分子生物学省队01绪论

1、现代分子生物学朱玉贤 现代分子生物学，高等教育出版社 孙乃恩 分子遗传学，南京大学出版社。 阎隆飞 分子生物学，中国农业大学出版社，李振刚 分子遗传学，科学出版社沈羽非 真核基因表达调控，北京高等教育出版社Lewin,B, Genes X , Oxford University PressTurner P.C. et al. Molecular Biology. 科学出版社 Weaver R. Molecular Biology. 科学出版社参 考 书 目讲授的内容介绍：1、绪论2、染色体与DNA 3、生物信息的传递（上）从DNA到RNA4、生物信息的传递（下）从mRNA到蛋白质5、基因的表达

2、与调控（上）原核6、基因的表达与调控（下）真核7、分子生物学研究方法第一章 绪论从创世论到分子生物学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、从创世论到分子生物学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德国 Schwann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

3、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，并得出了三条规律：显性规律(The Law of Dominance)分离规律（The Law of Segregation）自由组合规律（The Law of Independent Assortment）在孟德尔遗传学的基础上，美国著名的遗传

4、学家Morgan又提出了基因学说。连锁遗传规律4、DNA的发现 1928年，Griffith肺炎链球菌实验 1944年，Avery证明DNA是遗传物质 1952年，噬菌体感染实验 1956年，植物病毒重建实验。5.不同的遗传方式可能存在于不同的生物体中二、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。三、分子生物学发展简史1、孕育阶段（18201950年代） 1865年，孟德尔发表了他的植物杂交实验一文，首次阐述了生物界有规律的遗传现象。“遗传因子 ” 1900年，孟德尔遗传规

5、律被证实，成为近代遗传学基础。 1910年，Morgan的染色体基因遗传理论 ， Gene 存在于染色体上。进一步将“性状”与“基因”相耦联，成为现代遗传学的奠基石。 1944年，美国微生物学家Avery证明基因就是DNA分子，提出 DNA是遗传信息的载体。1957年，Heinz Fraenkel-Conrat和B. Singre的杂合病毒实验：烟草花叶病毒的感染和繁殖过程证实RNA也是重要的遗传物质。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Wil

6、kins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。中国科学院2001年硕士入学考试分子遗传学试题:何谓中心法则？如何基于该法则来解释生物形状的遗传和变异？（10分） 1958年，Meselson 和Stahl证明 DNA半保留复制。 半保留复制是遗传消息能准确传代的保证。是物质稳性的分子基础。 StahlMeselson1959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

7、（第六章）1965年获得诺贝尔生理医学奖1968年，Nirenberg、Holley和Khorana解读了遗传密码及其在蛋白质合成方面的技能而分享诺贝尔生理医学奖。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（双脱氧链终止法，第五章）。 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

8、。1983年，美国遗传学家McClintoc因发现可移动的遗传因子而获得诺贝尔生理医学奖。1983. Barbara McClintock (86y)DNA transposable elememt皇家卡罗林医学研究院 1989年Altman、 Cech发现核酶（ Ribozyme,某些RNA具有酶的功能）获Nobel化学奖。 Kohler &Milstein Monocloning antibody Roberts & Sharp Splitting geneMullis & Smith PCR technique & gene mutation in locus Gilman & Rodb

9、all G-protein as a signal molecular in cell Lewis & Nusslein-Volhard & Wieschaus Control gene of body developing in Drosophila1997年，普鲁西纳朊病毒prion 瑞典卡罗琳医学院7日在斯德哥尔摩宣布，将2013年诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家詹姆斯罗思曼、兰迪谢克曼以及德国科学家托马斯祖德霍夫，以表彰他们发现细胞的囊泡运输调控机制。 人揭示了细胞如何实现激素、酶等关键物质的精确、适时投放。诺贝尔奖评选委员会秘书长戈兰汉松希望，囊泡运输调控机制的进一步研究能推动药物

10、研发，帮助治疗癫痫、糖尿病和其他代谢疾病。2013年诺贝尔生理学或医学奖奖2012年诺贝尔生理学或医学奖授予英国科学家约翰格登和日本医学教授山中伸弥，以表彰他们在“体细胞重编程技术”领域做出的革命性贡献。 出生于1933年的约翰格登任职于英国剑桥格登研究所。他于1962年通过实验把蝌蚪的分化细胞的细胞核移植进入卵母细胞质中，并培育出成体青蛙。这一实验首次证实分化了的细胞基因组是可以逆转变化的，具有划时代的意义。山中伸弥1962年出生于日本，目前就职于京都大学。2006年山中伸弥等科学家把4个关键基因通过逆转录病毒载体转入小鼠的成纤维细胞，使其变成多功能干细胞。这意味着未成熟的细胞能够发展成所有

11、类型的细胞。 2012年诺贝尔生理学或医学奖奖2011年，美国、法国、加拿大三位科学家因在免疫学方面的发现获奖。其中一半的奖金归于Bruce A. Beutler和Jules A. Hoffmann，获奖理由是“先天免疫激活方面的发现”；另一半奖金归于Ralph M. Steinman，获奖理由是“发现树突状细胞及其在获得性免疫中的作用”。2010年，英国科学家罗伯特爱德华兹（Robert Edwards）因发展体外授精疗法获奖。2009年，三位美国科学家因在端粒和端粒酶如何保护染色体方面的发现而获奖。这三位科学家分别为美国加州大学旧金山分校的Elizabeth H. Blackburn、美国

12、约翰霍普金斯大学医学院的Carol W. Greider和哈佛医学院的Jack W. Szostak。其中，Blackburn1948年出生于澳大利亚塔斯马尼亚州首府霍巴特；Greider1961年出生于美国加州圣地亚哥；Szostak1952年出生于英国伦敦。2012年诺贝尔化学奖 北京时间17点45分，瑞典皇家科学院诺贝尔奖评审委员会宣布，两位美国科学家罗伯特莱夫科维茨（Robert J. Lefkowitz）和布莱恩克比尔卡（Brian K. Kobilka）因“G蛋白偶联受体研究”获得2012年诺贝尔化学奖。 G蛋白偶联受体(GPCR)是与G蛋白有信号连接的1000多种受体的统称。G蛋

13、白横跨在细胞膜上，一面可以解除细胞外的信号，另一面可以和细胞内的物质发生作用，成为细胞外信息进入细胞内的桥梁。G蛋白偶联受体能巩固探测激素、气味、化学神经递质，以及其他细胞外的信号，从而将信息通过激活不同类型G蛋白中的一种，传递到细胞内部。 G蛋白欧联受体还是最著名的药物靶向分子 ,目前世界药物市场上至少有30%的小分子药物可以激活或是阻断G蛋白偶联受体的作用。目前上市的药物中，前50种最畅销药物有20%就属于G蛋白偶联受体相关药物，比如充血性心力衰竭药物卡维地洛，抗高血压药物科素亚，乳腺癌药物诺雷得等等 2009年，美以三科学家因“对核糖体结构和功能的研究”而获奖。这三位科学家为美国的Ven

14、katraman Ramakrishnan、Thomas A. Steitz及以色列的Ada E. Yonath。2008年，三位美国科学家，美国Woods Hole海洋生物学实验室的Osamu Shimomura（下村修）、哥伦比亚大学的Martin Chalfie（马丁沙尔菲）和加州大学圣地亚哥分校的Roger Y. Tsien（钱永健，钱学森的堂侄）因发现并发展了绿色荧光蛋白（GFP）而获得该奖项。年，美国科学家罗杰科恩伯格因在“真核转录的分子基础”研究领域作出贡献而获奖。 年，美国科学家彼得阿格雷和罗德里克麦金农因在细胞膜通道领域作出了开创性贡献而获奖。 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 1972年, Boyer获得第一个重组DNA分子1972 - BergEcoRI recognition sites phage DNAEcoRI cuts DNA into fragment