湘南学院分子生物学.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,绪 论,内容概要,1.医学分子生物学的定义,2.,医学分子生物学的现状与未来,医 学,从古至今人类从事的科学研究之一,医学-,-,设法减少疾病带来的痛苦和死亡，,以提高,人类,生存时间与质量的科学。,自然在赋予人类各种生存优势的同时，也不断带,来创伤、疾病和死亡的痛苦,，,并且,与人类的生存和,发展同在,。,医学在人类自身及社会发展中的价值是无法估量的。,整体水平,细胞水平,分子水平,三个层次,现代生物学的完整体系,（理论体系和技术体系）,生物学：研究生命现象、生命的本质、生命活动及,其规律的科学。,从整体水平到分子水平示意图,分子水平,细胞水平,整体水平,生命科学研究发展过程,：,分子生物学：从分子水平研究生命现象、生命的本,质、生命活动及其规律的科学。,1950年英国的Astbury等为代表的结构学派,（structurists)，,提出的“,分子生物学,”学科，,主要用,射线衍射技术研究蛋白质和核酸的空间结构，认为,只有搞清生物大分子的三维结构，才能阐明生命活动,的本质，,二、分子生物学发展过程中的重要事件：,*,证明遗传的物质基础是,DNA,而不是蛋,白,质,Avery等（1944）证明了使肺炎双球菌由,粗糙型转成为光滑型的转化因子是,DNA,分子。,Hershey和chase用标记了放射性硫的噬菌体感染,细菌，发现只有噬菌体的,DNA,被“注射”到细菌体内并,在其中繁殖，而蛋白质则留在细胞之外。,DNA的X光衍射照片,1952年5月拍摄,罗沙琳德弗兰克林,（Rosalind Franklin，19201958）英国,*,DNA双螺旋结构模型的建立,前的工作,DNA双螺旋结构模型的建立,诺贝尔医学与生理学奖,1962年,Watson JD和Crick FHC的“双螺旋结构模型”破天荒地用分子结构的特征解释生命现象的最基本问题之一,：,基因复制的机理,。,使生物学真正进入分子生物学的新时代。启动了分子生物学及重组DNA技术的发展。,一、医学分子生物学的定义：,从分子水平研究人体在正常和疾病状态下生命活动及其规律的一门科学。,主要研究人体生物大分子和大分子体系的结构、功能、相互作用及其同疾病发生、发展,的关系。,医学分子生物学是分子生物学的重要分支,1956,年,Ingram,发现：,镰状细胞贫血的致病原因,珠蛋白的,-亚基中第六位氨基酸由谷氨酸突变,为缬氨酸,1959年 Jerome Lejeune,鉴定出第一个染色体病：,Down,综合征（先天愚型），是由于21号染色体三体突变引起,1961年Robert Guthrie,建立了检验新生儿是否患有,苯丙酮酸尿症的新方法。,医学分子生物学,发展中的重要发现：,1976,年建立了世界上第一家生物技术公司,Genentech,公司,1977,年该公司在细菌中表达了第一个人的蛋白,质,。,1978,年美籍华裔科学家简悦威,（Kan YM）,开创了,基因诊断技术在临床应用的新时代，产前诊断,镰状细胞贫血。,1972,年 美国斯坦福大学,Paul Berg,带领的研究组在实,验室制造出了第一个人工重组,DNA,分子.,1976年 Harold Varmus 发现病毒癌基因,src,1981,年 第一个转基因（生长激素基因）小鼠构建成,功，开创了建立疾病模型的工作基础。,1982,年 世界上第一个基因工程产品人胰岛素问世。,1986,年 完成第一个人类致病基因的定位克隆，,慢性肉芽肿病（,CGD,）为单基因遗传病，基因定,位（,Xp21,)和克隆。,1990,年，第一例基因治疗成功，用基因治疗方法治疗,腺苷脱氨酶（,ADA,）基因缺陷导致的“严重复合型,免疫缺陷症（,SCID,）”。,1977年:Sanger测定了X174 DNA全部5375bp,核苷酸序列；,1978年:Fiers等测出环状SV40 DNA全部5243bp,核苷酸序列；,1980年代:测出噬菌体DNA全部48502碱基对的序列、,乙型肝炎病毒、艾滋病毒等基因组的全序列,1995年：测定出流感病毒基因组DNA为：1830 137bp,支原体基因组DNA为：580 070bp,1996年底:大肠杆菌基因组DNA的全部序列长,410,6,碱基对；已确定基因表达产物仅,1000种。,1996年底:完成了真核生物酵母（,Saccharomyces,erevisiae,）的基因组全序列测定；,1998年底:测定长达100Mb的线虫的基因组序列，,这是第一个完成的多细胞生物体的全基因组,序列测定。,SV40,:,猿猴空泡病毒40（Simian vacuolating virus 40）,是一种DNA病毒，有造成肿瘤发生的潜在能力，通常会维持于潜伏感染状态。,这种病毒是在1960年，用于生产脊髓灰质炎疫苗,。,人类基因组计划（human genome project,HGP）,美国科学家、诺贝尔奖获得者Dulbecco R于1986年在美国 Science 杂志上发表的短文中率先提出，并认为这是加快癌症研究进程的一条有效途径。,主要的目标是绘制遗传连锁图、物理图、转录图，并完成人类基因组全部核苷酸序列测定。测出人体细胞中24条染色体上全部30亿对核苷酸的序列，把所有人类基因都明确定位在染色体上，破译人类的全部遗传信息。,HGP,与曼哈顿原子弹计划和阿波罗计划并称为三大科学计划。,研究结果表明，人类基因数量仅有3万个左右，比此前估计的要少得多。通过研究还发现男女可能存在巨大遗传差异，男性染色体减数分裂的突变率是女性的两倍。在已经分析的序列中，找到很多与遗传病有关的基因，包括乳腺癌、遗传性耳聋、中风、癫痫症、糖尿病和各种骨骼异常的基因。,人类3号染色体占人类整个基因组的1%。,三、医学分子生物学的现状与未来,人类疾病,（一）研究基因和基因组结构与功能，,阐明疾病分子机制,致病原因：,1.基因突变和表达异常,2.外源基因进入人体,3.携带易感基因,（二）,研究细胞通讯和信号转导机制，,阐明疾病分子机制,细胞的功能、,代谢、,增殖、,分化,、,细胞信号分子,细胞信号转导途径,传递信号,基因表达的变化、,酶活性改变、,蛋白表达改变,人类疾病,影响,调控,异常,（三）,开展,基因诊断和基因治疗将成为,诊断与治疗疾病的重要手段,基因诊断的特点：特异性强、灵敏度高、简便、,快速等。,基因诊断：检测人体某些基因结构或表达的变化；,检测人体内是否存在病原体基因组。,基因治疗,一能纠正异常基因（异常表达或缺陷）,二能利用特定基因在体内表达的蛋白质因,子以实现治疗作用。,（四）基因功能研究和基因克隆与表达，,研制新型疫苗和新型药物,。,在确定基因功能的基础上利用基因工程技术,研制新型疫苗,利用病原体的特定抗原基因表达,蛋白质或多肽疫苗,制备,基因工程,卡介苗,（BCG疫苗）,导入多种病原体的抗原基因重组BCG疫苗,多价卡介苗,（多价BCG疫苗）,2.在确定基因功能的基础上利用基因工程技术,研制新型药物,（1）多肽药物,人胰岛素、人生长激素、干扰素、B细胞生长因子,白介素1白介素16、免疫球蛋白、红细胞生成素等,（2）酶制剂,尿激酶、链激酶等溶血栓剂,（3）创造抗生素新品种,竹桃霉素产生菌的总体DNA,2-去甲,红霉素,红霉素,产生菌,导入,产生,（4）新的生物工程领域：,转基因黄豆可生产抗体；,转基因马铃薯生产人血清蛋白；,转基因烟草或番茄生产胰岛素；,转基因烟草细胞生产白介素-2；,转基因油菜籽生产活性肽；,