分子生物学课件(共51张PPT)-2024鲜版

分子生物学课件(共51张PPT)2024/3/271分子生物学概述DNA的结构与功能RNA的结构与功能基因的表达与调控蛋白质的结构与功能分子生物学技术与应用contents目录2024/3/27201分子生物学概述2024/3/273分子生物学是研究生物大分子，特别是蛋白质和核酸的结构、功能、相互作用及其在生命过程中的作用的科学。定义从20世纪初的遗传学、生物化学和微生物学的发展中孕育出分子生物学，到20世纪50年代DNA双螺旋结构的发现标志着分子生物学的诞生，再到后来的基因工程、蛋白质工程等技术的出现，推动了分子生物学的飞速发展。发展历程分子生物学的定义与发展2024/3/274研究基因的结构、表达调控及其在生物体中的功能，以及基因组的结构、功能和进化。基因与基因组的结构与功能DNA复制、转录与翻译蛋白质的结构与功能基因表达的调控研究DNA的复制、转录和翻译过程及其调控机制，揭示遗传信息的传递和表达规律。研究蛋白质的结构、功能及其相互作用，揭示蛋白质在生命过程中的作用。研究基因表达的时空特异性及其调控机制，揭示生物体发育、分化和适应环境的分子基础。分子生物学的研究内容2024/3/27503分子生物学与其他学科的交叉融合分子生物学与遗传学、生物化学、微生物学、免疫学等学科存在广泛的交叉融合，共同推动生命科学的发展。01分子生物学是生物学的重要分支分子生物学以生物大分子为研究对象，揭示生命现象的分子基础，是生物学的重要分支之一。02分子生物学推动生物学的发展分子生物学的发展推动了生物学的研究从细胞水平向分子水平深入，为生物学的发展提供了新的理论和技术支持。分子生物学与生物学的关系2024/3/27602DNA的结构与功能2024/3/277腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）、胞嘧啶（C）碱基脱氧核糖磷酸与磷酸交替连接，构成DNA链的基本骨架与脱氧核糖通过磷酸二酯键连接030201DNA的分子组成2024/3/278两条多核苷酸链围绕一个共同的中心轴盘绕，构成双螺旋结构右手螺旋A与T之间以两个氢键相连，G与C之间以三个氢键相连碱基互补配对双螺旋表面形成的两个凹槽，分别称为大沟和小沟，与蛋白质识别有关大沟和小沟DNA的双螺旋结构2024/3/279碱基互补配对原则保证了复制的准确性DNA修复机制包括直接修复、切除修复、重组修复和SOS修复等，用于纠正复制过程中出现的错误半保留复制DNA在复制时，以亲代DNA的两条链为模板，合成两条新的子代DNA链DNA的复制与修复2024/3/271003RNA的结构与功能2024/3/2711

RNA的分子组成核糖核苷酸RNA的基本组成单位是核糖核苷酸，由磷酸、核糖和碱基组成。碱基RNA中的碱基主要有腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和尿嘧啶（U）。磷酸二酯键核糖核苷酸之间通过磷酸二酯键连接形成RNA链。2024/3/2712RNA的种类与结构信使RNA，负责携带遗传信息并指导蛋白质合成。转运RNA，负责携带氨基酸并识别mRNA上的遗传密码。核糖体RNA，是核糖体的组成部分，参与蛋白质合成。如miRNA、snRNA等，在基因表达调控等方面发挥作用。mRNAtRNArRNA其他RNA2024/3/2713RNA的合成RNA的合成主要发生在细胞核内，通过RNA聚合酶的作用，以DNA为模板合成RNA链。核糖体的组成rRNA是核糖体的组成部分，与蛋白质合成密切相关。氨基酸的转运tRNA负责携带氨基酸，并将其转运到核糖体上参与蛋白质合成。遗传信息的传递RNA作为DNA和蛋白质之间的桥梁，将遗传信息从DNA传递到蛋白质。蛋白质合成的模板mRNA作为蛋白质合成的模板，指导氨基酸的排列顺序。RNA的功能与合成2024/3/271404基因的表达与调控2024/3/2715基因是生物体内控制遗传性状的基本单位，由DNA序列构成。基因的概念根据功能不同，基因可分为结构基因、调节基因、操纵基因等。基因的种类具有遗传信息的储存、传递和表达功能，同时受到内外环境的影响。基因的特点基因的概念与种类2024/3/2716123在RNA聚合酶的催化下，以DNA为模板合成RNA的过程。转录在核糖体的作用下，以mRNA为模板合成蛋白质的过程。翻译不同基因在不同时间、不同空间表达不同。基因表达的时空特异性基因的表达过程2024/3/2717转录水平调控翻译水平调控蛋白质水平调控表观遗传学调控基因表达的调控机制01020304通过控制转录的起始、延伸和终止来调控基因表达。通过控制翻译的起始、延伸和终止来调控基因表达。通过控制蛋白质的活性、稳定性和相互作用来调控基因表达。通过改变染色质结构和DNA甲基化等方式来调控基因表达。2024/3/271805蛋白质的结构与功能2024/3/2719肽键连接氨基酸之间的主要化学键。氨基酸蛋白质的基本组成单元，共有20种标准氨基酸。辅基与辅酶某些蛋白质还包含辅基或辅酶，以辅助其功能的发挥。蛋白质的分子组成2024/3/2720一级结构二级结构三级结构四级结构蛋白质的结构层次指蛋白质中氨基酸的排列顺序。整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置，即整条肽链每一原子的相对空间位置。蛋白质局部主链的空间结构，包括α-螺旋、β-折叠等。由两条或两条以上的多肽链组成的一类结构，每一条多肽链都有完整的三级结构。2024/3/2721结构蛋白：作为细胞的结构，如膜蛋白，染色体蛋白等。功能蛋白酶：催化生物体内的化学反应。激素：调节生物体的生理活动。抗体：参与免疫应答。蛋白质的分类还可以根据其溶解度、形状等进行划分。例如，根据溶解度可分为清蛋白、球蛋白等；根据形状可分为纤维状蛋白和球状蛋白等。蛋白质的功能与分类2024/3/272206分子生物学技术与应用2024/3/2723010204DNA重组技术DNA重组技术的定义和原理限制性内切酶的作用及特点DNA连接酶的种类和应用重组DNA分子的构建和筛选032024/3/2724PCR技术的基本原理和步骤引物的设计和选择PCR反应体系和条件优化PCR技术在DNA扩增、突变分析、基因分型等领域的应用01020304PCR技术及其应用2024/3/2725基因克隆的基本概念和原理基因表达载体的构建和选择基因工程的基本步骤和操作基因工程在蛋白质生产、基因治疗等领域的应用基因克隆与基因工程2024/3/2726基因诊断、基因治疗、药物研发等分子生物学在医学领域的应用转基因