分子生物学发展简史 _ 准备和酝酿阶段 _ 现代分子生物学的建立和发展 ....ppt

,*,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,药学分子生物学,Pharmaceutical,Molecular Biology,生化教研室,肖建英,绪 论,一、分子生物学与药学分子生物学,二、分子生物学发展的回顾,三、分子生物学和现代医药科学,医学和生命科学的永恒主题,生命是什么,?,1.,分子生物学,(Molecular Biology),的概念：,从分子水平研究生命现象的科学，是现,代生命科学的,“共同语言”,。,一、分子生物学与药学分子生物学,核心内容,是通过生物的物质基础,核酸、蛋白质、酶等生物大分子的结构、功能及其相互作用等运动规律的研究来阐明生命分子基础，从而探讨生命的奥秘。,2,、分子生物学的产生与发展：,生物化学,遗传学,细胞生物学,生物物理学,微生物学,有机化学,物理化学,相互渗透,相互促进,分子生物学,20,世纪中叶,生物学引入生物大分子,进入细胞水平,生物学,分子生物学的研究和发展轨迹,分子生物学不断地与其他学科进行深入的横,向联系和交叉融合,分子、细胞、整体水平的研究得到和谐统一,表型和基因型的关系得到客观准确解释,分子生物学打破了学科的界线,分子生物学把各学科联系在一起,分子生物学与其他学科的结合,生理学,微生物学,免疫学,病理学,药理学,分子,生物学,临床医学,分子生物学,广泛渗透到医学各 领域，,成为现代医学重要的基础,分子细胞学 分子药理学,分子免疫学 分子病理学,分子病毒学 分子神经学,分子细菌学 分子遗传学,分子诊断学（基因诊断学）,分子治疗学（基因治疗学）,诞生了许多分支学科,分子生物学的学科地位：,是当前生命科学中发展最快的前沿领 域，即生命科学的领先学科。,是与其它学科广泛交叉与渗透的重要前沿领域,现代生命科学的内涵和外延在不断扩大。,分子生物学大大促进了医药学的发展 ！,3,、分子生物学的研究对象,:,生物大分子的结构,大分子结构与功能的关系,生物大分子在遗传信息和细胞信息传递中的作用,一、,核酸（基因）的分子生物学：,核酸的结构与功能、基因组、基因信息的传递,及调控、基因操作、基因诊断与基因治疗等。,二、,蛋白质的分子生物学：（,包括酶与生物催化剂）,蛋白质的结构与功能，生物大分子间的相互作用,三、,细胞信号转导的分子生物学：,研究细胞间通讯和细胞内信号转导的分子机制,四、,癌基因与抑癌基因,、肽类生长因子、细胞周期,及其调控的分子机理等。,五、,分子生物学技术：,主要包括分子杂交技术、链反应技术、基因工,程与蛋白质工程等。,研究的具体内容：,结构分子生物学研究,基因组研究,基因表达的调控研究,细胞信号转导研究,目前分子生物学研究的前沿：,4,、药学分子生物学,(,Pharmaceutical,Molecular Biology,),分子生物学的新理论和新技术,药学研究领域,药学分子生物学,渗入,诞生,生命科学,药学,化学,药学,化学,二、分子生物学发展的回顾,1868,年,Fridrich,Miescher,从脓细胞中,提取“核酸”,1903,年 染色体是,遗传单位,1910,年 基因位于染色体上,1913,年 染色体包含线性排列的基因,1927,年 突变是基因内的物理变化,1931,年 交换引起基因重组,1944,年,Avery,等人证实,DNA是遗传物质,1945,年 基因编码蛋白质,1951,年 首次,蛋白质测序,1953年,Watson,和,Crick,发现,DNA,的双螺旋结构,1954,年,Crick,提出,分子生物学的中心法则,1958,年,DNA,半保留复制,1961,年,Nirenberg,发现,遗传密码,1967,年,发现,DNA,连接酶,1973,年,建立了,DNA,重组技术,1975,年,Temin,和,Baltimore,发,现,逆转录酶,1981,年,Gilbert,和,Sanger,建,立,DNA,测序方法,1985,年,Mullis,发明,PCR,技术,1990,年 美国启动,人类基因组计划,(,HGP,),1994,年 中国人类基因组计划启动,1997,年 第一只克隆羊,多莉诞生,2001,年 美、英等国完成,人类基因组计划基本 框架,2003,年人类基因组序列图绘制成功,1,、,诞生的,准备和酝酿阶段,19,世纪后期,20,世纪,50,年代初。,在这一阶段产生了两点对生命本质认识上的,重大突破：,(1),确定了蛋白质是生命的主要物质,基础,分子生物学发展的三个阶段：,19,世纪末,Buchner,第一次提出酶（,enzyme,）,的名称，酶是生物催化剂。,1902,年,EmilFisher,证明蛋白质结构是多肽；,40,年代末，,Sanger,创立氨基酸序列分析法。,1950,年,Pauling,和,Corey,提出了,-,螺旋结构模型。,(2),确定了生物遗传的物质基础是,DNA,1868,年,F.Miescher,就发现了核素（,nuclein,）,20,世纪,20-30,年代已确认自然界有,DNA,和,RNA,两类核酸,1944,年,O.T.Avery,等证明了肺炎球菌转化因子是,DNA,；,1952,年,A.D.Hershey,和,M.Cha,-se,用,DNA,35,S,和,32,P,分别,标记,T2,噬菌体的蛋白质和核酸，感染大肠杆菌的实验,进一步证明了,DNA,是遗传物质。,1949-52,年,S.Furbery,等的,X-,线衍射分析阐明了核苷酸,并非平面的空间构像，提出了,DNA,是螺旋结构；,1948-1953,年提出了,DNA,硷基组成,A=T,、,G=C,的,Chargaff,规则，,2,、现代分子生物学的建立和发展阶段,从,20,世纪,50,年代初,70,年代初。,1953,年,Watson,和,Crick,提出的,DNA,双螺旋结构,模型是现代分子生物学诞生的里程碑。,开创了分子遗传学基本理论建立和发展的黄金时代。,DNA,双螺旋发现的最深刻意义在于：,确立了核酸作为信息分子的结构基础,;,提出了,硷基配对是核酸复制、遗传信息传递的基本方式；,从而最后确定了核酸是遗传的物质基础，,此期间的主要进展包括：,(1),遗传信息传递中心法则的建立,(2),对蛋白质结构与功能的进一步认识,1956-58,年,Anfinsen,和,White,根据对酶蛋白的,变性和复性实验，提出蛋白质的三维空间结构是,由其氨基酸序列来确定的。,1969,年,Weber,开始应用,SDS-,聚丙烯酰胺凝胶,电泳测定蛋白质分子量；,1973,年氨基酸序列自动测定仪问世。,1965,年中国科学家人工合成了牛胰岛素。,3,、初步认识生命本质并开始改造生命的,深入发展阶段,70,年代后，以基因工程技术的出现作为新的,里程碑，标志着人类深入认识生命本质并能动,改造生命的新时期开始。,其间的重大成就包括：,(1),、重组,DNA,技术的建立和发展,(2),、基因组研究的发展,1990,年,HGP,实施,(3),、单克隆抗体及基因工程抗体的建立和发展,(4),、基因表达调控机理,(5),、细胞信号转导机理研究成为新的前沿领域,三、分子生物学和现代医药科学,（一）分子生物学在发病机制和药学研究中的作用,1,、遗传性高脂血症可诱发冠状动脉粥样硬化,2,、对某些病毒致病作用的研究：乙肝与肝癌,3,、认识了某些遗传疾病的发病机制,（二）分子生物学在疾病诊断中的作用,如基因芯片的应用。,（三）分子生物学在疾病治疗中的作用,（四）分子生物学在医药工业中的作用,1,、,DNA,重组技术与新药研究：常见的重组药物,促红细胞生成素,剌激白细胞生成,生长因子,(,bFGF,EGF),刺激细胞生长与分化,生长素,治疗侏儒症,胰岛素,治疗糖尿病,干扰素,(,1b,2a,2b,),抗病毒感染及某些肿瘤,白细胞介素,激活、剌激各类白细胞,超氧化物歧化酶,抗组织损伤,2,、药物基因组学、药物蛋白质组学与现代药物,（,1,）,药物基因组学,是主要以阐明药物代,谢、药物转运和药物靶分子的基因多态性,与药物作用包括疗效和毒副作用之间关系的一门科学，是一门新兴的研究领域。,研究的分子基础是基因多态性，,因此,可指导药物设计、开发新药及合理用药。,（,2,）,药物蛋白质组学,是基因、蛋白质、,疾病三者相连的桥梁科学。其研究内容,比药物基因组学更复杂。,复习思考题：,1,、何谓分子生物学？何谓药学分子生物学？,2,、分子生物学研究的主要内容是什么？,分子生物学研究在医药领域有何应用？,3,、了解分子生物学发展的重大事件。,