分子生物学 课件.ppt

MolecularBiology,1.1二十世纪生命科学的回顾,数、理、化相关学科,生物学实验技术,渗透交叉,近代生物学,个性,共性,宏观生物学（生态学为核心）,微观生物学（分子生物学为核心）,细胞水平,分子水平,结构生物学，发育生物学，神经生物学等新兴学科发展,生物多样性研究,资源保护与利用,人类生态环境的保护工农业生产持续发展,分子生物学,分子生物学的延伸,21世纪生命科学发展的重要态势,Defineinbroadly:understandbiologicalphenomenainmolecularterms(difficulttodistinguishfrombiochemistry),Defineinrestrictively:studyofgenestructureandtheiractivitiesinmolecularlevel,1.2分子生物学的概念,GeneconceptGenestructureGenereplicationGeneexpressionGenerecombinationGenemutation,MolecularBiologyofGene,Whatisthegene?BasicpropertyReplicationExpressionMutation,DNADoubleHelixmodel,1952J.WatsonandF.Crick,分子生物学诞生,Crick：.我本人的思想是基于两个基本原理，我称之为序列假说（sequencehypothesis）和中心法则（centraldogma)Sequencehypothesis：核酸片段的特异性完全由其碱基序列所决定，且这种序列是某一蛋白质氨基酸序列的密码.Centraldogma：信息一旦进入蛋白质，它就不可能再输出.,构成生物大分子的单体相同,生物遗传信息的表达的中心法则相同,高级结构,生物大分子之间的互作,核酸语言(Nt)蛋白质语言(aa),生物大分子单体的排列（核苷酸，氨基酸）,分子生物学研究领域共同遵循的三大原则,结构生物学,基因分子生物学,生物技术理论与应用,分子生物学研究的三大主要领域,狭义的分子生物学,分子生物学的三大支持学科,细胞生物学遗传学生物化学,1839-1847年MatthiasSchleiden&TheodorSchwann,细胞的化学组成，细胞器的结构，细胞骨架，生物大分子在细胞中的定位及功能，细胞的信号传导等,MolecularCellbiology,GregorMendel1864年,Genetics,MolecularGenetics,GenestructureGeneduplicationGeneexpressionGenerecombinationGenemutation,遗传因子假说,Genetics,NucleicAcidChemistry,ProteinChemistry,(1936年JamesSumner)NobelPrizeinChemistry1946,EnzymaticnatureofcrystallineProtein,Whatgenesare&Howtheyact?,分子生物学：从分子水平理解生命活动细胞生物学：从细胞水平理解生命活动遗传学：从遗传角度理解生命活动生物化学：从化学组成角度来理解生物大分子和生物代谢。普通生物学（动物&植物）&微生物学：不同生物类型的特点,分子生物学：从分子水平理解生命活动，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（Biochemicalprocesses）：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）。,1.3分子生物学的发展历程,forhisdiscoverythatenzymescanbecrystallized,fortheirpreparationofenzymesandvirusproteinsinapureform,JamesBatchellerSumner,JohnHowardNorthrop,WendellMeredithStanley,CornellUniversity,RockefellerInstituteUSA,RockefellerInstituteUSA,1887-1955,1891-1987,1904-1971,TheNobelPrizeinChemistry1946,1958J.Lederberg(33y),Phagetransduction,TheNobelPrizeinChemistry1958,forhisworkonthestructureofproteins,especiallythatofinsulin,FrederickSanger,CambridgeUniversity,1918-,G.Beadle&E.Tatum,Onegene-oneenzyme,ArthurKornberg(41y),DNAreplication,IsolationofDNApolymeraseI,Brooklyn,1959,分子生物学的重要里程碑,1951.JamesWatson（Luria的第一个研究生23y),丹麦哥本哈根KalckarLab.Post-Do,意大利那不勒斯动物研究所KingsLab.LondonUniv.MauriceWilkins,M.H.F.Wilkins&RosalindFrankin,XrayphotographofDNAwithhighquality(核糖与磷酸连接成的扭曲绳子，每一节上都有配对的碱基),1951.KingsLab.LondonUniversityUK,FrancoisJacob(44y)JacquesMonod(55y)(French),Lac.OperonTheory,1965,ConceptofmRNA,1968,R.HolleyH.G.KhoranaM.Nirenberg,TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1978,forthediscoveryofrestrictionenzymesandtheirapplicationtoproblemsofmoleculargenetics,WernerArber,DanielNathans,HamiltonO.Smith,Switzerland,BiozentrumderUniversitt,JohnsHopkinsUniversitySchoolofMedicineBaltimore,USA,JohnsHopkinsUniversitySchoolofMedicineBaltimore,USA,1929-,1928-1999,1931-,TheNobelPrizeinChemistry1980,forhisfundamentalstudiesofthebiochemistryofnucleicacids,withparticularregardtorecombinant-DNA,PaulBerg,StanfordUniversity,1926-,基因工程诞生,TheNobelPrizeinChemistry1993,forhisinventionofthepolymerasechainreaction(PCR)method,KaryB.Mullis,1944-,ProgrammedCellDeath(PCD)anddevelopment,1.421世纪生物学的新热点及领域,生物大分子的高级三维结构与功能的统一,生物大分子之间的互作基因的社会学,(Nature杂志增设Naturaldevelopingbiology分册),Genomics,基因组的全序列高密度的分子标记图谱高精度的物理图谱转录水平上的表达图谱大规模的蛋白质构型模拟,Structuralgenomics,Functionalgenomics,利用结构基因组提供的信息大规模地分析基因的功能不仅提供基因功能的简单列表最终要阐释基因如何工作细胞组织个体,计算计语