分子生物学课件-第一章-绪论.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,*,单击此处编辑母版标题样式,Molecular Biology,第一章 绪论,回顾所学知识点,分子生物学定义,分子生物学发展简史,分子生物学研究内容,分子生物学展望,一、,回顾所学知识点,1,、创世说与进化论,达尔文、,1859,年,物种起源,，确立了进化论的概念,2,、细胞学说（,1847,）,德国,Schleiden,(19,世纪）,德国,Schwann,（,19,世纪）,荷兰,Leeuwenhoek,（,17,世纪）,列文虎克,细胞学说的主要内容有：,细胞是有机体，一切动植物都是由单细胞发育而来，即生物是由细胞和细胞的产物所组成所有细胞在结构和组成上基本相似；,新细胞是由已存在的细胞分裂而来；,生物的疾病是因为其细胞机能失常。,3,、经典的生物化学和遗传学,19,世纪中叶，蛋白质,19,世纪中叶到,20,世纪初，组成蛋白质的,20,种基本氨基酸被相继发现（,1935,年，苏氨酸）,著名生物化学家,Fisher,还论证了连接相邻氨基酸的,“,肽键,”,的形成。,孟德尔,Gregor Mendel,(1822-1884),奥地利科学家，经典遗传学的奠基人,1857-1864,的,7,年中，进行了豌豆的杂交研究，,1865,年发表了他的划时代的论文,植物杂交试验,在论文中提出了,“,遗传因子,”,的概念，并得出了二条规律：,统一律（,P5,）：,F1=3,：,1,分离,分离规律：,F2=9,：,3,：,3,：,1,的分离,在孟德尔遗传学的基础上，美国著名的遗传学家,Morgan,又提出了,基因学说,。,连锁遗传规律,F1,F2,4,、,DNA,的发现,1944,年，美国著名微生物学家,Avery,证明,gene,就是,DNA,分子，,DNA,才是遗传信息的载体，蛋白质不是。,Avery,的肺炎双球菌转化实验,Hershey,和,Chase,的,噬菌体侵染细菌试验,第一章 绪论,回顾所学知识点,分子生物学定义,分子生物学发展简史,分子生物学研究内容,分子生物学展望,二、分子生物学定义,从,分子,水平,研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象本质的科学,，主要指,遗传信息,的,传递,（复制）、,保持,（损伤和修复）、,基因的表达,（转录和翻译）与,调控,。,强调,以上各种生命活动（,Biochemical processes,）：,1,是什么（,what,，生物学,重要性,和,具体过程,），,2,所涉及的生物大分子（,DNA,、,RNA,、蛋白质,),是如何相互作用使之发生的（,how,）。,第一章 绪论,回顾所学知识点,分子生物学定义,分子生物学发展简史,分子生物学研究内容,分子生物学展望,近半个世纪以来,医学，化学中重大突破与成就者,Nobel Prize,分子生物学发展的,里程碑与主要内容,现代分子生物学的发展简史,2,、创立阶段（,19501970,年代）,1953,年，美国科学家,Watson,和英国科学家,Crick,提出,DNA Double Helix model,1962,年,Watson,、,Crick,与,Wilkins,共享诺贝尔生理医学奖,通过对,DNA,分子的,X,射线衍射研究证实了前两者提出的,DNA,的模型,1958,年,Crick,提出中心法则。（,P463,）,1958,年，,Meselson,和,Stahl,证明,DNA,半保留复制。,半保留复制,（,Semiconservative replication,）,是描述,DNA,的复制方式，目前已知的所有细胞皆以此方式进行,复制,。也是唯一确认存在于自然界中的模型。,Stahl,Meselson,1959,年，美籍西班牙裔科学家,Uchoa,和美国,Kornberg,发现了,DNA,和,RNA,的生物合成机理而分享了诺贝尔生理医学奖。,1961,年，法国科学家,Jacob,（雅各布）,和,Monod,（莫诺）提出操纵子学说（第七章）,并首次提出了,mRNA,的概念,1965,年获得诺贝尔生理医学奖,3,、发展阶段（,1970,年代以后）,1970,年，,Temin,和,Baltimore,在,RNA,肿瘤病毒中发现逆转录酶。,1975,年，获诺贝尔生理医学奖,1977,年，,Sanger等人发明了一种测定,DNA,分子内核苷酸序列的方法。,桑格,(Sanger,）,吉尔伯特,(Gilbert,）,伯格（,Berg,）,1980,年，与,Gilbert,和,Berg,共享诺贝尔化学奖,Sanger,还由于测定了牛胰岛素的一级结构而获得,1958,年诺贝尔化学奖。,1983.,Barbara McClintock(86y),DNA transposable elememt,1983,年，美国遗传学家,McClintock,因发现可移动的遗传因子而获得诺贝尔生理医学奖。,she is the only woman to receive an unshared Nobel Prize in that category,1997,年，美国科学家,Prusiner,发现朊病毒是阿尔次海默病（早老性痴呆症）等疾病的病原,获得诺贝尔生理医学奖,第一章 绪论,回顾所学知识点,分子生物学定义,分子生物学发展简史,分子生物学研究内容,分子生物学展望,四、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,DNA,重组技术,将不同的,DNA,片段（如某个基因,or,基因的一部分）按照人们的设计方向连接起来，在特定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。,DNA,重组技术有着广阔的应用前景（,P13,）,1,、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,2,、可用于定向改造某些生物的基因组结构,3,、可被用来进行基础研究,基因的表达调控（第,7&8,章）,基因表达实质上就是,遗传信息的转录和翻译。,在个体生长发育过程中生物遗传信息的表达按一定时序发生变化（,时序调节,），并随着内外环境的变化而不断加以修正（,环境调控,）。,一个生物大分子，无论是核酸、蛋白质或多糖，在发挥生物学功能时，必须具备两个前提：,拥有特定的空间结构（三维结构）；,发挥生物学功能的过程中必定存在着结构和构象的变化。,结构分子生物学就是研究生物大分子特定的空间结构及结构的运动变化与其生物学功能关系的科学。它包括,3,个主要研究方向：,结构的测定,结构运动变化规律的探索,结构与功能相互关系,结构分子生物学研究内容,基因组、功能基因组与生物信息学研究,2001,年，,Nature,和,Science,同时发表人类基因组全序列。,功能基因组学,又往往被称为后基因组学，它利用结构基因组所提供的信息和产物，发展和应用新的实验手段，通过在基因组或系统水平上全面分析基因的功能，使得生物学研究从对单一基因或蛋白质研究转向多个基因或蛋白质同时进行系统的研究。,生物信息学,从事对基因组研究相关生物信息的获取、加工、储存、分配、分析和解释。包括了两层含义，一是对海量数据的收集、整理与服务，也就是管好这些数据；另一个是从中发现新的规律，也就是用好这些数据。,分子生物学展望,五、分子生物学展望,分子生物学的发展揭示了生命本质的高度有序性和一致性，是人类认识论上的重大飞跃。生命活动的一致性，决定了二十一世纪的生物学将是真正的系统生物学，是生物学范围内所有学科在分子水平上的统一,分子生物学是目前自然学科中进展最迅速、最具活力和生气的领域，也是新世纪的带头学科。,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的，同时也推动这些学科的发展。,分子生物学涉及认识生命的本质，它也就自然广泛的渗透到医学、药学各学科领域中，成为现代医药学重要的基础。,分子生物学与其他学科的及医学的关系,