醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)緒論0309

1、醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)Medical Molecular Biology 第一章第一章 緒論緒論 Chapter 1 Introduction 2/17/202212/17/20222知識(shí)二 分子生物學(xué)的研究?jī)?nèi)容知識(shí)一 分子生物學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史知識(shí)三 分子生物學(xué)展望。內(nèi)容概要內(nèi)容概要2/17/202232/17/20224知識(shí)一、分子生物學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史一、準(zhǔn)備和醞釀階段（19世紀(jì)后期到20世紀(jì)50年代初）二、建立和發(fā)展階段（20世紀(jì)50年代初到70年代）三、深入發(fā)展階段（20世紀(jì)70年代后到至今）5一、準(zhǔn)備和醞釀階段（一）遺傳學(xué)三大定律和基因的發(fā)現(xiàn)摩爾根孟德?tīng)?/17/20226一、準(zhǔn)備和醞釀階段

2、（二）遺傳物質(zhì)的本質(zhì)是DNAIn 1928, an experiment of Frederick Griffith using pneumonia bacteria and mice2/17/202272/17/20228赫爾希和蔡斯的實(shí)驗(yàn)DNA的X光衍射照片1952年5月拍攝羅沙琳德弗蘭克林（Rosalind Franklin，19201958）英國(guó) 2/17/20229二、建立和發(fā)展階段（一）DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)查哥夫規(guī)則，A=T G=CDNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建立諾貝爾醫(yī)學(xué)與生理學(xué)獎(jiǎng) 1962年2/17/202210Watson JDWatson JD和和Crick FHCCrick

3、FHC的的“雙螺旋結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)模型模型” ” 啟動(dòng)了分子生物學(xué)及重組啟動(dòng)了分子生物學(xué)及重組DNADNA技技術(shù)的發(fā)展。確立了核酸作為信息分子的術(shù)的發(fā)展。確立了核酸作為信息分子的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)；提出了堿基配對(duì)是核酸復(fù)制、結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)；提出了堿基配對(duì)是核酸復(fù)制、遺傳信息傳遞的基本方式，最終確定了遺傳信息傳遞的基本方式，最終確定了核酸是遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)。核酸是遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)。2/17/2022112/17/202212二、建立和發(fā)展階段（二）中心法則的建立 19581958年，年，CrickCrick提出了分子生物學(xué)的中提出了分子生物學(xué)的中心法則（心法則（central dogmacentral dogma）。

4、）。 中心法則是分子遺傳學(xué)基本理論體系中心法則是分子遺傳學(xué)基本理論體系。2/17/202213半保留復(fù)制2/17/2022141956年科恩伯格首先發(fā)現(xiàn)DNA聚合酶1968年岡崎提出DNA不連續(xù)復(fù)制模型。1972年T.Okazaki和R.Okazaki證實(shí)了DNA復(fù)制需要RNA引物。70年代初，J.C.Wang獲得拓?fù)洚悩?gòu)酶，并對(duì)DNA聚合酶特性分析研究1957年，克里克提出的最初的中心法則DNA-RNA-蛋白質(zhì)，它說(shuō)明遺傳信息在不同的大分子之間的轉(zhuǎn)移是單向的、不可逆的。1959年，美籍西班牙裔奧喬亞成功合成了核糖核酸20世紀(jì)50年代，扎米尼克利用同位素示蹤法發(fā)現(xiàn)核糖體是細(xì)胞內(nèi)合成蛋白質(zhì)的部位

5、。1960年，雅可布和梅索森確定了蛋白質(zhì)合成場(chǎng)所1954年伽莫夫推測(cè)遺傳密碼的三聯(lián)體，尼倫伯格等開(kāi)始用人工合成的核苷酸同聚物作為mRNA來(lái)破譯遺傳密碼2/17/2022151962年，尼倫伯格、霍利及柯拉納等幾組科學(xué)家經(jīng)過(guò)共同努力，破譯了RNA上編碼合成蛋白質(zhì)的遺傳密碼，隨后研究遺傳密碼在生物界具有通用性，通用性，1966年克里克繪年克里克繪制了密碼表制了密碼表1970年，特明特明和巴爾的摩巴爾的摩又同時(shí)從雞肉瘤病毒顆粒中發(fā)現(xiàn)以RNA為模板合成DNA的反轉(zhuǎn)錄酶，進(jìn)一步補(bǔ)充和完善遺傳信息的中心法則。特明特明和巴爾的摩以及杜爾貝克巴爾的摩以及杜爾貝克共享了共享了1975年的諾貝爾生理學(xué)或者醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

6、年的諾貝爾生理學(xué)或者醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)?？死锟嗽诳死锟嗽?970年提出了更為完整的中心法年提出了更為完整的中心法則的圖解形式。則的圖解形式。 19701970年，年，TeminTemin和和BaltimoreBaltimore從雞從雞RousRous肉瘤病毒肉瘤病毒(Rous sarcoma virus(Rous sarcoma virus，RSV)RSV)顆粒中發(fā)現(xiàn)了以顆粒中發(fā)現(xiàn)了以RNARNA為模為模板合成板合成DNADNA的逆轉(zhuǎn)錄酶，進(jìn)一步補(bǔ)充了遺傳信息傳遞的逆轉(zhuǎn)錄酶，進(jìn)一步補(bǔ)充了遺傳信息傳遞的中心法則。的中心法則。 2/17/2022162/17/202217三、深入發(fā)展階段（一）DNA重組技術(shù)的

7、建立和發(fā)展 1970年史密斯史密斯分離純化限制性核酸內(nèi)切酶2/17/202218三、深入發(fā)展階段（一）DNA重組技術(shù)的建立和發(fā)展美國(guó)學(xué)者內(nèi)森斯利用限制酶切割 了SV40的基因，并繪制成切割圖譜。2/17/2022191972年伯格利用限制酶切割SV40和噬菌體的DNA進(jìn)行酶切，利用DNA連接酶將兩種片段連接形成重組DNA，標(biāo)志DNA重組技術(shù)的建立和基因工程的誕生。2/17/202220三、深入發(fā)展階段（一）DNA重組技術(shù)的建立和發(fā)展1973年，斯坦福大學(xué)的科恩證明了質(zhì)粒分子可以作為基因克隆的年，斯坦福大學(xué)的科恩證明了質(zhì)粒分子可以作為基因克隆的載體，能將外源載體，能將外源DNA導(dǎo)入寄主細(xì)胞。導(dǎo)入

8、寄主細(xì)胞。74年，非洲爪蟾的年，非洲爪蟾的DNA與與質(zhì)粒拼接，首先實(shí)現(xiàn)了異源真核生物基因在大腸桿菌表達(dá)。質(zhì)粒拼接，首先實(shí)現(xiàn)了異源真核生物基因在大腸桿菌表達(dá)。2/17/202221三、深入發(fā)展階段（一）DNA重組技術(shù)的建立和發(fā)展1977年，年，DNA序列的快速測(cè)定法被發(fā)明，序列的快速測(cè)定法被發(fā)明，1980年年伯格與桑格伯格與桑格、吉吉爾伯爾伯特獲得了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。特獲得了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。1981年中國(guó)科學(xué)院王德寶等人人工合成了酵母年中國(guó)科學(xué)院王德寶等人人工合成了酵母tRNA1982年帕爾米特等將克隆的生長(zhǎng)激素基因?qū)胄∈蟮氖芫鸭?xì)胞，年帕爾米特等將克隆的生長(zhǎng)激素基因?qū)胄∈蟮氖芫鸭?xì)胞，“巨鼠巨鼠

9、”。2/17/202222三、深入發(fā)展階段（一）DNA重組技術(shù)的建立和發(fā)展1985年，穆利斯等發(fā)明了特定核酸序列擴(kuò)增技術(shù)，即年，穆利斯等發(fā)明了特定核酸序列擴(kuò)增技術(shù)，即PCR,1988年從溫泉中分離出年從溫泉中分離出DNA聚合酶，使得聚合酶，使得PCR技術(shù)成熟并得到廣泛技術(shù)成熟并得到廣泛的應(yīng)用。的應(yīng)用。20世界世界90年代，全自動(dòng)核酸序列測(cè)定儀問(wèn)世，靈敏度高，特異性年代，全自動(dòng)核酸序列測(cè)定儀問(wèn)世，靈敏度高，特異性強(qiáng)。因此強(qiáng)。因此穆利斯和史密斯穆利斯和史密斯共享了共享了1993年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。2/17/202223三、深入發(fā)展階段（一）DNA重組技術(shù)的建立和發(fā)展1997年，威爾穆特

10、等在蘇格蘭利用一直年，威爾穆特等在蘇格蘭利用一直6歲的綿陽(yáng)的乳腺細(xì)胞核成功獲得多莉歲的綿陽(yáng)的乳腺細(xì)胞核成功獲得多莉2003年2月，獸醫(yī)檢查發(fā)現(xiàn)多利患有嚴(yán)重的進(jìn)行性肺病，多利的尸體被制成標(biāo)本，存放在蘇格蘭國(guó)家博物館。 綿羊通常能活12年左右，而多利只活了6歲，它的早夭再次引起了人們對(duì)克隆動(dòng)物是否會(huì)早衰的擔(dān)憂(yōu)?？寺?dòng)物的年齡到底是從0歲開(kāi)始計(jì)算，還是從被克隆動(dòng)物的年齡開(kāi)始累積計(jì)算，還是 從兩者之間的某個(gè)年齡開(kāi)始計(jì)算？就多利本身而言，它剛一出生時(shí)是6歲還是0歲或者是中間的某個(gè)歲數(shù)，這是一個(gè)很難回答的問(wèn)題。2/17/2022241997年，美國(guó)，臺(tái)灣澳大利亞分別利用胚胎細(xì)胞成功克隆了猴子、豬和牛；19

11、97年，羅斯林研究所和PPL公司宣稱(chēng)克隆出第一頭帶有人類(lèi)基因的轉(zhuǎn)基因綿羊；1998年，利用小鼠卵丘細(xì)胞克隆了27只成活小鼠，這是多莉之后第二批哺乳動(dòng)物體細(xì)胞核移植后代；2/17/2022251999年，美科學(xué)家利用牛卵細(xì)胞克隆出珍稀動(dòng)物盤(pán)羊的胚胎，中國(guó)科學(xué)家也用兔卵子克隆了大熊貓的早期胚胎，拯救瀕危動(dòng)物2/17/2022261999年底，全世界已經(jīng)有六種類(lèi)型的細(xì)胞-胎兒成纖維細(xì)胞，輸卵管/子宮上皮細(xì)胞，肌肉細(xì)胞和耳部皮膚細(xì)胞的體細(xì)胞克隆后代成功誕生。2000年，西北農(nóng)林科技大學(xué)研究人員利用成年山羊的體細(xì)胞克隆出兩只克隆羊，其中一只因?yàn)楹粑到y(tǒng)的疾病夭折，其技術(shù)與多莉的技術(shù)完全不同，說(shuō)明我國(guó)的科

12、學(xué)家也掌握了體細(xì)胞克隆的技術(shù)。2/17/202227三、深入發(fā)展階段（二）基因組研究的發(fā)展1990年美國(guó)科學(xué)家倡議，英國(guó)，日本，德國(guó)，法國(guó)，年美國(guó)科學(xué)家倡議，英國(guó)，日本，德國(guó)，法國(guó)，中國(guó)陸續(xù)加入的人類(lèi)基因組計(jì)劃正式啟動(dòng)人類(lèi)基因中國(guó)陸續(xù)加入的人類(lèi)基因組計(jì)劃正式啟動(dòng)人類(lèi)基因組計(jì)劃，這是生命科學(xué)領(lǐng)域有史以來(lái)全球性最龐大組計(jì)劃，這是生命科學(xué)領(lǐng)域有史以來(lái)全球性最龐大的研究計(jì)劃。的研究計(jì)劃。2000年年6月，六國(guó)宣布人類(lèi)基因組草圖繪制完成；月，六國(guó)宣布人類(lèi)基因組草圖繪制完成；2003年年4月，六國(guó)完成人類(lèi)基因組序列圖的繪制，月，六國(guó)完成人類(lèi)基因組序列圖的繪制，實(shí)現(xiàn)了人類(lèi)基因組計(jì)劃的所有目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)了人類(lèi)基因

13、組計(jì)劃的所有目標(biāo)。2/17/202228三、深入發(fā)展階段（三）基因表達(dá)調(diào)控等研究的發(fā)展1977年羅伯茨和夏普發(fā)現(xiàn)基因在年羅伯茨和夏普發(fā)現(xiàn)基因在DNA的片段上是不連續(xù)的，即的片段上是不連續(xù)的，即斷裂基因斷裂基因20世紀(jì)世紀(jì)80年代初，切赫發(fā)現(xiàn)年代初，切赫發(fā)現(xiàn)RNA能夠自我剪接，即能夠自我剪接，即核酶核酶；1983年，美麥克林托克發(fā)現(xiàn)年，美麥克林托克發(fā)現(xiàn)“可移動(dòng)基因可移動(dòng)基因”；1989年，畢曉普和瓦姆斯在年，畢曉普和瓦姆斯在RNA病毒中首次發(fā)現(xiàn)病毒中首次發(fā)現(xiàn)原癌基因原癌基因；1999年，布洛貝爾發(fā)現(xiàn)新合成的蛋白質(zhì)中含有控制其運(yùn)送到細(xì)胞內(nèi)特定年，布洛貝爾發(fā)現(xiàn)新合成的蛋白質(zhì)中含有控制其運(yùn)送到細(xì)胞內(nèi)特

14、定位置的位置的內(nèi)在信號(hào)內(nèi)在信號(hào)；2002年，布雷內(nèi)等發(fā)現(xiàn)年，布雷內(nèi)等發(fā)現(xiàn)器官發(fā)育和程序性細(xì)胞死亡器官發(fā)育和程序性細(xì)胞死亡的調(diào)控機(jī)理；的調(diào)控機(jī)理；2007年，美卡佩基、史密斯和埃文斯為年，美卡佩基、史密斯和埃文斯為“基因打靶基因打靶”技術(shù)奠定基礎(chǔ)，通技術(shù)奠定基礎(chǔ)，通過(guò)胚胎干細(xì)胞可以改造活體動(dòng)物的特定基因。過(guò)胚胎干細(xì)胞可以改造活體動(dòng)物的特定基因。2009年，布萊克本、格雷德和紹斯塔克發(fā)現(xiàn)年，布萊克本、格雷德和紹斯塔克發(fā)現(xiàn)端粒和端粒酶端粒和端粒酶。2/17/202229知識(shí)二 分子生物學(xué)概念和研究?jī)?nèi)容 一、分子生物學(xué)的定義一、分子生物學(xué)的定義2/17/202230從整體水平到分子水平示意圖從整體水平

15、到分子水平示意圖分子水平分子水平細(xì)胞水平細(xì)胞水平整體水平整體水平 生命科學(xué)的發(fā)展過(guò)程生命科學(xué)的發(fā)展過(guò)程：2/17/202231 生命科學(xué)的研究?jī)?nèi)容：生命科學(xué)的研究?jī)?nèi)容： 生命物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能，生物與生物生命物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能，生物與生物之間及生物與環(huán)境之間相互關(guān)系。之間及生物與環(huán)境之間相互關(guān)系。 生命科學(xué)的前沿領(lǐng)域：生命科學(xué)的前沿領(lǐng)域： 分子生物學(xué)分子生物學(xué)、分子遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、分子遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、發(fā)育生物學(xué)和神經(jīng)生物學(xué)，而分子生物學(xué)是發(fā)育生物學(xué)和神經(jīng)生物學(xué)，而分子生物學(xué)是生命科學(xué)的核心前沿。生命科學(xué)的核心前沿。 生命科學(xué)是研究生命現(xiàn)象和生命活動(dòng)生命科學(xué)是研究生命現(xiàn)象和生命活動(dòng)規(guī)律的一門(mén)

16、綜合性學(xué)科。規(guī)律的一門(mén)綜合性學(xué)科。2/17/202232 分子生物學(xué)分子生物學(xué)從分子水平從分子水平研究生命現(xiàn)象及其規(guī)律的一門(mén)新研究生命現(xiàn)象及其規(guī)律的一門(mén)新興學(xué)科。興學(xué)科。 它是生命科學(xué)中發(fā)展最快并它是生命科學(xué)中發(fā)展最快并且與其他學(xué)科廣泛交叉和滲透的且與其他學(xué)科廣泛交叉和滲透的前沿領(lǐng)域。前沿領(lǐng)域。2/17/202233 狹義狹義即分子生物學(xué)的范疇局限于生物即分子生物學(xué)的范疇局限于生物體的主要遺傳物質(zhì)，主要研究基因和基因體的主要遺傳物質(zhì)，主要研究基因和基因組的結(jié)構(gòu)與功能、組的結(jié)構(gòu)與功能、DNADNA復(fù)制及損傷修復(fù)、基復(fù)制及損傷修復(fù)、基因的重組和克隆、因的重組和克隆、RNARNA的轉(zhuǎn)錄及轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的的

17、轉(zhuǎn)錄及轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的加工、蛋白質(zhì)的生物合成及肽鏈合成后的加工、蛋白質(zhì)的生物合成及肽鏈合成后的加工、基因表達(dá)調(diào)控等內(nèi)容，其中也涉及加工、基因表達(dá)調(diào)控等內(nèi)容，其中也涉及與這些過(guò)程現(xiàn)骨干的蛋白質(zhì)和酶的結(jié)構(gòu)和與這些過(guò)程現(xiàn)骨干的蛋白質(zhì)和酶的結(jié)構(gòu)和功能。功能。2/17/202234二、分子生物學(xué)的研究?jī)?nèi)容2/17/202235 核酸的分子生物學(xué)主要研究核酸的結(jié)構(gòu)核酸的分子生物學(xué)主要研究核酸的結(jié)構(gòu)及其功能。核酸的主要作用是攜帶和傳遞遺及其功能。核酸的主要作用是攜帶和傳遞遺傳信息，因此形成了分子遺傳學(xué)。傳信息，因此形成了分子遺傳學(xué)。（一）（一） 結(jié)構(gòu)分子生物學(xué)：結(jié)構(gòu)分子生物學(xué)： 分子遺傳學(xué)：分子遺傳學(xué)：形成了比較

18、完整的理論體形成了比較完整的理論體系和研究技術(shù)，它是目前分子生物學(xué)中內(nèi)容系和研究技術(shù)，它是目前分子生物學(xué)中內(nèi)容最豐富、研究最活躍的一個(gè)領(lǐng)域。最豐富、研究最活躍的一個(gè)領(lǐng)域。2/17/2022361. 核酸的發(fā)現(xiàn)核酸的發(fā)現(xiàn) 早在1868年，Miescher從膿細(xì)胞中分離出細(xì)胞核，用稀堿抽提再加入酸，得到了一種含氮和磷特別豐富的物質(zhì)，當(dāng)時(shí)稱(chēng)其為核素（nuclein）。 1872年，他又在鮭魚(yú)精子細(xì)胞核中發(fā)現(xiàn)了大量的這類(lèi)物質(zhì)。由于這類(lèi)物質(zhì)都是從細(xì)胞核中提取出來(lái)的，而且又是酸性，故稱(chēng)其為核酸（nucleic acid）。Friedeich Miescher 2/17/202237 自核酸被發(fā)現(xiàn)以來(lái)的相當(dāng)

19、長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)，自核酸被發(fā)現(xiàn)以來(lái)的相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)，對(duì)它的生物學(xué)功能幾乎毫無(wú)所知。對(duì)它的生物學(xué)功能幾乎毫無(wú)所知。 1928年年( (Frederick GriffithFrederick Griffith) )以后，核酸功能以后，核酸功能研究取得了重大進(jìn)展。研究取得了重大進(jìn)展。2/17/202238 1952 1952年，年， Hershey ADHershey AD和和 Chase MChase M用用 3535S S和和 3232p p分別標(biāo)記分別標(biāo)記T2T2噬菌體的蛋白質(zhì)和核酸，噬菌體的蛋白質(zhì)和核酸，感染大腸桿菌。在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)增殖的感染大腸桿菌。在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)增殖的噬菌體中都只含有噬菌體中都

20、只含有3232P P而不含而不含3535S, S, 這表明噬這表明噬菌體的增殖直接取決于菌體的增殖直接取決于DNADNA而不是蛋白質(zhì)。而不是蛋白質(zhì)。2. 核酸功能研究的重大進(jìn)展核酸功能研究的重大進(jìn)展 1944 1944年，年，Avery OTAvery OT等首次證明肺炎雙等首次證明肺炎雙球菌的球菌的DNADNA與其轉(zhuǎn)化和遺傳有關(guān)。與其轉(zhuǎn)化和遺傳有關(guān)。 2/17/202239The Meselson-Stahl experiment （1958）showed that DNA is replicated semi-conservativelyDNA semi-conservative dupl

21、ication 3. DNA復(fù)制模型2/17/202240DNA復(fù)制模型2/17/202241 1961年，年，Nirenberg、Ochoa以及以及Khorana等幾等幾組科學(xué)家的共同努力，破譯了組科學(xué)家的共同努力，破譯了RNA上編碼合成蛋白質(zhì)上編碼合成蛋白質(zhì)的遺傳密碼，證明的遺傳密碼，證明DNA分子中的遺傳信息是以三聯(lián)密分子中的遺傳信息是以三聯(lián)密碼的形式貯存。碼的形式貯存。 遺傳密碼在生物界具有通用性。遺傳密碼在生物界具有通用性。2/17/2022422/17/2022432/17/2022444. 4. 基因的人工合成基因的人工合成 19781978年體外首次成功地人工合成第一個(gè)完年體外

22、首次成功地人工合成第一個(gè)完整基因。整基因。 直接證實(shí)了直接證實(shí)了Mendel GMendel G在在18651865年發(fā)現(xiàn)的遺傳年發(fā)現(xiàn)的遺傳因子因子( (基因基因) )的化學(xué)本質(zhì)，就是的化學(xué)本質(zhì)，就是 DNADNA分子。分子。 DNADNA分子是多種多樣生命現(xiàn)象的物質(zhì)基礎(chǔ)。分子是多種多樣生命現(xiàn)象的物質(zhì)基礎(chǔ)。2/17/202245（二）基因和基因組研究的進(jìn)展（二）基因和基因組研究的進(jìn)展 基因組（基因組（genomegenome）: : 一個(gè)物種遺傳信息的一個(gè)物種遺傳信息的總和?？偤?。 基因結(jié)構(gòu)與功能研究已經(jīng)從單個(gè)基因發(fā)展基因結(jié)構(gòu)與功能研究已經(jīng)從單個(gè)基因發(fā)展到生物體整個(gè)基因組。基因組研究已從簡(jiǎn)單的

23、到生物體整個(gè)基因組?；蚪M研究已從簡(jiǎn)單的低等生物到真核生物，從多細(xì)胞生物到人類(lèi)。低等生物到真核生物，從多細(xì)胞生物到人類(lèi)。2/17/202246 人類(lèi)基因組計(jì)劃（人類(lèi)基因組計(jì)劃（human genome project, HGPhuman genome project, HGP） 美國(guó)科學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者美國(guó)科學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者Dulbecco RDulbecco R于于19861986年在美國(guó)年在美國(guó) Science Science 雜志上發(fā)表的短文中率先提出，并認(rèn)為這是加快癌雜志上發(fā)表的短文中率先提出，并認(rèn)為這是加快癌癥研究進(jìn)程的一條有效途徑。癥研究進(jìn)程的一條有效途徑。 主要的目標(biāo)是繪制

24、遺傳連鎖圖、物理圖、轉(zhuǎn)錄圖，并完成人主要的目標(biāo)是繪制遺傳連鎖圖、物理圖、轉(zhuǎn)錄圖，并完成人類(lèi)基因組全部核苷酸序列測(cè)定。測(cè)出人體細(xì)胞中類(lèi)基因組全部核苷酸序列測(cè)定。測(cè)出人體細(xì)胞中2424條染色體上全條染色體上全部部3030億對(duì)核苷酸的序列，把所有人類(lèi)基因都明確定位在染色體上，億對(duì)核苷酸的序列，把所有人類(lèi)基因都明確定位在染色體上，破譯人類(lèi)的全部遺傳信息。破譯人類(lèi)的全部遺傳信息。 HGPHGP是人類(lèi)自然科學(xué)史上與曼哈頓原子彈計(jì)劃和阿波羅登月計(jì)是人類(lèi)自然科學(xué)史上與曼哈頓原子彈計(jì)劃和阿波羅登月計(jì)劃相媲美的偉大科學(xué)工程。劃相媲美的偉大科學(xué)工程。2/17/202247 研究結(jié)果表明，人類(lèi)基因數(shù)量?jī)H有研究結(jié)果表明

25、，人類(lèi)基因數(shù)量?jī)H有3 3萬(wàn)萬(wàn)個(gè)左右，比此前估計(jì)的要少得多。通過(guò)研究個(gè)左右，比此前估計(jì)的要少得多。通過(guò)研究還發(fā)現(xiàn)男女可能存在巨大遺傳差異，男性染還發(fā)現(xiàn)男女可能存在巨大遺傳差異，男性染色體減數(shù)分裂的突變率是女性的兩倍。在已色體減數(shù)分裂的突變率是女性的兩倍。在已經(jīng)分析的序列中，找到很多與遺傳病有關(guān)的經(jīng)分析的序列中，找到很多與遺傳病有關(guān)的基因，包括乳腺癌、遺傳性耳聾、中風(fēng)、癲基因，包括乳腺癌、遺傳性耳聾、中風(fēng)、癲癇癥、糖尿病和各種骨骼異常的基因。癇癥、糖尿病和各種骨骼異常的基因。2/17/202248（三）基因表達(dá)與調(diào)控機(jī)制（三）基因表達(dá)與調(diào)控機(jī)制 19611961年，年，JacobJacob和和Mo

26、nodMonod提出操縱子學(xué)說(shuō)，提出操縱子學(xué)說(shuō)，認(rèn)識(shí)了原核生物基因表達(dá)調(diào)控的一些規(guī)律。認(rèn)識(shí)了原核生物基因表達(dá)調(diào)控的一些規(guī)律。 80 80年代開(kāi)始，人們逐步認(rèn)識(shí)到年代開(kāi)始，人們逐步認(rèn)識(shí)到真核基因組真核基因組結(jié)構(gòu)和調(diào)控的復(fù)雜性。結(jié)構(gòu)和調(diào)控的復(fù)雜性。 真核基因的真核基因的順式調(diào)控元件與反式作用因子、順式調(diào)控元件與反式作用因子、核酸與蛋白質(zhì)間的分子識(shí)別與相互作用。核酸與蛋白質(zhì)間的分子識(shí)別與相互作用。小分子反義小分子反義RNARNA、核酶、核酶、siRNAsiRNA等。等。2/17/202249 （四）分子生物學(xué)技術(shù)（四）分子生物學(xué)技術(shù) 例如：例如：DNADNA及及RNARNA的印跡轉(zhuǎn)移、核酸分子雜的印

27、跡轉(zhuǎn)移、核酸分子雜交、基因克隆、基因體外擴(kuò)增、交、基因克隆、基因體外擴(kuò)增、DNA DNA 測(cè)序等，測(cè)序等，形成了獨(dú)特的重組形成了獨(dú)特的重組DNADNA技術(shù)及其相關(guān)技術(shù)。技術(shù)及其相關(guān)技術(shù)。 由生物化學(xué)、生物物理學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、由生物化學(xué)、生物物理學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)、應(yīng)用微生物學(xué)及免疫學(xué)等遺傳學(xué)、應(yīng)用微生物學(xué)及免疫學(xué)等各專(zhuān)業(yè)技術(shù)各專(zhuān)業(yè)技術(shù)的滲透、綜合的滲透、綜合而成，而成，并在此基礎(chǔ)上發(fā)明和創(chuàng)造并在此基礎(chǔ)上發(fā)明和創(chuàng)造了一系列新的技術(shù)。了一系列新的技術(shù)。2/17/202250分子克隆分子克隆 (molecular cloning) 重組重組DNA (recombinant DNA)技術(shù)是近技術(shù)是

28、近代分子生物學(xué)技術(shù)的核心。代分子生物學(xué)技術(shù)的核心。 基因操作基因操作 (gene manipulation) 基因克隆基因克隆 (gene cloning)基因工程基因工程 (gene engineering)2/17/202251 按照自己的意愿和社會(huì)需求改造基因，制備按照自己的意愿和社會(huì)需求改造基因，制備各種具有生物活性的大分子。各種具有生物活性的大分子。 DNADNA、RNA RNA 和蛋白質(zhì)成為人類(lèi)治病、防病的一和蛋白質(zhì)成為人類(lèi)治病、防病的一類(lèi)新型的生物制品或藥物。類(lèi)新型的生物制品或藥物。 生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)上用于快速育種，改良品種，生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)上用于快速育種，改良品種，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量

29、、質(zhì)量以及抗病蟲(chóng)害，抗干旱提高農(nóng)作物的產(chǎn)量、質(zhì)量以及抗病蟲(chóng)害，抗干旱等能力。等能力。2/17/202252一、動(dòng)物克隆技術(shù)的發(fā)展2/17/202253知識(shí)三 分子生物學(xué)的展望 用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物獲取治療人類(lèi)疾用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物獲取治療人類(lèi)疾病的重要蛋白質(zhì)。如，導(dǎo)入了凝血病的重要蛋白質(zhì)。如，導(dǎo)入了凝血因子因子基因的轉(zhuǎn)基因綿羊分泌的乳基因的轉(zhuǎn)基因綿羊分泌的乳汁中含有豐富的凝血因子汁中含有豐富的凝血因子，能有，能有效地用于血友病的治療。效地用于血友病的治療。 轉(zhuǎn)基因動(dòng)物和基因剔除動(dòng)物轉(zhuǎn)基因動(dòng)物和基因剔除動(dòng)物2/17/202254 在轉(zhuǎn)基因植物方面取得重大進(jìn)在轉(zhuǎn)基因植物方面取得重大進(jìn)展，比普通西紅柿保鮮時(shí)間更長(zhǎng)的

30、展，比普通西紅柿保鮮時(shí)間更長(zhǎng)的轉(zhuǎn)基因西紅柿投放市場(chǎng)。轉(zhuǎn)基因西紅柿投放市場(chǎng)。 轉(zhuǎn)基因玉米、轉(zhuǎn)基因大豆相繼轉(zhuǎn)基因玉米、轉(zhuǎn)基因大豆相繼投入商品生產(chǎn)。投入商品生產(chǎn)。 我國(guó)科學(xué)家將蛋白酶抑制劑基我國(guó)科學(xué)家將蛋白酶抑制劑基因轉(zhuǎn)入棉花，獲得抗棉鈴蟲(chóng)的棉花因轉(zhuǎn)入棉花，獲得抗棉鈴蟲(chóng)的棉花株。株。 轉(zhuǎn)基因植物和轉(zhuǎn)基因食品轉(zhuǎn)基因植物和轉(zhuǎn)基因食品2/17/202255二、基因工程制藥的發(fā)展2/17/202256通過(guò)基因工程可以產(chǎn)生一些蛋白通過(guò)基因工程可以產(chǎn)生一些蛋白質(zhì)藥物，比如：質(zhì)藥物，比如：2/17/202257三、分子生物學(xué)在醫(yī)學(xué)其他作用2/17/202258 在法醫(yī)學(xué)中利用在法醫(yī)學(xué)中利用DNADNA指紋圖譜技術(shù)

31、進(jìn)行刑事指紋圖譜技術(shù)進(jìn)行刑事偵破和親子鑒定。偵破和親子鑒定。 臨床上對(duì)遺傳病、傳染病及常見(jiàn)疾?。ㄈ缗R床上對(duì)遺傳病、傳染病及常見(jiàn)疾?。ㄈ缒[瘤、心血管疾病等）的診斷。腫瘤、心血管疾病等）的診斷。 基因分型?；蚍中?。 基因診斷是通過(guò)直接檢測(cè)目的基因（或該基因診斷是通過(guò)直接檢測(cè)目的基因（或該基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物）的存在狀態(tài)對(duì)疾病作出診斷基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物）的存在狀態(tài)對(duì)疾病作出診斷的方法。的方法。（一）基因診斷的用途2/17/202259 基因診斷技術(shù)不僅用于出生后人群的基因診斷技術(shù)不僅用于出生后人群的疾病診斷疾病診斷, ,而且還應(yīng)用于產(chǎn)前基因診斷和著而且還應(yīng)用于產(chǎn)前基因診斷和著床前診斷，這樣可大大減少有先天性疾病床前診斷，這樣可大大減少有先天性疾病或攜帶遺傳性疾病基因的胎兒出世，促進(jìn)或攜帶遺傳性疾病基因的胎兒出世，促進(jìn)優(yōu)生優(yōu)育，提高人口素質(zhì)。優(yōu)生優(yōu)育，提高人口素質(zhì)。產(chǎn)前基因診斷和著床前診斷產(chǎn)前基因診斷和著床前診斷2/17/202260 基因診斷技術(shù)也為流行病學(xué)調(diào)查以基因診斷技術(shù)也為流行病學(xué)調(diào)查以及食品衛(wèi)生檢驗(yàn)和環(huán)境衛(wèi)生監(jiān)測(cè)等工作及食品衛(wèi)生檢驗(yàn)和環(huán)境衛(wèi)生監(jiān)測(cè)等工作開(kāi)創(chuàng)了嶄新的領(lǐng)域開(kāi)創(chuàng)了嶄新的領(lǐng)域, , 使診斷技術(shù)進(jìn)入一使診斷技術(shù)進(jìn)入一個(gè)新的、更高的水平