分子生物学的研究材料-昆明理工大学工程力学试验中心.PPT

第一章 绪论 概念 分子生物学是在分子水平上研究遗传与细胞功能等生命现象、核酸与蛋白质等大分子的构造与功能、以及它们之间的相互作用的基础学科。 广义概念 研究核酸与蛋白质等生物大分子的结构与功能，同时从分子水平上阐明生命现象和生物学规律。 狭义概念 研究基因的结构与功能、DNA的复制、转录、表达和调控等过程。 发展历程 1866年, G. Mendel?分离与自由组合定律,从而阐明遗传因子(hereditary factor)决定生物性状 1944年, 美国微生物学家Avery ?细菌转化研究?证明DNA是基因载体 1950年，Chargaff法则的提出 1952年，Hershey和Chase的噬菌体侵染大肠杆菌细胞的试验 1953年, Watson-Crick ?DNA双螺旋结构 1956年，A. Kornberg发现大肠杆菌中的DNA聚合酶I 1958年，F. Crick ?中心法则(Central dogma) 1961年，F. Jacob and J. monod的调节基因表达的操纵子学说的提出 ?1966年, 64种遗传密码子(genetic code codon)被破译 ?1967年，Gellert发现DNA连接酶 ?1970年, H. O. Smith, K. W. Wilcox T. J. Kelley ?分离得到第一种限制性核酸内切酶(restriction enzyme) EcoR I ?1972年, P. Berg H. Boyer?第一个重组DNA分子构建?阐明重组DNA分子进入宿主细胞的方式、复制以及表达的机理 ?1975年，Southern blot发明，Gruustein Hogness建立了克隆特定基因的新方法，Farrell发明了双向蛋白电泳，Blohel等发现了信号肽 ?1975年，Sanger、Maxam Gilbert ?DNA序列测定 ?1977年，噬菌体ΦX174全基因组测定的完成 ?1985年，Saiki等?聚合酶链反应 50年代的DNA双螺旋结构 60年代的操纵子学说 70年代的DNA重组 80年代的PCR技术 90年代的DNA测序 分子生物学的研究内容 基因与基因组的结构与功能 DNA的复制、转录和翻译 基因表达调控 DNA重组技术 结构分子生物学 ?基因与基因组的结构与功能 20世纪50年代前?染色体遗传学阶段 20世纪50年代后?基因的分子生物学阶段 近30年?反向生物学阶段 ? DNA的复制、转录和翻译 自我复制、转录和翻译 mRNA分子的剪接、加工、编辑及新生肽链折叠成功能性结构 ? 基因表达调控 表达的实质是遗传信息的转录与翻译:时序调节表达与环境调控表达 调控阶段:原核生物与真核生物的异同 ? DNA重组技术 应用该技术将不同的片段进行定向的连接，并在特定的受体细胞与载体中同时复制与表达 生产大量在正常细胞代谢中产量低的生物活性物质 定向改造某些生物的基因组结构 基础研究 ? 结构分子生物学 生物大分子发挥功能需具备的条件 1. 有特定的空间结构 2. 结构与构象的变化 研究内容 1. 结构的测定 2. 结构运动变化规律的探索 3. 结构与功能的相互关系 ? 分子生物学的研究材料 细菌 病毒 噬菌体 酵母 线虫 果蝇 鼠类 ? 分子生物学与生物化学间的关系 分子生物学是在分子水平上研究生命的现象，并且主要是研究蛋白质、核酸与其它大分子的结构与功能，以及他们之间的相互作用，着重解决细胞中的信息传递和代谢调节等问题 生物化学是在分子水平上研究生命现象的化学本质，同时主要是研究大分子的物质组成、性质结构与功能及其生命活动中的代谢转化等动态的过程 分子生物学是以化学与物理学的方法研究大分子结构，采用生物化学与遗传学相结合的方法探索其功能，解决大分子结构与功能及其代谢调节的关系 生物化学则采用生物化学与化学及生理学的方法，探索生命的化学过程，解决分子转化与能量转化的问题 ? 21世纪分子生物学发展的趋势 功能基因组学（functional genomics） 蛋白组学（proteome） 生物信息学（bioinformatics） * * 昆明理工大学生命科学与技术学院 柳 陈坚 细菌学 生化学 有机化学 遗传学 DNA的合 成与分析 PCR 基因工程学 发生工程学 生命现象的分子结构的解析 基因的构造及表达调控结构的解析 分子间相互作用及其调控结构的解析 分子生物学涉及的学科 分类学 进化论 分子生物学 化学 构造生物学 *