緒論分子生物學

藥學分子生物學

PharmaceuticalMolecularBiology

主講人：蘇振宏

李端琢

湖北理工學院醫(yī)學院

2/5/20231分子生物學的定義分子生物學的研究內容分子生物學的發(fā)展史分子生物學與醫(yī)藥學的關系現(xiàn)代生物技術的社會倫理問題緒論Introduction2/5/20232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分子生物學的定義2/5/20233

分子生物學——從分子水平研究生命現(xiàn)象及其規(guī)律的一門新興學科。

分子生物學是生命科學的核心前沿。在生命科學中發(fā)展最快并且與其他學科廣泛交叉和滲透。2/5/20234一、引言創(chuàng)世說:上帝創(chuàng)造了亞當、夏娃，婚配產生了人類。進化論：達爾文的《物種起源》，確立了進化論的觀點。物競天擇，適者生存。1、創(chuàng)世說與進化論2/5/202352、細胞學說（1847）德國Schleiden(19世紀）德國Schwann（19世紀）荷蘭Leeuwenhoek（17世紀）列文虎克2/5/20236細胞學說的主要內容有：①細胞是有機體，一切動植物都是由單細胞發(fā)育而來，即生物是由細胞和細胞的產物所組成；②所有細胞在結構和組成上基本相似；③新細胞是由已存在的細胞分裂而來；④生物的疾病是因為其細胞機能失常。2/5/202373、經(jīng)典的生物化學和遺傳學經(jīng)典生物化學●

19世紀中葉，蛋白質的發(fā)現(xiàn)●Buchner證明蛋白質是生活細胞中所有化學反應的執(zhí)行者和催化劑●19世紀中葉到20世紀初，組成蛋白質的20種基本氨基酸被相繼發(fā)現(xiàn)（1935年，蘇氨酸）●著名生物化學家Fisher還論證了連接相鄰氨基酸的“肽鍵”的形成。2/5/20238經(jīng)典遺傳學

孟德爾GregorMendel(1822-1884),奧地利科學家，經(jīng)典遺傳學的奠基人。2/5/202391857-1864的7年中，進行了豌豆的雜交研究，1865年發(fā)表了他的劃時代的論文《植物雜交試驗》在論文中提出了“遺傳因子”的概念，并得出了遺傳因子的分離律和組合律。2/5/202310在孟德爾遺傳學的基礎上，美國著名的遺傳學家Morgan又提出了基因學說。連鎖遺傳規(guī)律2/5/2023114、DNA的發(fā)現(xiàn)1944年，美國著名微生物學家Avery證明DNA才是遺傳信息的載體，NO蛋白質。肺炎雙球菌轉化實驗（格里菲斯）2/5/202312克隆羊多莉-1997.2“多利”的產生與三只母羊有關。一只是懷孕三個月的芬蘭多塞特母綿羊，兩只是蘇格蘭黑面母綿羊。芬蘭多塞特母綿羊提供了全套遺傳信息，即提供了細胞核（稱之為供體）；一只蘇格蘭黑面母綿羊提供無細胞核的卵細胞；另一只蘇格蘭黑面母綿羊提供羊胚胎的發(fā)育環(huán)境——子宮，是“多莉”羊的“生”母。英國科學家伊恩·維爾穆特博士

2/5/202313定向基因改造設想

設想一能否讓細菌“吐出”蠶絲？設想二能否讓微生物產生出人的胰島素、干擾素等珍貴的藥物？經(jīng)過多年的努力，科學家于20世紀70年代創(chuàng)立了可以定向改造生物的新技術——基因工程。2/5/202314SCID的基因工程治療重癥聯(lián)合免疫缺陷（SCID）患者缺乏正常的人體免疫功能，只要稍被細菌或者病毒感染，就會發(fā)病死亡。致病機理是細胞的一個常染色體上編碼腺苷酸脫氨酶（簡稱ADA）的基因（ada）發(fā)生了突變?？梢酝ㄟ^基因工程的方法治療。SCID患者生存在無菌環(huán)境中2/5/202315轉基因魚生長快、耐不良環(huán)境、肉質好的轉基因魚(中國)2/5/202316轉基因牛乳汁中含有人生長激素的轉基因牛(阿根廷)2002年12月2/5/202317超級動物導入貯藏蛋白基因的超級羊和超級小鼠2/5/202318特殊動物導入人基因具特殊用途的豬和小鼠2/5/202319培育高蛋白含量的馬鈴薯和玉米能產生大豆蛋白的水稻耐儲藏的西紅柿將蘇云金桿菌的毒蛋白基因轉移到棉花體內育出抗蟲棉基因工程菌等生產的藥物

2/5/202320二、分子生物學的主要研究內容生物大分子（核酸、蛋白質）的結構、功能生物大分子之間的相互作用生物大分子與疾病發(fā)生、發(fā)展的關系2/5/2023211950年，Astbury在一次講演中首先使用“分子生物學”這一術語,用以說明它是研究生物大分子的化學和物理學結構?，F(xiàn)代分子生物學的建立2/5/202322分子生物學發(fā)展史：1869Miescher第一次分離了DNA；1941Astbury獲得了第一張DNAX—衍射圖譜；1944Avery細菌轉化實驗成功，證實了DNA是遺傳物質的載體；1953WatsonCrick提出DNA雙螺旋結構模型；1958Crick提出遺傳信息傳遞的中心法則；1961Jacob和Monod提出操縱子學說——遺傳調節(jié)機理；1962Arber證明限制性內切酶存在；1967Gellert發(fā)現(xiàn)DNA連接酶；1970發(fā)現(xiàn)反轉錄酶2/5/2023231972~1973創(chuàng)建了DNA克隆技術，DNA重組實驗成功——開創(chuàng)了基因工程新紀元；1982Prusiner在倉鼠腦中發(fā)現(xiàn)了“朊病毒”（prion）；1985Mulis發(fā)明了聚合酶鏈式反應（PCR技術）；1990人類基因組計劃（HGP）全面正式啟動；1994日本科學家發(fā)表了水稻基因組遺傳圖，Wilson完成了線蟲3號染色體連續(xù)2.2Mb的測定；——DNA序列測定時代到來1997Wilmut成功獲得克隆羊—Dolly誕生；1998Renard克隆牛誕生（體細胞→個體）；2003年4月，歷時13年的“國際人類基因組計劃”正式完成目前，功能基因組和蛋白質組學研究2/5/202324DNA的X光衍射照片1952年5月拍攝羅沙琳德·弗蘭克林（RosalindFranklin，1920－1958）英國

DNA雙螺旋結構模型的建立2/5/202325諾貝爾醫(yī)學與生理學獎1962年DNA雙螺旋結構模型的建立2/5/202326DNA序列分析技術：雙脫氧末端終止法:1977年，劍橋大學SangerF等發(fā)明。2/5/2023272/5/2023282/5/202329現(xiàn)代生物技術的社會倫理問題新物種的產生受到素食者的反對種族歧視的借口性別檢測與克隆人2/5/202330安樂死本人意愿來選擇死亡狀態(tài)。?贊成：每個人都有主宰自己身體權利和選擇死權利。?反對：安樂死是一種倫理道德的扭曲，是對人權的侵犯，任何人都不應該人為地結束他人的生命。?荷蘭已經(jīng)成為世界上第一個安樂死合法化國家。2/5/202331人體實驗新的醫(yī)療技術或新醫(yī)藥產品，首先要進行動物實驗，然后還必須臨床實驗。公眾反對濫用健康人、病人、犯人等做人體實驗?？茖W家認為，對人體實驗的過分限制，無異于對人類獲取生物醫(yī)學知識設置阻礙。人體實驗中的種種問題仍然不可避免的存在著。2/5/202332試管嬰兒人類生育中的難題

——不孕不育為解決這個問題，試管嬰兒技術出現(xiàn)了2/5/2023332/5/202334反對：?種族延續(xù)和遺傳受到某些人的利用和操縱。?侵害了婚姻關系價值，威脅家庭和社會穩(wěn)定。?用這種手段去滿足某些人的生育的欲望是不道德的。2/5/202335試管嬰兒不是在試管中培育出嬰兒來。實質：體外受精—胚胎移植技術。2/5/202336人們對基因產品心存顧慮

人類使用轉基因藥物和食品是否會影響到身體的健康，這一點目前還沒有確鑿證據(jù)。受到宗教界的譴責基因壟斷的后果將是所有基因的發(fā)現(xiàn)都只歸利于幾家捷足先登的大公司，這將不利于人類的生活改善?；蚪M是全人類的，基因組計劃因當造福全人類2/5/202337基因操作會打亂生態(tài)系統(tǒng)的自然演化生物物種間的界限被打破了，這將打亂自然進化的歷程，新的轉基因生物如大量釋放到大自然，它們可能會影響到生態(tài)系統(tǒng)中能量的流動和物質循環(huán)改變生態(tài)系統(tǒng)的結構，這對人類來說是禍還是福？2/5/202338克隆