纪50s至20世纪70s19世纪至20世纪50年代改造生命的发展阶段初步认识生命本质建立和发展阶段准备和酝酿阶段

4、（一）准备和酝酿阶段产生了两点对生命本质的认识上的重大突破：即确定了蛋白质是生命的主要物质基础和生物遗传的物质是DNA。蛋白质是生命的主要物质基础1897年，Buchner兄弟用不含细胞的酵母提取液，实现了发酵，提出酶是生物催化剂。1902年EmailFisher证明蛋白质结构是多肽。1953年Sanger和Thompson完成了第一个多肽分子--胰岛素A链和B链的氨基酸全序列分析。1950年Pauling和Corey提出了α--角蛋白的α－螺旋结构模型。生物遗传的物质是ＤＮＡ基因的分子载体是DNA而不是蛋白质，BacterialStrainInjectionRes

5、ultsLivingScellsLivingRcellsHeatkilledScellsHeatkilledScellsmixedwithlivingRcellsLivingScellsinbloodsamplefromdeadmousecapsule1928FrederickGriffith&1944OswaldAveryTransformationofStreptococcuspneumoniae肺炎双球菌转化因子实验1952年Hershey和Chase证实噬菌体DNA侵染细菌实验（二）现代分子生物学的建立和发展阶段1中心法则的建立和完善50年代末至60年代，相

6、继提出了“中心法则”和操纵子学说,　成功地破译了遗传密码，充分认识了遗传信息的流动和表达。JacobandMonod2蛋白质结构与功能的深入研究一个碱基突变—氨基酸变异—蛋白质变异—人类疾病（镰刀性贫血病：谷氨酸—缬氨酸）但是，如果没有分离和富集单一DNA分子的技术，科学家就无法对这类物质进行直接的生化分析。（三）初步认识生命本质并开始改造生命的深入发展阶段两大技术保证：1.DNA的体外切割和连接1962年Arber发现限制性核酸内切酶，1967Gellert发现了DNA连接酶DNAligasecovalentlylinkstwoDNAstrandsRestrict

7、ionenzymeRestrictionenzymeLigaseLigase3’5’3’5’HerbertBoyer,StanleyCohen1972年获得第一个重组DNA分子HerbertBoyer重组DNA实验中常见的主要工具酶酶类功能限制性核酸内切酶识别并在特定位点切开DNADNA连接酶通过磷酸二酯键把两个或多个DNA片段连接成一个DNA分子DNA聚合酶I（大肠杆菌）按5'到3'方向加入新的核苷酸，补平DNA双链中的缺口反转录酶按照RNA分子中的碱基序列，根据碱基互补原则合成DNA链多核苷酸激酶把磷酸基团加到多聚核苷酸链的5'-OH末端（进行末端标记实验或