醫(yī)學分子生物學 第一章 緒論基礎知識課件

1、醫(yī) 學 分 子 生 物 學Medical Molecular Biology主要參考書目：現(xiàn)代分子生物學（第4版） 朱玉賢、李毅 編著 高等教育出版社 2013分子生物學 陳啟民、耿運琪著 高等教育出版社 2010醫(yī)學分子生物學 周春燕等主編 人民衛(wèi)生出版社 2014第一章 緒論 一、分子生物學的基本含義 二、分子生物學的發(fā)展簡史 三、分子生物學的主要研究內容四、分子生物學與醫(yī)學從整體水平到分子水平示意圖分子水平細胞水平整體水平 生命科學的發(fā)展過程：一、分子生物學的基本含義 從廣義來講，分子生物學是從分子水平闡明生命現(xiàn)象和生物學規(guī)律的一門新興的邊緣學科。它主要對 蛋白質尤其是核酸等生物大分子結

2、構和功能以及遺傳信息的傳遞過程進行研究。 醫(yī)學分子生物學是分子生物學的一個重要分支，是從分子水平研究人體在正常和疾病狀態(tài)下生命活動及其規(guī)律的一門科學。它主要研究人體生物大分子和大分子體系的結構、功能、相互作用及其同疾病發(fā)生、發(fā)展的關系。 1871年，瑞士醫(yī)生Miescher從死亡的白細胞核中分離出脫氧核糖核酸（DNA）； The discovery of DNA Miescher二、分子生物學的發(fā)展簡史 1944年，Avery等人發(fā)現(xiàn)從致病力強的光滑型（S型）肺炎提取的DNA能使致病力弱的粗糙型（R型）轉化成S型。1952年，Hershey和Chase噬菌體浸染細菌的實驗 1、DNA結構的研究

3、1949年，Chargaff規(guī)律：A=T, G=C；A+T/G+C 19501952年，Wilkins用X射線衍射技術測定DNA纖維的結構，它的衍射圖像表明DNA具有典型的螺旋結構，并且由兩條以上的多核苷酸鏈構成； 1953年Pauling曾經(jīng)提出DNA分子具有雙股螺旋的設想；同年，Watson和Crick提出了DNA的雙螺旋模型。分子生物學的建立和發(fā)展階段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 DNA雙螺旋結構模型的建立DNA雙螺旋結構模型的建立諾貝爾醫(yī)學與生理學獎 1962年雙鏈反向平行以53為正方向，從兩端看結構

4、相同。2、遺傳信息傳遞中心法則的建立 1956年，Kornber在大腸桿菌的無細胞提取液中實現(xiàn) 了DNA的合成，并從E.col中分離出DNA聚合酶；1958年，Meselson與Stahl的實驗證明，DNA復制時 DNA分子的兩條鏈先行分開。他們用15N重同位素及密度梯度超速離心證明了DNA的復制是一種半保 留復制。 1954年，Crick提出了中心法則 1961年，Yanofsky和Brener提出了三聯(lián)體（triplet）的設想，即三種堿基編碼一種氨基酸； 1963年，Nirenberg及Matthai的努力研究，編碼氨基酸的遺傳密碼終于得到破譯；密碼表 1965年，法國科學家Jacob和

5、Monod提出并證實了操縱子作為調節(jié)細菌細胞代謝的分子機 制，同時還首次提出了mRNA分子。 1970年,Smith從E.coli中分離出第一個能切割DNA的酶，由于它能在DNA核苷酸序列的專一位點上切割DNA分子，他將這種酶稱為限制性酶（restrition enzyme）。 1970年，Temin 和Baltimore首次分別發(fā)現(xiàn)反轉錄酶（reverse transcriptase），該酶以RNA為模板催化DNA的合成。分子生物學的深入發(fā)展和應用階段1、重組技術的建立和發(fā)展2、基因組研究的發(fā)展3、功能基因組研究的發(fā)展4、基因表達調控機理的研究 基因組、功能基因組及生物信息學研究基因組：指某

6、種生物單倍體染色體中所含有基因的總數(shù)，也就是包含個體生長、發(fā)育等一切生命活動所需的全部遺傳信息的整套核酸。功能基因組：又稱后基因組，是在基因組計劃的基礎上建立起來的，它主要研究基因及其所編碼蛋白質的結構和功能，指導人們充分準確地利用這些基因的產物。 人類基因組計劃（human genome project, HGP） 美國科學家、諾貝爾獎獲得者Dulbecco R于1986年在美國 Science 雜志上發(fā)表的短文中率先提出，并認為這是加快癌癥研究進程的一條有效途徑。 主要的目標是繪制遺傳連鎖圖、物理圖、轉錄圖，并完成人類基因組全部核苷酸序列測定。測出人體細胞中24條染色體上全部30億對核苷酸的序列，把所有人類基因都明確定位在染色體上，破譯人類的全部遺傳信息。 HGP是人類自然科學史上與曼哈頓原子彈計劃和阿波羅登月計劃相媲美的偉大科學工程。 研究結果表明，人類基因數(shù)量僅有3萬個左右，比此前估計的要少得多。通過研究還發(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。在已經(jīng)分析的序列中，找到很多與遺傳病有關的基因，包括乳腺癌、遺傳性耳聾、中風、癲癇癥、糖尿病和各種骨骼異常的基因。分子生物學分子結構生物學分子發(fā)育生物學分子神經(jīng)生物學分子育種學分子腫瘤學分子細胞