第一章 分子生物学导论.ppt

生命是什么？ Life is easier to recognize than define. 生命的基本特征：新阵代谢 ??→ 生长与发育 遗传与变异 ?→ 生物进化 结构与适应 ?→ 生物多样性 生殖与死亡 ?→ 稳定与发展 生命的物质性：生命是生物体特有的现象； 生物体的物质构成?→ 水和矿物质 简单有机物 生物大分子 生物学研究从宏观至微观：分子生物学及相关学科 第一节 分子生物学的概念、地位及意义 1 分子生物学的提出 1938，Warren Weaver 首先提出 1939, Astbury 在论文中首先使用 1953, Watson and Crick DNA 双螺旋模型 1956, 剑桥大学医学会 lab on Molecular biology 1959, Journal of Molecular Biology 1963, European Molecular Organization Jacob Monod：Molecular biology was based on the idea that principal characters of life may be explained with their structures of macromolecules. 2 分子生物学发展的里程碑: (1) 确定了蛋白质是生命的主要物质基础 19世纪末Buchner兄弟证明酵母无细胞提取液能使糖发酵产生酒精，第一次提出酶 (enzyme) 的名称，并证明酶的本质是蛋白质。1950年Pauling和Corey提出了α-角蛋白的α-螺旋结构模型。 1953年Sanger和Thompson完成了第一个多肽分子-胰岛素A链和B链的氨基酸全序列分析。1964年中国科学家成功地合成具有生物活性的结晶牛胰岛素。 (2) 确定了生物遗传物质是核酸而不是蛋白质 美国的微生物学家Avery用肺炎球菌感染小鼠，美国遗传学家Hershey用T2噬菌体感染大肠杆菌实验，也证明DNA是遗传物质。 这两个实验中主要的论点证据是：生物体吸收的外源DNA改变了其遗传潜能。 1956年Conrat 用烟草花叶病毒做病毒重组实验，证明了RNA是烟草花叶病毒的遗传物质。 这个实验表明，在不含有DNA的生物中，RNA 是遗传物质 (3) 分子生物学的建立和发展 学科基础：1953年Watson and Crick提出双螺旋结构模型。 1956年Kornberg 首先发现DNA聚合酶。1958年Meselson 及Stahl 证明DNA半保留复制模型。1968年Okazaki 提出DNA不连续复制模型。1972年证实DNA复制开始需要RNA作为引物。 技术基础：70年Yuan 和Smith 发现限制性内切酶。1972年Bery等将SV40病毒DNA与噬菌体P22DNA在体外重组成功。1977年Boyer 等首先将人工合成的生长激素释放抑制因子14肽的基因重组入质粒. DNA双螺旋结构模型：双链互补配对；右手螺旋； 10 bp/圈 直径约为20 nm 螺距约为34 nm 产业基础：1979年美国基因技术公司用人工合成的人胰岛素基因重组体DNA转入E. coli 成功地合成人胰岛素。1982年Palmiter 等将克隆的生长激素基因导入小鼠受精卵细胞核得到比原个体大几倍的“巨鼠”； 我国将生长激素基因转入鱼受精卵得到转基因鱼。1994年能比普通西红柿保鲜时间更长的转基因西红柿、96年转基因玉米、转基因大豆等相继投入商品生产；我国将蛋白酶抑制剂基因转入棉花获得抗虫棉。 医疗卫生：1991年美国向一患先天性免疫缺陷病(腺苷脱氨酶ADA基因缺陷)的女孩体内导入重组的ADA基因，获得成功；1994我国用导入人凝血因子Ⅸ基因的方法成功治疗了乙型血友病的患者。 3 分子生物学及其意义 3.1 分子生物学的概念 分子生物学是从分子水平上研究生命本质的一门新兴边缘学科，是研究核酸、蛋白质等 生物大分子结构与功能及其相互关系的科学。 3