绪论-分子生物学中国农大主编.ppt

2003年2月14日，苏格兰罗斯林研究所向外界宣布，多莉因早衰并患有进行性肺炎，已经病入膏肓，研 究人员无奈之下为多莉实施了安乐死。2002年1月科学家就发现多莉羊的左后腿患上了关节炎这种典型的“高龄病症”。多莉羊壮年死于老年羊常得的肺部感染疾病 ，再次引起世人关注。 克隆动物出现早衰到底是偶然现象，还是克隆技术不可避免的结果，还是目前的克隆技术不完善所致？这有待科学家做进一步研究。 2000年，美国用无性繁殖技术克隆猴“泰特 拉”，意味克隆人体已无技术障碍。 分子生物学展望 目前分子生物学研究总的趋势是，正向生物各学科广泛渗透，相互促进，不断深入和发展。 DNA重组技术的应用，使得基因克隆分析日益成为全世界生物科学工作者手中的常规武器。 3、GMO的安全性 GMO是Genetic Modification Organism的简称，即基因被改变的生物。基因改造过的农作物并不比传统育种技术所培育的品种对人类健康产生更多的威胁。转基因食物和普通食物一样也存在一定的风险，只不过它并不比普通的食物有更多的负效应。转基因作物是安全的。 （三）生物大分子的结构功能研究（结构生物学） 生物大分子在发挥生物学功能时，必须具备两个前提： 首先，拥有特定的空间结构（三维结 构）。 其次，在发挥生物学功能的过程中必定存 在着结构和构象的变化。 最常见的研究三维结构及其运动规律的手段是X-射线晶体衍射技术。 目前对生物大分子的研究已经达到原子水平。最典型的就是核糖体大小亚基晶体结构的研究。 核磁共振成像取得成就 美英获诺贝尔生理医学奖 英国科学家彼得·曼斯菲尔德 瑞典卡罗林斯卡医学院的汉斯·林格兹教授 三、分子生物学的发展简史 19世纪60年代，Mendel遗传学规律的发现最先使人们对性状遗传产生了理性认识。他认为基因是颗粒性因子（particulate factor），能够从亲本向子代传递，一个基因可以不同的形式（等位基因）存在。Mendel的遗传规律预示了染色体上携带着基因这一事实。 1869年，Friedrich Miescher发现核素（nuclein）其实核素的主要成分是DNA。 20世纪初，Thomas Hunt Morgan的染色体理论和基因学说进一步将“性状”与“基因”相藕联，成为分子遗传学的奠基石。Morgan等提出染色体是遗传的单位，基因成线性排列于染色体上。 1910年，德国科学家Kossel首先分离出腺嘌呤、胸腺嘧啶和组氨酸而获得诺贝尔生理医学奖。 1944年，美国著名微生物学家Avery进行了著名的细菌转化实验。10多年后，进一步的实验证实DNA就是转化源。证明基因就是DNA分子，在遗传学上树立了全新的观点—DNA是遗传信息的载体。 1952年，美国冷泉港遗传学家Hershey和Chase的噬菌体侵染细菌的实验进一步证明DNA是遗传物质。 1953年，美国科学家Watson和英国科学家Crick提出DNA的双螺旋模型，并在1962年与Wilkins共享了诺贝尔生理医学奖。 20世纪50年代，美国遗传学家McClintock提出并发现了可移动的遗传因子（jumping gene或mobile element），并在1988年获诺贝尔生理医学奖。 1958年，Meselson和Stahl进行了DNA半保留复制的实验。 1959年，美国科学家Uchoa发现了细菌的多核苷酸磷酸化酶，成功地合成了核糖核酸，研究并重建了蛋白质的翻译过程。和Kornberg分享了当年的诺贝尔生理医学奖，后者的主要贡献在于DNA分子在细菌细胞和试管内的复制。 1962年，英国科学家Kendrew和Perutz由于测定了肌红蛋白和血红蛋白的高级结构而荣获诺贝尔化学奖。 1965年，法国科学家Jacob和Monod提出并证实了操纵子（operon）作为调节细菌细胞代谢的分子机制，而与Iwoff分享了诺贝尔生理医学奖。Jacob和Monod还首次提出mRNA分子的存在，对于以后分子生物学的发展起了及其重要的作用。 1969年，美国科学家Nirenberg由于在破译遗传密码方面的贡献与Holly和Khorana等人分享了诺贝尔生理医学奖。 Holly的主要功绩在于阐明了酵母丙氨酸tRNA的核酸序列，并证实所有tRNA具有结构上的相似性，而Khorana第一个合成了核酸分子，并人工复制了酵母基因。 1975年，美国科学家Temin和Baltimore由于发现RNA肿瘤病毒中存在以RNA为模板，逆转录生成DNA的逆转录酶，而共享诺贝尔生理医学奖。 1980年，Sanger因设计出一种测定DNA分子内核苷酸序列的方法，而与Berg和Gilbert分享诺贝尔生