分子生物学概述研究生省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

Welcome to Molecular Biology!第1页人类对本身认识历史第2页人类了解自己历史人类了解自己历史整体水平整体水平细胞水平细胞水平分子水平分子水平器官水平器官水平第3页 重点掌握重点掌握分子生物学基本概念和基本理论分子生物学基本概念和基本理论。重点掌握分子生物学技术，为学位论文服务。重点掌握分子生物学技术，为学位论文服务。考评方式：考试学位课，考评方式：考试学位课，70分，分，考查考查60分。分。平时成绩平时成绩(考查迟到、早退，课堂提问、讨论、考查迟到、早退，课堂提问、讨论、恪守课堂纪律等方面恪守课堂纪律等方面)占占10%，期末考试占，期末考试占90%。农业与园林学院农业与园林学院 分子生物学概论分子生物学概论课程要求课程要求第4页讲课教师：讲课教师：陈昌杰教授陈昌杰教授 夏俊教授夏俊教授 杨清玲教授杨清玲教授第5页绪绪 论论分子生物学定义分子生物学定义分子生物学发展简史分子生物学发展简史分子生物学教学内容分子生物学教学内容参考书目参考书目第6页一、分子生物学定义一、分子生物学定义从从分子分子水平硕士物大分子结构与功效从而说明水平硕士物大分子结构与功效从而说明生命现象本质科学生命现象本质科学 ，主要指，主要指遗传信息遗传信息传递传递（复制）、（复制）、保持保持（损伤和修复）、（损伤和修复）、基因表示基因表示（转录和翻译）与（转录和翻译）与调控调控。第7页分子生物学与其它学科关系分子生物学是由生物化学、生物物理学、遗传学、微生物学、细胞学、以及信息科学等多学科相互渗透、综合融会而产生并发展起来，凝聚了不一样专长科学家共同努力。它虽产生于上述各个学科，但已形成它独特理论体系和研究伎俩，成为一个独立学科。第8页生物化学与分子生物学关系最为亲密。二者同在我国教委和科委颁布一个二级学科中，称为“生物化学与分子生物学”，但二者还是区分。第9页1 生物化学与分子生物学关系最为亲密生物化学与分子生物学关系最为亲密生物化学是从生物化学是从化学化学角度硕士命现象，着重硕士物角度硕士命现象，着重硕士物体内各种生物分子结构、转变与新陈代谢。体内各种生物分子结构、转变与新陈代谢。分子生物学着重说明生命分子生物学着重说明生命本质本质-主要硕士物大分主要硕士物大分子核酸与蛋白质结构与功效、生命信息传递和调子核酸与蛋白质结构与功效、生命信息传递和调控。控。第10页2 细胞生物学与分子生物学关系细胞生物学与分子生物学关系也十分亲密传统细胞生物学主要研究细胞和传统细胞生物学主要研究细胞和亚细胞器亚细胞器形态、形态、结构与功效。结构与功效。分子生物学则是从各个生物大分子结构入手，深分子生物学则是从各个生物大分子结构入手，深入研究各生物分子间高层次组织和相互作用，尤入研究各生物分子间高层次组织和相互作用，尤其是细胞整体反应其是细胞整体反应分子机理分子机理。第11页分子生物学：从分子生物学：从分子分子水平了解生命活动水平了解生命活动细胞生物学：从细胞生物学：从细胞细胞水平了解生命活动水平了解生命活动遗传学：遗传学：从从遗传遗传角度了解生命活动角度了解生命活动 生物化学：从生物化学：从化学化学组成组成角度来了解生物大分子和生物角度来了解生物大分子和生物代谢。代谢。普通生物学（动物普通生物学（动物&植物）植物）&微生物学：不一样微生物学：不一样生生物物类型类型特点。特点。生物物理学：从生物物理学：从物理学物理学角度了解生物大分子结构和功角度了解生物大分子结构和功效。效。第12页分子结构生物学分子结构生物学分子发育生物学分子发育生物学分子神经生物学分子神经生物学分子育种学分子育种学分子肿瘤学分子肿瘤学分子细胞生物学分子细胞生物学分子免疫学分子免疫学分子病毒学分子病毒学分子生理学分子生理学分子考古学分子考古学分子数量遗传学分子数量遗传学分子生态学分子生态学分子进化学分子进化学.分子生物学延伸分子生物学延伸分子生物学已经渗透到生物学几乎分子生物学已经渗透到生物学几乎全部领域全部领域分子生物学已经成为生命科学领域分子生物学已经成为生命科学领域带头学科带头学科第13页二、分子生物学发展简史二、分子生物学发展简史第14页3 分子生物学分子生物学发展历程发展历程2020世纪以核酸研究为关键，带动着分子生物学向纵深发展世纪以核酸研究为关键，带动着分子生物学向纵深发展DNA双螺旋结构双螺旋结构50s50s操纵子学说操纵子学说60s60sDNA重组重组70s70sPCR技术技术Add Your TextDNA测序测序80s80s90s90s第15页1、孕育阶段、孕育阶段（18201950年代）年代）18651865年年，孟德尔孟德尔发表了植物杂交试验，首次发表了植物杂交试验，首次阐述了生物界有规律遗传现象。阐述了生物界有规律遗传现象。“遗传因子遗传因子”1919，孟德尔遗传规律被证实，成为近代遗传学基，孟德尔遗传规律被证实，成为近代遗传学基础。础。第16页孟德尔孟德尔(Gregor Mendel)(1822-1884):奥地利科学家，经典遗传学奠基人奥地利科学家，经典遗传学奠基人第17页19，约翰逊依据希腊文“给予生命”之意，创造了基因（gene）一词。约翰逊约翰逊（Wilhelm Ludwig Johannsen，18571927）丹麦生物学家丹麦生物学家第18页摩尔根摩尔根(T.H.Morgan,1866-1945):美国试验胚胎学家，遗传学家美国试验胚胎学家，遗传学家1919，MorganMorgan染色体染色体基因遗传理论基因遗传理论 第一次将基因定位于染色体上第一次将基因定位于染色体上。深入将。深入将“性状性状”与与“基因基因”相耦联，成为当代遗传学奠基石。相耦联，成为当代遗传学奠基石。第19页1、Avery肺炎双球菌转化试验肺炎双球菌转化试验DNA是是遗传信息载体；遗传信息载体；2、Hershey和和Chase噬菌体侵染细菌试验噬菌体侵染细菌试验DNA是能够进入寄主细胞转染因子。是能够进入寄主细胞转染因子。证实证实DNA是遗传物质两个著名试验：是遗传物质两个著名试验：第20页1944年年，Avery肺炎双球菌转化试验肺炎双球菌转化试验，证实基因，证实基因就是就是DNA分子，提出分子，提出 DNA是遗传信息载体是遗传信息载体。艾弗里艾弗里（Oswald Theodore Avery，18771955）第21页第22页1952年年，Hershey和和Chase噬菌体侵染细菌试验噬菌体侵染细菌试验DNA是能够进入寄主细胞转染因子是能够进入寄主细胞转染因子赫尔希赫尔希（Alfred Day Hershey，19081997）美国微生物学家美国微生物学家第23页30%有有32P标识，标识，子代仅含不足子代仅含不足1%原噬菌体蛋白质原噬菌体蛋白质第24页1957年年，Heinz Fraenkel-Conrat和和B.Singre杂合病毒试验杂合病毒试验证实证实RNA也是主要遗传物质也是主要遗传物质烟草花叶病毒感染和繁殖过程烟草花叶病毒感染和繁殖过程第25页2、创建阶段、创建阶段（19501970年代）年代）1953年年，美国科学家美国科学家Watson 和英国科学家和英国科学家Crick提出提出 DNA Double Helix model第26页沃森沃森（James Dewey Watson，1928）美国生物化学家美国生物化学家克里克克里克（Francis Harry Compton Crick，1916）英国生物物理学家英国生物物理学家威尔金斯威尔金斯（Maurice Wilkins，1916）弗兰克林弗兰克林（Rosalind Franklin，19201958）第27页 Wilkins经过对经过对DNA分子分子X射线衍射研究射线衍射研究证实了前二证实了前二者提出者提出DNA模型。模型。1962年年Watson、Crick与与Wilkins共享共享诺贝尔生理医学奖诺贝尔生理医学奖。第28页1958年年Crick提出提出中心法则中心法则第29页1958年，年，Meselson 和和Stahl证实证实 DNA半保留复制半保留复制。StahlMeselson第30页1959年年，美籍西班牙裔科学家，美籍西班牙裔科学家Uchoa和美国和美国Kornberg发觉了发觉了DNA和和RNA生物合成机理而生物合成机理而分享了分享了诺贝尔生理医学奖诺贝尔生理医学奖。第31页1961年年，法国科学家，法国科学家Jacob（雅各布）雅各布）和和Monod（莫诺）提出莫诺）提出操纵子操纵子(operon)学说学说.第32页1965年取得年取得诺贝尔生理医学奖诺贝尔生理医学奖第33页1968年，年，Nirenberg、Holley和和Khorana解读了解读了遗传密码及其在蛋白质合成方面技能遗传密码及其在蛋白质合成方面技能.1968年取得年取得诺贝尔生理医学奖诺贝尔生理医学奖第34页1970年年，Temin 和和Baltimore在在RNA肿瘤病毒中肿瘤病毒中发觉发觉逆转录酶逆转录酶。3、发展阶段、发展阶段（1970年代以后）年代以后）第35页19751975年，获诺贝尔生理医学奖年，获诺贝尔生理医学奖第36页1977年年，Sanger等人创造了一个测定等人创造了一个测定DNA分子分子内核苷酸序列方法（内核苷酸序列方法（双脱氧链终止法双脱氧链终止法）。）。桑格(Sanger）吉尔伯特(Gilbert）伯格（Berg）1980年，与年，与Gilbert和和Berg共享共享诺贝尔化学奖诺贝尔化学奖第37页1983年年，美国遗传学家，美国遗传学家McClintoc发觉发觉可移动可移动遗传因子遗传因子(mobile element)。诺贝尔生理医学奖诺贝尔生理医学奖第38页皇家卡罗林医学研究院皇家卡罗林医学研究院第39页1989年年Altman、Cech因发觉因发觉核酶核酶（Ribozyme）获）获Nobel化学奖。化学奖。1982年，年，Cech等等四膜虫细胞大核期间四膜虫细胞大核期间26SrRNA前体含有自我剪接功效前体含有自我剪接功效。1984年，年，Altman等等RNaseP核酸组分核酸组分M1RNA有该酶活性有该酶活性，蛋白质部分蛋白质部分C5并无酶活性。并无酶活性。第40页1993.1993.Roberts&SharpRoberts&Sharp Splitting gene PCR technique&gene mutation in locusMullis&SmithMullis&Smith第41页1994.1994.Gilman&RodballGilman&Rodball G-protein as a signal molecular in cell1995.1995.Lewis&Nusslein-Volhard Lewis&Nusslein-Volhard&Wieschaus Control gene of body developing in DrosophilaNusslein-VolhardNusslein-Volhard第42页1997年，年，普鲁西纳普鲁西纳发觉了发觉了朊病毒朊病毒(prion)盖达塞克盖达塞克普鲁西纳普鲁西纳1997年，诺贝尔生理医学奖年，诺贝尔生理医学奖第43页1997，Wilmut成功取得克隆羊成功取得克隆羊Dolly诞生诞生第44页年，人类基因组草图绘制完成第45页美国国家人类基因组研究所所长美国国家人类基因组研究所所长弗朗西斯弗朗西斯柯林柯林斯斯在介绍情况。在介绍情况。第46页年月日年月日，人类基因组序列图亦，人类基因组序列图亦称称“完成图完成图”（99.99%），提前绘制成功。），提前绘制成功。第47页分子生物学教学内容分子生物学教学内容基因和基因组基因和基因组原核基因表示调控原核基因表示调控真核基因表示调控真核基因表示调控分子生物学技术分子生物学技术细胞信号传导细胞信号传导原癌基因和抑癌基因原癌基因和抑癌基因基因工程基因工程第48页必须掌握基础理论细胞中遗传物质组成DNA结构、复制、中心法则第49页1.细胞中遗传物质组成原核生物n核DNAn质粒DNA真核生物n核基因组n细胞质基因组n线粒体DNAn质体DNA第50页真核生物染色体结构DNA双螺旋双螺旋“串珠串珠”“螺旋管螺旋管”“袢环袢环”“放射环放射环”中期染色体中期染色体一级结构一级结构二级结构二级结构三级结构三级结构“超螺旋管超螺旋管”四级结构四级结构第51页真核生物染色体组第52页2.DNA结构、复制、中心法则结构、复制、中心法则DNA结构n基本组成单位是核苷酸n核苷酸由脱氧核糖、碱基和磷酸组成n碱基分别是腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C)n两个核苷酸以磷酸二酯键相连n深入盘旋、折叠，形成三级 或四级结构RNA：核糖、尿嘧啶(U)第53页DNA(或RNA)是水溶性含有磷酸基因、羟基和氨基在核酸提取中，保留水相核酸是两性电离,既带正电荷，又带负电荷等电点(PI)为22.5,在中性溶液中带负电荷核酸电泳时，点样时应点在负极杂交时，最好选择带正电荷尼龙膜DNA(或或RNA)结构启示结构启示第54页l在解旋酶作用下，打开DNA双链 l在特定复制起始点l以每条DNA链为模板l在DNA聚合酶催化下l以4种脱氧核苷酸为前体物，合成一条互补DNA链DNA复制复制半保留半不连续复制半保留半不连续复制第55页DNA 半半 保保 留留 复复 制制第56页合成新链方向为5-3端前导链是连续后随链合成是不连续先合成RNA引物再合成不连续小片段(冈崎片段，1001000核苷酸长度)最终在DNA连接酶作用下，将小片段连接起，形成完整DNA链 DNA半不连续复制半不连续复制第57页DNA 半半 不不 连连 续续 复复 制制第58页PCRPCR技术：技术：DNADNA体外复制体外复制体外无解旋酶，要靠温度体外无解旋酶，要靠温度(90(90以上以上)解解开双链开双链以以DNADNA为模板，需要引物，需为模板，需要引物，需DNADNA聚合酶，聚合酶，需要需要dNTPdNTP为前体为前体PCRPCR与体内与体内DNADNA复制最大差异是温度复制最大差异是温度DNA复制启示复制启示第59页中心法则理论：中心法则理论：p遗传信息传递是：遗传信息传递是：DNARNADNARNA多肽多肽(蛋白质蛋白质)p在逆转录酶作用下，在逆转录酶作用下，RNARNA可形成可形成cDNAcDNA，然后，然后再由再由RNARNA蛋白质蛋白质中心法则中心法则第60页RT中中 心心 法法 则则第61页有意义链(sense/coding strand)：非模板链、信息链反意义链(antisense/template strand)：转录模板链u以DNA一条链为模板，uRNA聚合酶活性诱导uRNA聚合酶识别并结合在转录起始位点u以ATP、GTP、CTP和UTP为前体 合成(转录)RNAu当碰到转录终止信号时，转录即停顿转录转录(transcription)以以DNA分子中一条链为模板，合成分子中一条链为模板，合成RNA过程过程转录过程转录过程第62页间接：间接：剪切掉内含子剪切掉内含子，将外显子连接，将外显子连接同一转录本，在不一样组织，因剪接差异可产生不一样mRNA.戴帽：戴帽：在在5-5-端加一特殊核苷酸：端加一特殊核苷酸：7-7-甲基鸟嘌呤核苷酸甲基鸟嘌呤核苷酸穿靴穿靴(多聚腺苷酸化，多聚腺苷酸化，3-3-加尾加尾)：3-3-端加上一串腺苷酸端加上一串腺苷酸(AMP)poly(A)(AMP)poly(A)RNARNA编辑编辑(RNA Edit)(RNA Edit)一些mRNA核苷酸序列,在生成转录产物后还需插入、删除或取代一些核苷酸残基,方能生成含有正确翻译功效模板,遗传信息在mRNA水平上改变过程，称为RNA编辑转录后加工(真核生物mRNA)第63页只有只有mRNAmRNA才翻译成蛋白质才翻译成蛋白质基因基因(DNA)(DNA)上三个相邻碱基组成一个密码子上三个相邻碱基组成一个密码子在转录过程中，基因上三联密码子转录成在转录过程中，基因上三联密码子转录成mRNAmRNA上三联密码子上三联密码子mRNAmRNA由核内转移至细胞浆中核糖体上，以由核内转移至细胞浆中核糖体上，以三联三联密码子指导合成蛋白质密码子指导合成蛋白质翻译后翻译后蛋白质需要加工修饰蛋白质需要加工修饰 翻译（翻译（Transtation）由由RNA 蛋白质过程蛋白质过程第64页中心法则启示中心法则启示遗传信息由DNA上基因决定mRNA更能准确反应DNA所携带遗传信息 RT-PCR：以RNA为模板，在逆转录酶作用下形成cDNA 反转录时能够mRNA3 poly(A)为模板设计引物能够利用poly(A)对mRNA进行纯化 基因表示有组织特异性，且受许多原因影响，mRNA表示增强、降低甚至关闭，会影响机体正常生理功效，所以，可经过检测mRNA丰度检测基因表示第65页3.基因结构基因结构 调整基因调整基因 结构基因结构基因 I I P P O O 抑制基因抑制基因(I)：是阻遏物编码区：是阻遏物编码区开启基因开启基因(P)(P)：有有cAMPcAMP受体蛋白受体蛋白(CRP)(CRP)和和RNARNA聚合酶结合位点聚合酶结合位点操纵基因操纵基因(O)：是阻遏物结合位点：是阻遏物结合位点 ：-半乳糖苷酶结构基因半乳糖苷酶结构基因：透过酶结构基因：透过酶结构基因：转乙酰酶结构基因：转乙酰酶结构基因乳糖操纵子：乳糖操纵子：原核生物原核生物转录调控经典转录调控经典 第66页真核生物基因结构多数基因是单独调控DNA结构结构断裂基因（split gene）编码序列称外显子(exon)，编码多肽链；非编码序列称为内含子(Intron)侧翼序列（Flanking sequence）：第一个和最终一个外显子外侧不被转录区域；是基因调控序列，包含开启子、增强子、终止子等第67页真核生物mRNA结构mRNA结构5 帽子结构5 UTRCDS3 UTR3 poly(A)注意：开启子启始密码子终止子终止密码子第68页DNADNA重组三个工具：重组三个工具：n内切酶内切酶n能特异地识别能特异地识别DNADNA碱基序列，并在碱基序列，并在DNADNA链链当中将当中将DNADNA切开切开n重组载体重组载体，质粒、噬菌体、病毒，质粒、噬菌体、病毒n表示载体表示载体，细菌、细胞、组织，细菌、细胞、组织4.DNADNA重组重组第69页DNA重组普通步骤第70页小结深入、清楚了解基础理论，在以后学习才能够分析、了解、处理所碰到问题n遗传物质nDNA、RNAIs it really clear？第71页 基因与基因组结构与功效基因与基因组结构与功效分子生物学研究内容最基础最主要部分分子生物学研究内容最基础最主要部分a.a.2020世纪世纪5050年代以前：年代以前：基因染色体遗传学基因染色体遗传学；b.b.2020世纪世纪5050年代以后：年代以后：基因分子生物学研究基因分子生物学研究；最近，重组DNA技术完善应用，从克隆目标基因出发，直接研究基因功效与表型关系，基因研究进入反向生物学阶段。1928年年摩尔根摩尔根证实了染色体是遗传基因载体，从而取得了证实了染色体是遗传基因载体，从而取得了生理医学诺贝尔奖。生理医学诺贝尔奖。第72页基因表示调控研基因表示调控研究究a.转录转录水平水平调控调控b.翻译翻译水平水平调控调控-真核生物尤为复杂。真核生物尤为复杂。上游调控序列；信号转导；上游调控序列；信号转导；转录因子；转录因子；RNARNA剪辑剪辑第73页 DNADNA重组技重组技术术（基因工程）（基因工程）a.用于用于大量生产大量生产一些在正常细胞代一些在正常细胞代谢中产量很低多肽，如激素、抗谢中产量很低多肽，如激素、抗体等，降低成本；体等，降低成本；b.用于用于定向改造定向改造一些生物基因组结一些生物基因组结构，使得其具备特殊功效更符合构，使得其具备特殊功效更符合人类生活需要；人类生活需要；c.是分子生物学是分子生物学基础研究基础研究不可缺乏不可缺乏伎俩之一。伎俩之一。第74页分子生物学技术 PCR测序核酸杂交RNAimiRNA第75页结构分子生物结构分子生物学学概念：硕士物大分子特定空间结构以及结概念：硕士物大分子特定空间结构以及结构运动改变与其生物学功效关系科学。构运动改变与其生物学功效关系科学。a.结构测定结构测定b.结构运动改变规律探索结构运动改变规律探索c.结构与功效相互关系结构与功效相互关系研究方向研究方向第76页 基因诊疗与基因治疗是基因工程在医学领域发基因诊疗与基因治疗是基因工程在医学领域发展一个主要方面。展一个主要方面。1991年美国向一患先天性免疫缺点病（遗传性年美国向一患先天性免疫缺点病（遗传性腺苷脱氨酶腺苷脱氨酶ADA基因缺点）女孩体内导入重组基因缺点）女孩体内导入重组ADA基因。基因。我国也在我国也在1994年用导入人凝血因子年用导入人凝血因子IX基因方法基因方法成功治疗了乙型血友病患者。在我国用作基因成功治疗了乙型血友病患者。在我国用作基因诊疗诊疗试剂试剂盒已经有近百种之多。基因诊疗和基盒已经有近百种之多。基因诊疗和基因治疗正在发展之中。因治疗正在发展之中。第77页第78页第79页Lewin,B,Oxford University Press第80页一些网站和论坛一些网站和论坛中国期刊全文数据库中国期刊全文数据库维普汉字科技期刊维普汉字科技期刊爱思维尔爱思维尔(Elsevier Science)www.ncbi.nlm.nih.gov丁香园论坛丁香园论坛( 生物大分子之间互作生物大分子之间互作 基因社会学基因社会学 基因基因表示，基因互作表示，基因互作 器官发生器官发生胚胎形成胚胎形成个体发育个体发育 结构生物学（结构生物学（Structural Biology）分子发育生物学（分子发育生物学（Molecular Developing Biology）4 4 分子生物学发展造成未来生物学新热点及领域分子生物学发展造成未来生物学新热点及领域第82页个体细胞分子还原论还原论整体论整体论细胞中定位细胞中定位细胞分化细胞分化神经基质神经基质神经通道神经通道信息传递信息传递大分子克隆大分子克隆一级结构分析一级结构分析三维结构重建三维结构重建思维思维感情感情记忆记忆科学解释科学解释分子细胞生物学分子细胞生物学分子细胞生物学分子细胞生物学 (Molecular Cell Biology)(Molecular Cell Biology)分子神经生物学（分子神经生物学（Molecular Neurobiology）第83页1986.FriendFriend RB1第一个抑制癌基因被克隆第一个抑制癌基因被克隆 (Tumor Suppressor gene)(Tumor Suppressor gene)11个抑癌基因被证实个抑癌基因被证实（P53,P21,ERBA,WT1,NF1 P53,P21,ERBA,WT1,NF1 等）等）1975.Bishop MBishop M.Src(Sarcoma肉瘤肉瘤)癌基因证实癌基因证实 分子肿瘤学（分子肿瘤学（分子肿瘤学（分子肿瘤学（Molecular TumorologyMolecular Tumorology）第84页人类基因组计划（人类基因组计划（HGP）遗传图遗传图物理图物理图序列图序列图表示图表示图基因定位基因定位 基因克隆基因克隆 基因转移基因转移 基因分子生物学基因分子生物学 比较基因组研究比较基因组研究水稻等作物基因组计划水稻等作物基因组计划猪，牛等家畜基因组计划猪，牛等家畜基因组计划中心法则深入研究与发展中心法则深入研究与发展中心法则深入研究与发展中心法则深入研究与发展-基因组学基因组学基因组学基因组学（Genomics)Genomics)第85页 功效基因组学功效基因组学(Functional Genomics or postGenomics)(Functional Genomics or postGenomics)研究内容包含基因功效发觉、基因研究内容包含基因功效发觉、基因表示分析及突变检测。表示分析及突变检测。p大规模水平上研究蛋白质特征，包含蛋白质表示水平，翻译大规模水平上研究蛋白质特征，包含蛋白质表示水平，翻译后修饰，蛋白与蛋白相互等，由此取得蛋白质水平上关于疾后修饰，蛋白与蛋白相互等，由此取得蛋白质水平上关于疾病发生，细胞代谢等过程整体而全方面认识。病发生，细胞代谢等过程整体而全方面认识。蛋白质组学（蛋白质组学（Proteome）第86页 分子生物学分子生物学发展趋势发展趋势I I功效基因组学功效基因组学functional genomicsII II蛋白质组学蛋白质组学proteomicsIIIIII生物信息学生物信息学bioinformatics发发 展展 趋趋 势势第87页概念：利用结构基因组学提供信息，以概念：利用结构基因组学提供信息，以大规模大规模试验方试验方法及统计与计算机分析，法及统计与计算机分析，全方面系统地全方面系统地分析分析全部基因全部基因功效学科。功效学科。分子生物学分子生物学发展趋势发展趋势功效基因组学功效基因组学 functional genomics思索：一个或少数几个思索：一个或少数几个基因功效分析方法？基因功效分析方法？第88页分子生物学分子生物学发展趋势发展趋势批量批量(高通量高通量)基因表示分析：基因表示分析：3 同源性分析同源性分析(homology searching)1 DNA芯片芯片(DNA chips)2 基因表示系统分析基因表示系统分析(serial analysis of gene expression,SAGE)功效基因组学功效基因组学 functional genomics第89页概念：研究某一基因组在某一特定细胞、特定时间内概念：研究某一基因组在某一特定细胞、特定时间内所表示全部蛋白质集合体，以及全部蛋白质修饰后各所表示全部蛋白质集合体，以及全部蛋白质修饰后各种形态。种形态。1 1 对蛋白质组分离：双向电泳对蛋白质组分离：双向电泳2 2 对蛋白质组判定：氨基酸组成份析、质谱技术等对蛋白质组判定：氨基酸组成份析、质谱技术等分子生物学分子生物学发展趋势发展趋势 蛋白质组学蛋白质组学 proteomics蛋白质组学分析研究技术：蛋白质组学分析研究技术：第90页20世纪世纪80年代年代 新兴交叉学科新兴交叉学科生物学生物学计算机科学计算机科学数学数学信息科学等信息科学等概念：它包含了生物信息概念：它包含了生物信息获取、处理、存放、分发、获取、处理、存放、分发、分析和解释等在内全部方分析和解释等在内全部方面，它综合利用数学、计面，它综合利用数学、计算机科学和生物学各种工算机科学和生物学各种工具，来说明和了解大量数具，来说明和了解大量数据所包含生物学意义。据所包含生物学意义。分子生物学分子生物学发展趋势发展趋势 生物信息学生物信息学 bioinformatics第91页u 基因组相关信息搜集、储存、管理与检索（数据库基因组相关信息搜集、储存、管理与检索（数据库建立与管理）建立与管理）u 序列比对及新基因发觉、判定（相同性及同源性分序列比对及新基因发觉、判定（相同性及同源性分析）析）u 计算机辅助基因识别（基因预测或基因注释）计算机辅助基因识别（基因预测或基因注释）u 分子进化和比较基因组学u 非编码区分析和DNA语言研究 u 蛋白质结构预测u 基于结构药品设计 u 其它 分子生物学分子生物学发展趋势发展趋势 生物信息学生物信息学 bioinformatics研究内容研究内容第92页生物信息数据库种类繁多。生物信息数据库种类繁多。4 4个大类：个大类：基因组数据库基因组数据库 核酸和蛋白质一级结构序列数据库核酸和蛋白质一级结构序列数据库 生物大分子生物大分子(主要是蛋白质主要是蛋白质)三维空间结三维空间结构数据库构数据库 以上述以上述3 3类数据库和文件资料为基础构建类数据库和文件资料为基础构建二次数据库二次数据库分子生物学分子生物学发展趋势发展趋势 生物信息学生物信息学 bioinformatics第93页愈加深刻愈加深刻 更为明确更为明确 说明生物大系统说明生物大系统 生长发育生长发育 遗传变异遗传变异 繁殖死亡繁殖死亡 生生命命本本质质愈加主动愈加主动 更为有效更为有效 利用生物技术利用生物技术 改造生物改造生物 创造生物创造生物 新兴产业新兴产业 推进工，农，医 发 展 学习分子生物学意义学习分子生物学意义第94页“烤烤”试试第95页If you have any questions,dont hesitate to contact me:E-mail:Office：F座座四楼四楼第96页第97页