分子生物学（贾海燕）分子生物学整理.docxVIP

第一章 绪论 一、 分子生物学的基本含义 1 定义： 分子生物学是从分子水平研究生命本质为目的的一门新兴学科，它以核酸和蛋白质等生物大分子的结构及其在遗传信息和细胞信息传递中的作用为研究对象，是当前生命科学中发展最快并正与其它学科广泛交叉与渗透的重要前沿领域。 ? 所谓在分子水平上研究生命的本质主要是指对遗传、 生殖、生长和发育等生命基本特征的分子机理的阐明，从而为利用和改造生物奠定理论基础和提供新的手段。 ? 这里的分子水平指的是那些携带遗传信息的核酸和在遗传信息传递及细胞内、细胞间通讯过程中发挥着重要作用的蛋白质等生物大分子。 ? 这些生物大分子均具有较大的分子量，由简单的小分子核苷酸或氨基酸排列组合以蕴藏各种信息，并且具有复杂的空间结构以形成精确的相互作用系统，由此构成生物的多样化和生物个体精确的生长发育和代谢调节控制系统。 2 前景： 分子生物学的发展为人类认识生命现象带来了前所未有的机会，也为人类利用和改造生物创造了极为广泛的前景。 3 主要任务 阐明这些复杂的结构及结构与功能的关系 二、 分子生物学的主要研究内容 1 核酸的分子生物学 研究核酸的结构及其功能。研究内容包括核基因组的结构、遗传信息的复制，突变、修复和重组、转录与翻译，基因表达调控和基因工程技术的发展和应用等。遗传信息传递的中心法则是其理论体系的核心。 2 蛋白质的分子生物学 研究各种生命功能的主要大分子——蛋白质的结构与功能。近年来，随着科学技术的发展，人们在认识蛋白质的结构及其与功能关系方面取得了一些重大进展。 3 细胞信号转导的分子生物学 细胞外信号通过与细胞表面的受体相互作用转变为胞内信号并在细胞内传递的过程称为信号转导。在外源信号的刺激下，细胞可以将这些信号转变为一系列生物化学变化。信号转导研究的目标是阐明这些变化的分子机理，明确每一种信号转导与传递的途径及参与该途径的所有分子的作用和调节方式以及认识各种途径间的网络控制系统。信号转导机理的研究是当前分子生物学发展最迅速的领域之一。 ? 植物激素：合成、??号转导和作用 三、 分子生物学与其他学科的关系 分子生物学是由生物化学、生物物理学、遗传学、微生物学、细胞生物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，凝聚了不同专长的科学家的共同努力。 由于分子生物学涉及认识生命的本质，它也就广泛地渗透到医学等各学科领域中，成为现代医学和农业等生物应用学科重要的基础。 四、 分子生物学发展简史 1. 准备和酝酿阶段（19世纪后期到20世纪50年代初） 在这一阶段产生了两点对生命本质的认识上的重大突破： ? 确定了蛋白质是生命的主要物质基础。(酶) ? 确定了生物遗传的物质是DNA。 2. 现代分子生物学的建立和发展阶段（50年代初到70年代初） 1953年Watson和Crick提出了DNA双螺旋结构模型标志着现代分子生 物学诞生。在些期间的主要进展包括： ? 遗传信息传递中心法则的建立 ? 对蛋白质结构与功能的进一步认识（氨基酸、分子量、空间结构） 1973年，我国科学家用X射线衍射分析法测定了牛胰岛素的空间结构，为认识蛋白 质的结构做出了重要贡献。 3. 初步认识生命本质并开始改造生命的深入发展阶段 70年代后，以基因工程技术的出现作为新的里程碑，标志着人类认识生命本质并能主动改造生命的新时期开始。其间的重大成就包括： ? 重组DNA技术的建立和发展（工具酶的发展和应用） ? 基因组研究的发展 （基因组图谱的构建、全基因组序列的测定） ? 单克隆抗体及基因工程抗体的建立和发展（疾病的诊断和治疗） ? 基因表达调控机理（顺式作用元件与反式作用因子、参与蛋白质间识别与相互作用的分子） ? 细胞信号转导机理研究成为新的前沿领域 本章重点、难点： 理解分子生物学的含义、研究对象 3 生物大分子 3.1 蛋白质：氨基酸的聚合体 3.2 核酸（DNARNA）：核苷酸的聚合体 3.3 多糖：单糖以糖苷键连接形成的聚合体（纤维素、淀粉、糖原、几丁质、黏多糖） 3.4 脂类：甘油三酯、磷脂、鞘脂 3.5 复杂大分子：一种以上的大分子以共价或非共价键相结合。 3.5.1 核蛋白：核酸和蛋白质的结合体（端粒酶、核糖核酸酶P） 3.5.2 糖蛋白：糖和蛋白质的结合体，是细胞膜的重要组分，并 3.5.3 介导细胞与细胞间的识别。 3.5.4 糖脂：糖和脂以共价键相结合，在脑细胞和神经细胞的膜 3.5.5 中含量特别丰富。 4 大分子的组装 4.1 在细胞中包含着许多由同种或不同种生物大分子组成的大分子复合体： 4.1.1 微管、微丝和中间纤维（构成真核生物的细胞骨架）—蛋白质复合体 4.1.2 核糖体、染色质、病毒——核蛋白 4.1.3 细胞膜：由膜磷脂和鞘脂形成的极性基团在外，链烃在内的双分子层。 4.2