2025年分子生物学——原理与技术.pdfVIP

臣心一片磁针石，不指南方不肯休。——文天祥

分子生物学——原理与技术

分子生物学是现代生物学中的一门重要科学，研究生物体的分

子结构、功能和相互作用。它是以DNA、RNA、蛋白质等重

要分子为研究对象，探究它们的生物学意义，是基因工程和生

物技术的理论基础，也是解决很多现代生物医学问题的关键。

一、DNA、RNA和蛋白质

分子生物学的研究对象包括DNA、RNA和蛋白质三种重要分

子，这三种分子在细胞中各自发挥着至关重要的作用。

1.DNA

DNA（Deoxyribonucleicacid，脱氧核糖核酸），是构成基因

的物质，是决定遗传信息及其表达的物质基础。它由四种不同

的碱基组成，分别是腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鸟嘌呤

（C）和胞嘧啶（G）。DNA的结构像一条双链，两条链通过

碱基互补配对而保持高度的稳定性和准确性，即A氢键与T

碱基配对，C氢键与G碱基配对。

2.RNA

RNA（Ribonucleicacid，核糖核酸），具有多种功能，如携带

遗传信息、参与蛋白质合成、调节基因表达等等。RNA的组

成与DNA相似，同样由四种碱基组成，区别在于RNA中的

胸腺嘧啶（T）被尿嘧啶（U）替代，且RNA是单链分子，而

不是DNA的双链。

士不可以不弘毅，任重而道远。仁以为己任，不亦重乎?死而后已，不亦远乎?——《论语》

3.蛋白质

蛋白质是生物体内最重要的有机分子之一，也是分子生物学研

究的重点之一。蛋白质通过氨基酸的序列组成，不同的氨基酸

序列决定了不同的功能和空间结构。蛋白质在细胞中扮演着重

要的角色，如酶催化反应、维持细胞结构、参与信号传导等等。

二、分子生物学基础技术

分子生物学的研究方法主要包括分离、纯化、检测和克隆等技

术手段。下面就一些典型的实验方法进行说明：

1.DNA分离与纯化方法

（1）酚-氯仿：利用酚（Phenol）和氯仿（Chloroform）进行

分离。由于DNA对极性较弱，所以可以在酚-水界面处沉淀下

来，然后利用氯仿分层，最后从水层中分离DNA。

（2）膜过滤：膜过滤法是利用孔径不同的膜进行分离纯化

DNA。一般使用微孔聚丙烯膜，按孔径大小可分为A、B、C

三种不同的型号。通过不同型号的膜对DNA进行过滤，从而

实现其纯化。

2.PCR技术

PCR（PolymeraseChainReaction，聚合酶链式反应）技术是分

子生物学中一种重要的分子复制技术。它通过不断的复制

先天下之忧而忧，后天下之乐而乐。——范仲淹

DNA分子来实现对DNA的扩增。PCR技术主要有三步：变

性、退火和延伸。变性是用96℃的高温来解开双链DNA，使

DNA单链化；退火是下降到较低温度，使引物与模板DNA互

相作用；延伸是上调到合适的温度，将引物与模板DNA上的

链合成双链。

3.蛋白质的电泳法

电泳法是将分子电性不同的物质分离开来的方法之一。蛋白质

电泳是一种常用的对蛋白质进行分离和检测的技术。常用的电

泳方法包括SDS、免疫印迹等等。其中，SDS

（SodiumDodecylSulfatePolyacrylamideGelElectrophoresis，

十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳）是目前应用最广泛的

蛋白质分离方法。

三、分子生物学应用