分子生物学课件-绪论.ppt

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1、Springsemester,2009MolecularBiology绪论•什么是分子生物学?分子生物学是研究生物大分子结构与功能的一门学科。即在分子水平上阐述细胞在生长、发育、分化过程中，生物大分子的相互作用、细胞传导、基因表达及调控的机制。广义的讲，一切从分子水平研究生命现象及规律的学科。•分子生物学的基本原理：1.构成生物体的有机大分子的单体在不同生物体内都是相同的；2.生物体内一切有机大分子的建成都遵循共同的规律；3.某一特定生物体所拥有的核酸及蛋白质决定了生物的属性。GENETICINFORMATI

2、ONDNARNAPROTEINDNA1.REPLICATION(DNASYNTHESIS)2.TRANSCRIPTION(RNASYNTHESIS)3.TRANSLATION(PROTEINSYNTHESIS)研究对象：•核酸遗传信息的载体，决定生物性状；稳定遗传，保证种的延续，母代→子代；易于保存，易于操作。•蛋白质遗传物质的控制产物，功能的执行者，生物性状的表现形式。分子生物学与生物化学之间的关系与区别：分子生物学—研究生物大分子的结构、功能及信息传递过程，从分子水平研究生命现象。生物化学—生物体内的化学

3、运动，包括化学组成、变化、结构与功能，生物分子间的物质与能量转换过程。现在通常将研究DNA的结构及其表达，了解生命现象的工作算作分子生物学的内容，将生命物质的组成及变化（代谢规律）归为生物化学的范畴。分子生物学≠生物化学分子生物学生物化学研究方向蛋白质、核酸的结构、功能及其相互作用。信息的传递与调节大分子的结构与功能生物体中大小分子在生命活动中的代谢过程。（糖酵解、TCA、脂肪氧化等）代谢转化研究方法物理学（X-衍射）生物化学与遗传学方法（电泳）生物化学与化学的方法解决分子转化与能量转换的问题分子生物学的相关

4、学科：1.生物化学生物化学是分子生物学的基础，学好生化便于分子生物学的基本原理和方法的理解。2.微生物学作为分子生物学研究的模型生物，分子生物学操作的一部分（基因扩增、克隆、表达）。3.遗传学研究生物的遗传及变异规律，遗传变异的本质—DNA。4.细胞生物学细胞是生命的基本功能单位，基因功能必须通过细胞来表现，离开细胞，就没有生命。•分子生物学的学科特征是生命科学的一门基础学科,它服务于生命科学的任何一门学科,它可为基础研究服务,同时也是极有应用前景的学科。是一种方法、技术和手段,目的是了解生命的本质,揭示生命

5、规律,最终解决人类生存和发展问题。分子生物学的目标及任务目标：了解生命本质，揭示生命运动的规律任务：1.分离克隆基因；（clone）基因克隆—把确定某一性状的基因（DNA片段）从整个基因组中找出来。克隆（clone）这个单词在英文中源于klōn,希腊语里“twig”的意思。克隆就是独立细胞繁殖系,指后代完全由一个细胞复制,具有完全相同的遗传物质。在生物学上，克隆通常用于两个方面：克隆一个基因克隆一个物种，一个个体克隆一个基因是指从一个个体中获取一段基因（例如通过PCR的方法），然后将其插入另外一个个体(通常是

6、通过载体)，再加以研究或利用。克隆有时候是指成功地鉴定出某种表现型的基因。所以当某个生物学家说某某疾病的基因被成功地克隆了，就是说这个基因的位置和DNA序列被确定。2.确定基因的结构；(structure)结构基因——一级结构调控基因——高级结构3.基因的功能研究；(function)生化功能：基因的直接活性及蛋白产物的活性（例如—与DNA的结合，信号因子，受体，运输蛋白，酶活性等）生理功能：基因表现出来的性状，与生物个体的生存的关系。生化功能是单个分子（基因）的作用或活性，生理功能是分子群的“集体”行为，是

7、多个基因及环境共同作用的行为。生化功能是生理功能的基础，生理功能是表现，由于生物体基因表达的组织和发育阶段的特异性等，生化功能相同生理功能并不一定相同。（同工酶就是生化功能相同，而生理功能不同）血红蛋白生化功能：与O2和CO2结合；生理功能：将O2从肺→组织细胞，将CO2从组织细胞→肺；P53基因生化功能：DNA结合蛋白，与特异的DNA序列结合；生理功能：调节基因表达，阻止细胞过度增殖，抑制肿瘤发生。p53signalingpathway4.基因表达调控研究(expresscontrol)生物体内的基因是按一

8、定程序、有序的表达，才有了生物的生长、发育、衰老、死亡。表达程序不同→不同的性状，病变。基因表达存在时空差异，调控→多彩的世界。一个受精卵→一个植株、个体→分化出根、茎、叶、花。基因表达调控的主要控制点——基因转录（表达的第一步，转录已否及转录水平）分子生物学的逻辑学方法：1.效率论（能量节省原理，存在即有用）2.模型分析3.强烈推理分子生物学的发展和方向：1.进一步完善相关技术（分离、分析→微量化