分子生物學(xué)概論課件

醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)

MedicalMolecularBiology

第一章緒論

Chapter1Introduction

主講人：葛堂棟佳木斯大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院生化教研室12/24/20221醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)

MedicalMolecularBiol12/24/2022212/17/202222.分子生物學(xué)的研究?jī)?nèi)容1.分子生物學(xué)的定義

3.分子生物學(xué)與醫(yī)學(xué)內(nèi)容概要12/24/202232.分子生物學(xué)的研究?jī)?nèi)容1.分子生物學(xué)的定義3.分子生

從分子水平研究生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能從而闡明生命現(xiàn)象本質(zhì)的科學(xué)

，主要指遺傳信息的傳遞（復(fù)制）、保持（損傷和修復(fù)）、基因的表達(dá)（轉(zhuǎn)錄和翻譯）與調(diào)控。一、分子生物學(xué)的定義12/24/20224從分子水平研究生物大從整體水平到分子水平示意圖分子水平細(xì)胞水平整體水平

生命科學(xué)的發(fā)展過(guò)程：12/24/20225從整體水平到分子水平示意圖分子水平細(xì)胞水平整體水平生命科學(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：分子生物學(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)規(guī)律的一門綜合性學(xué)科。12/24/20226生命科學(xué)的研究?jī)?nèi)容：生命科學(xué)的前沿領(lǐng)域：生

由于分子生物學(xué)以其嶄新的觀點(diǎn)和技術(shù)對(duì)其他學(xué)科的全面滲透，推動(dòng)了細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)、發(fā)育生物學(xué)和神經(jīng)生物學(xué)向分子水平的方向發(fā)展，使這些學(xué)科已不再是原來(lái)的經(jīng)典學(xué)科，而成為生命科學(xué)的前沿。12/24/20227由于分子生物學(xué)以其嶄新的觀點(diǎn)和技術(shù)對(duì)其他學(xué)科的全二、分子生物學(xué)研究?jī)?nèi)容●生物大分子的結(jié)構(gòu)和功能研究●基因的表達(dá)調(diào)控●基因組、功能基因組與生物信息學(xué)研究●DNA重組技術(shù)（基因工程）12/24/20228二、分子生物學(xué)研究?jī)?nèi)容●生物大分子的結(jié)構(gòu)和功能研究12/生物大分子的結(jié)構(gòu)和功能研究生物大分子結(jié)構(gòu)的測(cè)定結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系X射線衍射（蛋白質(zhì)晶體學(xué)）、核磁共振等波譜學(xué)方法12/24/20229生物大分子的結(jié)構(gòu)和功能研究生物大分子結(jié)構(gòu)的測(cè)定12/17/2基因表達(dá)調(diào)控機(jī)制

1961年，Jacob和Monod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。

80年代開(kāi)始，人們逐步認(rèn)識(shí)到真核基因組結(jié)構(gòu)和調(diào)控的復(fù)雜性。真核基因的順式調(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。小分子反義RNA、核酶、siRNA等。信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)研究轉(zhuǎn)錄因子研究RAN剪接12/24/202210基因表達(dá)調(diào)控機(jī)制1961年，Jacob和Mono基因組與功能基因組學(xué)研究

基因組（genome）:一個(gè)物種遺傳信息的總和。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?；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。12/24/202211基因組與功能基因組學(xué)研究基因組（genome）:人類基因組計(jì)劃（humangenomeproject,HGP）美國(guó)科學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者DulbeccoR于1986年在美國(guó)《Science》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。主要的目標(biāo)是繪制遺傳連鎖圖、物理圖、轉(zhuǎn)錄圖，并完成人類基因組全部核苷酸序列測(cè)定。測(cè)出人體細(xì)胞中24條染色體上全部30億對(duì)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(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。12/24/202212人類基因組計(jì)劃（humangenomeprojec研究結(jié)果表明，人類基因數(shù)量?jī)H有3萬(wàn)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。12/24/202213研究結(jié)果表明，人類基因數(shù)量?jī)H有3萬(wàn)個(gè)左右，比此前DNA重組技術(shù)1、可被用于大量生產(chǎn)某些在正常細(xì)胞代謝中產(chǎn)量很低的多肽2、可用于定向改造某些生物的基因組結(jié)構(gòu)3、可被用來(lái)進(jìn)行基礎(chǔ)研究

12/24/202214DNA重組技術(shù)1、可被用于大量生產(chǎn)某些在正常細(xì)胞代謝中產(chǎn)量很1972年,Boyer獲得第一個(gè)重組DNA分子12/24/2022151972年,Boyer12/17/2022151972-BergEcoRIrecognitionsitesλphageDNAEcoRIcutsDNAintofragmentsStickyendSV40DNAThetwofragmentssticktogetherbybasepairingDNAligaseRecombinantDNA12/24/2022161972-BergEcoRIrecognitions三、分子生物學(xué)與醫(yī)學(xué)12/24/202217三、分子生物學(xué)與醫(yī)學(xué)12/17/202217

1.從機(jī)體表型來(lái)認(rèn)識(shí)疾病,即根據(jù)現(xiàn)象和檢查所獲知的癥狀與體征。2.從組織細(xì)胞的病理、生理變化來(lái)分析和診斷疾病。使人類積累了十分豐富的醫(yī)學(xué)資料。但都不能從本質(zhì)上真正認(rèn)識(shí)疾病發(fā)生的根本原因，更不能從根本上治愈疾病和闡明疾病的發(fā)病機(jī)制。人類對(duì)疾病的認(rèn)識(shí)：12/24/2022181.從機(jī)體表型來(lái)認(rèn)識(shí)疾病,即根據(jù)現(xiàn)象和檢查所獲現(xiàn)代分子生物學(xué)已經(jīng)對(duì)醫(yī)學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域產(chǎn)生了全面而深刻的影響，并逐步形成了一系列以分子冠名的交叉學(xué)科。

如分子遺傳學(xué)、分子免疫學(xué)、分子病理學(xué)、分子血液學(xué)、分子腫瘤學(xué)、分子病毒學(xué)、分子流行病學(xué)等。

由于生命本質(zhì)的高度一致性，使得這些學(xué)科可以使用同一套理論、同一套技術(shù)，來(lái)解釋和研究不同的病理、生理現(xiàn)象，甚至治療不同的疾病。12/24/202219現(xiàn)代分子生物學(xué)已經(jīng)對(duì)醫(yī)學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域產(chǎn)生了全面而深

由于分子生物學(xué)的發(fā)展和滲透，各種生理和病理現(xiàn)象都可能從基因水平找到答案。腫瘤發(fā)生與癌基因和腫瘤抑制基因。表明生物機(jī)體各種各樣的生命現(xiàn)象及生理和病理表現(xiàn)，幾乎無(wú)一不與基因有關(guān)。藥物的耐藥性與抗藥基因。12/24/202220由于分子生物學(xué)的發(fā)展和滲透，各種生理和病理現(xiàn)象都

由于分子生物學(xué)在醫(yī)學(xué)上的不斷滲透和影響，導(dǎo)致基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)從基因水平來(lái)探討多種多樣的生命現(xiàn)象，基因診斷和基因治療的開(kāi)展是分子生物學(xué)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中應(yīng)用的典范。12/24/202221由于分子生物學(xué)在醫(yī)學(xué)上的不斷滲透和影響（一）分子生物學(xué)在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用

基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)是整個(gè)醫(yī)學(xué)科學(xué)的基石，分子生物學(xué)不僅是生命科學(xué)的前沿，也是整個(gè)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)的前沿。今后總的發(fā)展趨勢(shì)仍然是分子生物學(xué)向醫(yī)學(xué)，特別是基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)廣泛交叉、滲透和影響。12/24/202222（一）分子生物學(xué)在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)是整個(gè)

1.對(duì)人的生理功能和疾病機(jī)制的研究,已由整體水平、器官水平進(jìn)入到細(xì)胞和分子水平；對(duì)生命的了解，由表面現(xiàn)象觀察進(jìn)入了本質(zhì)的探討。12/24/2022231.對(duì)人的生理功能和疾病機(jī)制的研究,已由整體水平、器官

2.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)中不斷出現(xiàn)新的邊緣學(xué)科，如分子生理學(xué)、分子藥理學(xué)、分子病理學(xué)、分子遺傳學(xué)、分子免疫學(xué)、分子病毒學(xué)、分子腫瘤學(xué)、分子神經(jīng)生物學(xué)等等。

12/24/2022242.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)中不斷出現(xiàn)新的邊緣學(xué)科，如分子生理學(xué)、分子藥3.傳統(tǒng)上按“形態(tài)”和“機(jī)能”來(lái)進(jìn)行基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)各個(gè)學(xué)科劃分的界限已日益模糊,出現(xiàn)了各學(xué)科在分子水平上進(jìn)行整合的趨勢(shì)。12/24/2022253.傳統(tǒng)上按“形態(tài)”和“機(jī)能”來(lái)進(jìn)行基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)各個(gè)學(xué)科劃分

4.開(kāi)始改變傳統(tǒng)生物學(xué)的研究方法和策略，形成了直接從基因水平入手,研究基因型和表型的相互關(guān)系。12/24/2022264.開(kāi)始改變傳統(tǒng)生物學(xué)的研究方法和策略，形成了直接從基因（二）分子生物學(xué)在病理學(xué)中的應(yīng)用

由于分子生物學(xué)向病理學(xué)的滲透,出現(xiàn)“分子病理學(xué)”這樣一個(gè)新學(xué)科。

分子生物學(xué)理論和技術(shù)徹底改變了病理學(xué)和實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)的面貌,開(kāi)始從基因水平來(lái)進(jìn)行疾病診斷。應(yīng)用于分子病理學(xué)的基因檢測(cè)技術(shù)，揭示了疾病發(fā)生的分子事件。12/24/202227（二）分子生物學(xué)在病理學(xué)中的應(yīng)用由于分子生物學(xué)向（三）基因診斷

由于重組DNA技術(shù)的問(wèn)世,人們對(duì)于許多疾病的認(rèn)識(shí),已經(jīng)深入到基因水平。一種從基因水平對(duì)疾病進(jìn)行診斷的新技術(shù)──基因診斷技術(shù)得以誕生和發(fā)展?；蛟\斷：在DNA水平或RNA水平,應(yīng)用核酸分子雜交技術(shù)、限制性內(nèi)切酶長(zhǎng)度多態(tài)性（RFLP）連鎖分析、PCR技術(shù)、DNA序列分析技術(shù)以及近年發(fā)展起來(lái)的DNA芯片技術(shù)等,對(duì)人類疾病進(jìn)行診斷。12/24/202228（三）基因診斷由于重組DNA技術(shù)的問(wèn)世,人們

★基因診斷技術(shù)——核酸分子雜交：

Southern印跡雜交技術(shù)：1975年，SouthernEM發(fā)明。從生物體的細(xì)胞中提取基因組DNA，并從中鑒別出某一特異的核苷酸序列。

Northern印跡雜交技術(shù)：1977年AlwineJC等發(fā)明。用于樣品中某種mRNA分子的定量，分子量大小的測(cè)定。原理：RNA分子在變性瓊脂糖凝膠中電泳，按分子量大小不同而相互分離，其原理與Southern轉(zhuǎn)移技術(shù)的方法類似。細(xì)胞原位雜交技術(shù)：1969年，Pardue等建立。12/24/202229★基因診斷技術(shù)——核酸分子雜交：Souther★基因診斷技術(shù)——聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(polymerasechainreaction,PCR)：1985年，MullisK首創(chuàng)。體外模擬細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制過(guò)程，進(jìn)行體外基因擴(kuò)增。12/24/202230★基因診斷技術(shù)——聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(polymerasec★基因診斷技術(shù)——基因芯片（Genechips）技術(shù)：基因芯片技術(shù):將大量探針固定于支持物上，與標(biāo)記的樣品進(jìn)行雜交。可一次性對(duì)樣品中大量序列進(jìn)行檢測(cè)和分析。解決了傳統(tǒng)核酸雜交技術(shù)操作繁雜、檢測(cè)效率低的問(wèn)題。通過(guò)設(shè)計(jì)不同的探針陣列和使用特定的分析方法，使該技術(shù)具有多種不同的應(yīng)用價(jià)值。如基因表達(dá)譜分析、基因突變檢測(cè)、多態(tài)性分析、基因診斷等。12/24/202231★基因診斷技術(shù)——基因芯片（Genechips）技術(shù)：疊加圖：綠色代表下調(diào)；紅色代表上調(diào)；黃色無(wú)差異。正常樣品Cy3標(biāo)記待測(cè)樣品Cy5標(biāo)記疊加石奕武，胡維新等：多發(fā)性骨髓瘤的基因表達(dá)譜分析，湖南醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，28（3）：201－20512/24/202232疊加圖：綠色代表下調(diào)；紅色代表上調(diào)；黃色無(wú)差異。正常樣品待12/24/20223312/17/20223312/24/20223412/17/202234在法醫(yī)學(xué)中利用DNA指紋圖譜技術(shù)進(jìn)行刑事偵破和親子鑒定。臨床上對(duì)遺傳病、傳染病及常見(jiàn)疾?。ㄈ缒[瘤、心血管疾病等）的診斷。

基因分型?；蛟\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)疾病作出診斷的方法。基因診斷的用途12/24/202235在法醫(yī)學(xué)中利用DNA指紋圖譜技術(shù)進(jìn)行刑事偵破和親

基因診斷技術(shù)不僅用于出生后人群的疾病診斷,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)。產(chǎn)前基因診斷和著床前診斷12/24/202236基因診斷技術(shù)不僅用于出生后人群的疾病診斷,而且還

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)等工作開(kāi)創(chuàng)了嶄新的領(lǐng)域,使診斷技術(shù)進(jìn)入一個(gè)新的、更高的水平,從而刷新了醫(yī)學(xué)診斷的面貌。12/24/202237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)(四)基因治療(genetherapy)

基因治療是分子生物學(xué)理論與技術(shù)的飛速發(fā)展給醫(yī)學(xué)帶來(lái)新的希望和新的治療手段，開(kāi)辟了治療學(xué)(therapeutics)的新紀(jì)元?；蛑委熓桥R床醫(yī)學(xué)中發(fā)展起來(lái)的新領(lǐng)域，發(fā)展十分迅速。12/24/202238(四)基因治療(genetherapy)基因治

基因治療技術(shù)的發(fā)展與整個(gè)醫(yī)學(xué)科學(xué)的發(fā)展以及許多分子生物學(xué)新理論、新技術(shù)、新方法的應(yīng)用密切相關(guān)。臨床基因治療研究已經(jīng)得到了迅速發(fā)展，基因治療的范圍從單基因缺陷遺傳病擴(kuò)大到多基因遺傳?。◥盒阅[瘤、心血管病、免疫性疾病等）以及傳染性疾?。ㄈ绺窝?、艾滋病等）。12/24/202239基因治療技術(shù)的發(fā)展與整個(gè)醫(yī)學(xué)科學(xué)的發(fā)展以及許多分

狹義基因治療：目的基因?qū)氚屑?xì)胞后與宿主細(xì)胞內(nèi)的基因發(fā)生整合、成為宿主基因組的一部分，目的基因表達(dá)產(chǎn)物起治療疾病的作用。

廣義基因治療：包括通過(guò)基因轉(zhuǎn)移技術(shù)，使目的基因得到表達(dá)，封閉、剪切致病基因的mRNA，或自殺基因產(chǎn)物催化藥物前體轉(zhuǎn)化為細(xì)胞毒性物質(zhì)，殺死腫瘤細(xì)胞，從而達(dá)到治療疾病的目的。12/24/202240狹義基因治療：目的基因?qū)氚屑?xì)胞后與宿主細(xì)胞內(nèi)的

隨著人類基因組遺傳信息的全部破譯和基因功能的澄清，臨床醫(yī)生有可能根據(jù)病人的需要，將外源基因?qū)牖疾〉募?xì)胞，替換有缺陷的基因以治療疾病。

在新的世紀(jì)，可以預(yù)期基因治療將會(huì)有一個(gè)更大的發(fā)展。

12/24/202241隨著人類基因組遺傳信息的全部破譯和基因功能的澄清醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)

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主講人：葛堂棟佳木斯大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院生化教研室12/24/202242醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)

MedicalMolecularBiol12/24/20224312/17/202222.分子生物學(xué)的研究?jī)?nèi)容1.分子生物學(xué)的定義

3.分子生物學(xué)與醫(yī)學(xué)內(nèi)容概要12/24/2022442.分子生物學(xué)的研究?jī)?nèi)容1.分子生物學(xué)的定義3.分子生

從分子水平研究生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能從而闡明生命現(xiàn)象本質(zhì)的科學(xué)

，主要指遺傳信息的傳遞（復(fù)制）、保持（損傷和修復(fù)）、基因的表達(dá)（轉(zhuǎn)錄和翻譯）與調(diào)控。一、分子生物學(xué)的定義12/24/202245從分子水平研究生物大從整體水平到分子水平示意圖分子水平細(xì)胞水平整體水平

生命科學(xué)的發(fā)展過(guò)程：12/24/202246從整體水平到分子水平示意圖分子水平細(xì)胞水平整體水平生命科學(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：分子生物學(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)規(guī)律的一門綜合性學(xué)科。12/24/202247生命科學(xué)的研究?jī)?nèi)容：生命科學(xué)的前沿領(lǐng)域：生

由于分子生物學(xué)以其嶄新的觀點(diǎn)和技術(shù)對(duì)其他學(xué)科的全面滲透，推動(dòng)了細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)、發(fā)育生物學(xué)和神經(jīng)生物學(xué)向分子水平的方向發(fā)展，使這些學(xué)科已不再是原來(lái)的經(jīng)典學(xué)科，而成為生命科學(xué)的前沿。12/24/202248由于分子生物學(xué)以其嶄新的觀點(diǎn)和技術(shù)對(duì)其他學(xué)科的全二、分子生物學(xué)研究?jī)?nèi)容●生物大分子的結(jié)構(gòu)和功能研究●基因的表達(dá)調(diào)控●基因組、功能基因組與生物信息學(xué)研究●DNA重組技術(shù)（基因工程）12/24/202249二、分子生物學(xué)研究?jī)?nèi)容●生物大分子的結(jié)構(gòu)和功能研究12/生物大分子的結(jié)構(gòu)和功能研究生物大分子結(jié)構(gòu)的測(cè)定結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系X射線衍射（蛋白質(zhì)晶體學(xué)）、核磁共振等波譜學(xué)方法12/24/202250生物大分子的結(jié)構(gòu)和功能研究生物大分子結(jié)構(gòu)的測(cè)定12/17/2基因表達(dá)調(diào)控機(jī)制

1961年，Jacob和Monod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。

80年代開(kāi)始，人們逐步認(rèn)識(shí)到真核基因組結(jié)構(gòu)和調(diào)控的復(fù)雜性。真核基因的順式調(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。小分子反義RNA、核酶、siRNA等。信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)研究轉(zhuǎn)錄因子研究RAN剪接12/24/202251基因表達(dá)調(diào)控機(jī)制1961年，Jacob和Mono基因組與功能基因組學(xué)研究

基因組（genome）:一個(gè)物種遺傳信息的總和?；蚪Y(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?；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。12/24/202252基因組與功能基因組學(xué)研究基因組（genome）:人類基因組計(jì)劃（humangenomeproject,HGP）美國(guó)科學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者DulbeccoR于1986年在美國(guó)《Science》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。主要的目標(biāo)是繪制遺傳連鎖圖、物理圖、轉(zhuǎn)錄圖，并完成人類基因組全部核苷酸序列測(cè)定。測(cè)出人體細(xì)胞中24條染色體上全部30億對(duì)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(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。12/24/202253人類基因組計(jì)劃（humangenomeprojec研究結(jié)果表明，人類基因數(shù)量?jī)H有3萬(wàn)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。12/24/202254研究結(jié)果表明，人類基因數(shù)量?jī)H有3萬(wàn)個(gè)左右，比此前DNA重組技術(shù)1、可被用于大量生產(chǎn)某些在正常細(xì)胞代謝中產(chǎn)量很低的多肽2、可用于定向改造某些生物的基因組結(jié)構(gòu)3、可被用來(lái)進(jìn)行基礎(chǔ)研究

12/24/202255DNA重組技術(shù)1、可被用于大量生產(chǎn)某些在正常細(xì)胞代謝中產(chǎn)量很1972年,Boyer獲得第一個(gè)重組DNA分子12/24/2022561972年,Boyer12/17/2022151972-BergEcoRIrecognitionsitesλphageDNAEcoRIcutsDNAintofragmentsStickyendSV40DNAThetwofragmentssticktogetherbybasepairingDNAligaseRecombinantDNA12/24/2022571972-BergEcoRIrecognitions三、分子生物學(xué)與醫(yī)學(xué)12/24/202258三、分子生物學(xué)與醫(yī)學(xué)12/17/202217

1.從機(jī)體表型來(lái)認(rèn)識(shí)疾病,即根據(jù)現(xiàn)象和檢查所獲知的癥狀與體征。2.從組織細(xì)胞的病理、生理變化來(lái)分析和診斷疾病。使人類積累了十分豐富的醫(yī)學(xué)資料。但都不能從本質(zhì)上真正認(rèn)識(shí)疾病發(fā)生的根本原因，更不能從根本上治愈疾病和闡明疾病的發(fā)病機(jī)制。人類對(duì)疾病的認(rèn)識(shí)：12/24/2022591.從機(jī)體表型來(lái)認(rèn)識(shí)疾病,即根據(jù)現(xiàn)象和檢查所獲現(xiàn)代分子生物學(xué)已經(jīng)對(duì)醫(yī)學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域產(chǎn)生了全面而深刻的影響，并逐步形成了一系列以分子冠名的交叉學(xué)科。

如分子遺傳學(xué)、分子免疫學(xué)、分子病理學(xué)、分子血液學(xué)、分子腫瘤學(xué)、分子病毒學(xué)、分子流行病學(xué)等。

由于生命本質(zhì)的高度一致性，使得這些學(xué)科可以使用同一套理論、同一套技術(shù)，來(lái)解釋和研究不同的病理、生理現(xiàn)象，甚至治療不同的疾病。12/24/202260現(xiàn)代分子生物學(xué)已經(jīng)對(duì)醫(yī)學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域產(chǎn)生了全面而深

由于分子生物學(xué)的發(fā)展和滲透，各種生理和病理現(xiàn)象都可能從基因水平找到答案。腫瘤發(fā)生與癌基因和腫瘤抑制基因。表明生物機(jī)體各種各樣的生命現(xiàn)象及生理和病理表現(xiàn)，幾乎無(wú)一不與基因有關(guān)。藥物的耐藥性與抗藥基因。12/24/202261由于分子生物學(xué)的發(fā)展和滲透，各種生理和病理現(xiàn)象都

由于分子生物學(xué)在醫(yī)學(xué)上的不斷滲透和影響，導(dǎo)致基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)從基因水平來(lái)探討多種多樣的生命現(xiàn)象，基因診斷和基因治療的開(kāi)展是分子生物學(xué)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中應(yīng)用的典范。12/24/202262由于分子生物學(xué)在醫(yī)學(xué)上的不斷滲透和影響（一）分子生物學(xué)在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用

基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)是整個(gè)醫(yī)學(xué)科學(xué)的基石，分子生物學(xué)不僅是生命科學(xué)的前沿，也是整個(gè)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)的前沿。今后總的發(fā)展趨勢(shì)仍然是分子生物學(xué)向醫(yī)學(xué)，特別是基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)廣泛交叉、滲透和影響。12/24/202263（一）分子生物學(xué)在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)是整個(gè)

1.對(duì)人的生理功能和疾病機(jī)制的研究,已由整體水平、器官水平進(jìn)入到細(xì)胞和分子水平；對(duì)生命的了解，由表面現(xiàn)象觀察進(jìn)入了本質(zhì)的探討。12/24/2022641.對(duì)人的生理功能和疾病機(jī)制的研究,已由整體水平、器官

2.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)中不斷出現(xiàn)新的邊緣學(xué)科，如分子生理學(xué)、分子藥理學(xué)、分子病理學(xué)、分子遺傳學(xué)、分子免疫學(xué)、分子病毒學(xué)、分子腫瘤學(xué)、分子神經(jīng)生物學(xué)等等。

12/24/2022652.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)中不斷出現(xiàn)新的邊緣學(xué)科，如分子生理學(xué)、分子藥3.傳統(tǒng)上按“形態(tài)”和“機(jī)能”來(lái)進(jìn)行基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)各個(gè)學(xué)科劃分的界限已日益模糊,出現(xiàn)了各學(xué)科在分子水平上進(jìn)行整合的趨勢(shì)。12/24/2022663.傳統(tǒng)上按“形態(tài)”和“機(jī)能”來(lái)進(jìn)行基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)各個(gè)學(xué)科劃分

4.開(kāi)始改變傳統(tǒng)生物學(xué)的研究方法和策略，形成了直接從基因水平入手,研究基因型和表型的相互關(guān)系。12/24/2022674.開(kāi)始改變傳統(tǒng)生物學(xué)的研究方法和策略，形成了直接從基因（二）分子生物學(xué)在病理學(xué)中的應(yīng)用

由于分子生物學(xué)向病理學(xué)的滲透,出現(xiàn)“分子病理學(xué)”這樣一個(gè)新學(xué)科。

分子生物學(xué)理論和技術(shù)徹底改變了病理學(xué)和實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)的面貌,開(kāi)始從基因水平來(lái)進(jìn)行疾病診斷。應(yīng)用于分子病理學(xué)的基因檢測(cè)技術(shù)，揭示了疾病發(fā)生的分子事件。12/24/202268（二）分子生物學(xué)在病理學(xué)中的應(yīng)用由于分子生物學(xué)向（三）基因診斷

由于重組DNA技術(shù)的問(wèn)世,人們對(duì)于許多疾病的認(rèn)識(shí),已經(jīng)深入到基因水平。一種從基因水平對(duì)疾病進(jìn)行診斷的新技術(shù)──基因診斷技術(shù)得以誕生和發(fā)展?；蛟\斷：在DNA水平或RNA水平,應(yīng)用核酸分子雜交技術(shù)、限制性內(nèi)切酶長(zhǎng)度多態(tài)性（RFLP）連鎖分析、PCR技術(shù)、DNA序列分析技術(shù)以及近年發(fā)展起來(lái)的DNA芯片技術(shù)等,對(duì)人類疾病進(jìn)行診斷。12/24/202269（三）基因診斷由于重組DNA技術(shù)的問(wèn)世,人們

★基因診斷技術(shù)——核酸分子雜交：

Southern印跡雜交技術(shù)：1975年，SouthernEM發(fā)明。從生物體的細(xì)胞中提取基因組DNA，并從中鑒別出某一特異的核苷酸序列。

Northern印跡雜交技術(shù)：1977年AlwineJC等發(fā)明。用于樣品中某種mRNA分子的定量，分子量大小的測(cè)定。原理：RNA分子在變性瓊脂糖凝膠中電泳，按分子量大小不同而相互分離，其原理與Southern轉(zhuǎn)移技術(shù)的方法類似。細(xì)胞原位雜交技術(shù)：1969年，Pardue等建立。12/24/202270★基因診斷技術(shù)——核酸分子雜交：Souther★基因診斷技術(shù)——聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(polymerasechainreaction,PCR)：1985年，MullisK首創(chuàng)。體外模擬細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制過(guò)程，進(jìn)行體外基因擴(kuò)增。12/24/202271★基因診斷技術(shù)——聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(polymerasec★基因診斷技術(shù)——基因芯片（Genechips）技術(shù)：基因芯片技術(shù):將大量探針固定于支持物上，與標(biāo)記的樣品進(jìn)行雜交?？梢淮涡詫?duì)樣品中大量序列進(jìn)行檢測(cè)和分析。解決了傳統(tǒng)核酸雜交技術(shù)操作繁雜、檢測(cè)效率低的問(wèn)題。通過(guò)設(shè)計(jì)不同的探針陣列和使用特定的分析方法，使該技術(shù)具有多種不同的應(yīng)用價(jià)值。如基因表達(dá)譜分析、基因突變檢測(cè)、多態(tài)性分析、基因診斷等。12/24/202272★基因診斷技術(shù)——基因芯片（Genechips）技術(shù)：疊加圖：綠色代表下調(diào)；紅色代表上調(diào)；黃色無(wú)差異。正常樣品Cy3標(biāo)記待測(cè)樣品Cy5標(biāo)記疊加石奕武，胡維新等：多發(fā)性骨髓瘤的基因表達(dá)譜分析，湖南醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，28（3）：201－20512/24/20227