分子生物学发展简史01.ppt

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1、分子生物学发展简史01 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望教学计划n总课时：40n周次：1-14周n单周4课时：周一34节、周四78节；n双周2课时:周四78节n授课地点：主楼304n考核方式：考试n成绩评定方式：平时40%，期末60%朱玉贤 现代分子生物学，高等教育出版社 孙乃恩 分子遗传学，南京大学出版社。阎隆飞 分子生物学，中国农业大学出版社，李振刚 分子遗传学，科学出版社沈羽非 真核基因表达调控，北京高等教育出版社Lewin,B,Genes I

2、X,Oxford University PressTurner P.C.et al.Molecular Biology.科学出版社 Weaver R.Molecular Biology.科学出版社2005年2月出版,1982004年2月出版,260讲授的内容介绍：1、绪论绪论2 2、染色体与、染色体与DNA DNA 3 3、生物信息的传递（上）、生物信息的传递（上）从从DNADNA到到RNARNA4 4、生物信息的传递（下）、生物信息的传递（下）从从mRNAmRNA到蛋白质到蛋白质5 5、分子生物学研究方法、分子生物学研究方法6 6、基因的表达与调控（上）、基因的表达与调控（上）原核原核7 7

3、、基因的表达与调控（下）、基因的表达与调控（下）真核真核8 8、疾病与人类健康（癌症、病毒和基因治疗）、疾病与人类健康（癌症、病毒和基因治疗）9 9、基因与发育、基因与发育1010、基因组与比较基因组学、基因组与比较基因组学第一章 绪论n回顾所学知识点回顾所学知识点n分子生物学定义分子生物学定义n分子生物学发展简史分子生物学发展简史n分子生物学研究内容分子生物学研究内容n分子生物学展望分子生物学展望一、回顾所学知识点回顾所学知识点1、创世说与进化论达尔文、1859年物种起源，确立了进化论的概念圣经圣经-“上帝创世论上帝创世论”神神 说说，地地 要要 发发 生生 青青 草草，和和 结结 种种 子

4、子 的的 菜菜 蔬蔬，并并 结结 果果 子子 的的 树树 木木，各各 从从 其其 类类，果果 子子 都都 包包 着着 核核。事事 就就 这这 样样 成成 了了。And God said,Let the earth bring forth grass,the herb yielding seed,and the fruit tree yielding fruit after his kind,whose seed is in itself,upon the earth:and it was so.于于 是是 地地 发发 生生 了了 青青 草草，和和 结结 种种 子子 的的 菜菜 蔬蔬，各各 从从

5、 其其 类类，并并 结结 果果 子子 的的 树树 木木，各各 从从 其其 类类，果果 子子 都都 包包 着着 核核。神神 看看 着着 是是 好好 的的。And the earth brought forth grass,and herb yielding seed after his kind,and the tree yielding fruit,whose seed was in itself,after his kind:and God saw that it was good.神神 说说，水水 要要 多多 多多 滋滋 生生 有有 生生 命命 的的 物物，要要 有有 雀雀 鸟鸟 飞飞 在

6、在 地地 面面 以以 上上，天天 空空 之之 中中。And God said,Let the waters bring forth abundantly the moving creature that hath life,and fowl that may fly above the earth in the open firmament of heaven.神神 说说，我我 们们 要要 照照 着着 我我 们们 的的 形形 像像，按按 着着 我我 们们 的的 样样 式式 造造 人人，使使 他他 们们 管管 理理 海海 里里 的的 鱼鱼，空空 中中 的的 鸟鸟，地地 上上 的的 牲牲 畜畜，和

7、和 全全 地地，并并 地地 上上 所所 爬爬 的的 一一 切切 昆昆 虫虫。And God said,Let us make man in our image,after our likeness:and let them have dominion over the fish of the sea,and over the fowl of the air,and over the cattle,and over all the earth,and over every creeping thing that creepeth upon the earth.2、细胞学说（1847）德国 Sch

8、leiden德国 Schwann细胞学说的主要内容有：细胞是有机体，一切动植物都是由单细胞发育而来，即生物是由细胞和细胞的产物所组成；所有细胞在结构和组成上基本相似；新细胞是由已存在的细胞分裂而来；生物的疾病是因为其细胞机能失常。3、经典的生物化学和遗传学 19世纪中叶，蛋白质19世纪中叶到20世纪初，组成蛋白质的20种基本氨基酸被相继发现（1935年，苏氨酸）著名生物化学家Fisher还论证了连接相邻氨基酸的“肽键”的形成。孟孟 德德 尔尔 Gregor Mendel(1822-1884),奥地利科学家，经典遗传学的奠基人现代遗传学之父现代遗传学之父 圣托马斯修道院的修道士 1857-186

9、4的7年中，进行了豌豆的杂交研究，1865 年发表了他的划时代的论文植物杂交试验在论文中提出了“遗传因子”的概念，并得出了三条规律：遗传的不是一个个体的全貌，而是一个个性状 显性规律(The Law of Dominance)(The Law of Dominance)分离规律（The Law of SegregationThe Law of Segregation）自由组合规律（The Law of IndependentThe Law of Independent Assortment Assortment）孟德尔试验成功因素孟德尔试验成功因素1.正确选用实验材料。豌豆是严格的自花授粉植物

10、，在花开之前即完成授粉过程，避免了外来花粉的干扰。豌豆具有一些稳定的、容易区分的性状，所获实验结果可靠。2.应用统计学方法分析实验结果。3.从单因子到多因子的研究方法（先易后难）。对生物性状进行分析时，孟德尔开始只对一对形状的遗传情况进行研究，暂时忽略其他性状，明确一对性状的遗传情况后再进行对2对、3对甚至更多对性状的研究。4.合理设计实验程序。如设计测交实验来验证对性状分离的推测。在孟德尔遗传学的基础上，美国著名的遗传学家Morgan又提出了基因学说。连锁遗传规律1866年|1945年第一章 绪论n回顾所学知识点回顾所学知识点n分子生物学定义分子生物学定义n分子生物学发展简史分子生物学发展简

11、史n分子生物学研究内容分子生物学研究内容n分子生物学展望分子生物学展望二、分子生物学定义二、分子生物学定义 从从分子水平分子水平研究研究生物大分子生物大分子的的结构结构与与功能功能从而阐明生命现象本质的科学从而阐明生命现象本质的科学，主要指，主要指遗传信息遗传信息的的传递传递（复制）、（复制）、保持保持（损伤和修复）、（损伤和修复）、基因的基因的表达表达（转录和翻译）与（转录和翻译）与调控调控。第一章 绪论n回顾所学知识点回顾所学知识点n分子生物学定义分子生物学定义n分子生物学发展简史分子生物学发展简史n分子生物学研究内容分子生物学研究内容n分子生物学展望分子生物学展望三、分子生物学发展简史三

12、、分子生物学发展简史1、孕育阶段（、孕育阶段（18201950年代）年代）1865年，年，孟德尔孟德尔发表了他的植物杂交实验一文，发表了他的植物杂交实验一文，首次阐述了生物界有规律的遗传现象。首次阐述了生物界有规律的遗传现象。“遗传因子遗传因子”1900年，年，孟德尔孟德尔遗传规律被证实，成为近代遗传学遗传规律被证实，成为近代遗传学基础。基础。1910年，年，Morgan的染色体的染色体基因遗传基因遗传理论理论，Gene 存在于染色体上。存在于染色体上。进一步将“性状”与“基因”相耦联，成为现代遗传学的奠基石。1944年，美年，美国微生物学家国微生物学家Avery证明基因证明基因就是就是DNA

13、分子，分子，提出提出 DNA是遗是遗传信息的载体。传信息的载体。肺炎双球菌：肺炎双球菌：R R型、型、S S型型 S型对小鼠-导致败血症 一个控制UDPG-脱氢酶的基因发生了突变 UDPG：尿苷二磷酸葡萄糖，葡萄糖的活化形式，合成糖原 Griffith 1952年Hershey和Chase 细菌体内检测不到细菌体内检测不到35S细菌体内检测到细菌体内检测到32P1957年，年，Heinz Fraenkel-Conrat和和B.Singre的的杂合病毒杂合病毒实验：实验：烟草花叶病毒的感染和繁殖过程烟草花叶病毒的感染和繁殖过程证实证实RNA也是重要的遗传物质也是重要的遗传物质。2、创立阶段（、创

14、立阶段（19501970年代）年代）1953年，年，美国科学家美国科学家Watson 和英国科学家和英国科学家Crick提出提出 DNA Double Helix model 1962年WatsonWatson、Crick Crick与Wilkins共享诺贝尔生理医学奖通过对DNA分子的X射线衍射研究证实了前两者提出的DNA的模型 1958年年Crick提出中心法则。提出中心法则。中国科学院2001年硕士入学考试分子遗传学试题:何谓中心法则？如何基于该法则来解释生物性状的遗传和变异？（10分）FrancisCrick8June191628July2004James Dewey Watsonbo

15、rnApril6,1928nCold spring harbor laboratoryn冷泉港实验室冷泉港实验室 1958年，年，Meselson 和和Stahl证明证明 DNA半保留半保留复制复制。半保留复制是遗传消息能半保留复制是遗传消息能准确传代准确传代的保证。是的保证。是物质稳性的分子基础。物质稳性的分子基础。StahlMeselsonN同位素标记+CsCl2梯度离心19591959年，美籍西班牙裔科学家年，美籍西班牙裔科学家UchoaUchoa和美国和美国KornbergKornberg发现了发现了DNADNA和和RNARNA的生物合成机理的生物合成机理而分而分享了诺贝尔生理医学奖。

16、享了诺贝尔生理医学奖。1961年，法国科学家年，法国科学家Jacob（雅各布）（雅各布）和和Monod（莫诺）提出（莫诺）提出操纵子操纵子学说（学说（第六章第六章）1965年获得诺贝尔生理医学奖1968年，Nirenberg、Holley和Khorana解读了遗传密码及其在蛋白质合成方面的机能而分享诺贝尔生理医学奖。3、发展阶段（、发展阶段（1970年代以后）年代以后）1970年，年，Temin 和和Baltimore在在RNA肿瘤病毒中肿瘤病毒中发现发现逆转录酶逆转录酶。发现逆转录酶是对遗传发现逆转录酶是对遗传中心法则中心法则的进一步的进一步修正修正1975年，获诺贝尔生理医学奖年，获诺贝尔

17、生理医学奖RDDP:RDDP:依赖依赖RNARNA的的DNADNA聚合酶聚合酶 1977年，年，Sanger等人发明了一种等人发明了一种测定测定DNA分分子内核苷酸序列子内核苷酸序列的方法（双脱氧链终止法，的方法（双脱氧链终止法，第五章第五章）。）。桑格(Sanger）吉尔伯特(Gilbert）伯格（Berg）1980年，与Gilbert和Berg共享诺贝尔化学奖Sanger还由于测定了牛胰岛素的一级结构而获得1958年诺贝尔化学奖。1983年，美国遗传学家McClintoc因发现可移动的遗传因子而获得诺贝尔生理医学奖。转座子等1983.Barbara McClintock(86y)DNA t

18、ransposable elememt皇家卡罗林医学研究院皇家卡罗林医学研究院 1989年Altman、Cech发现核酶（Ribozyme,某些RNA具有酶的功能）获Nobel化学奖。1984.Kohler&Milstein Monocloning antibody1993.Roberts&Sharp Splitting geneMullis&Smith PCR technique&gene mutation in locus1994.Gilman&Rodball G-protein as a signal molecular in cell1995.Lewis&Nusslein-Volhar

19、d&Wieschaus Control gene of body developing in Drosophila1997年，普鲁西纳朊病毒prion 什么是遗传学中心法则?为什么说阮病毒的发现是对此法则提出了挑战?(5分)北师大2000年硕士研究生生物化学试题第一章 绪论n回顾所学知识点回顾所学知识点n分子生物学定义分子生物学定义n分子生物学发展简史分子生物学发展简史n分子生物学研究内容分子生物学研究内容n分子生物学展望分子生物学展望四四 、分子生物学研究的主要内容、分子生物学研究的主要内容 DNA重组技术（基因工程）基因的表达调控 生物大分子的结构和功能研究(结构分子生物学）基因组、功能基

20、因组与生物信息学研究 DNA重组技术1、可被用于大量生产某些在正常细胞代谢中产量很低的多肽;2、可用于定向改造某些生物的基因组结构（转基因）；3、可被用来进行基础研究。1972年,Boyer获得第一个重组DNA分子1972-BergEcoRIrecognitionsites phageDNAEcoRIcutsDNAintofragmentsStickyendSV40DNAThetwofragmentssticktogetherbybasepairingDNAligaseRecombinantDNA 基因的表达调控信号转导研究转录因子研究RNA剪接 生物大分子的结构和功能研究(结构分子生物学）研

21、究生物大分子特定的空间结构及结构的运动变化与其生物学功能关系的科学 研究方向：结构的测定 结构运动变化规律 结构与功能相关关系常用手段：X射线衍射的晶体学（三维结构及运动规律）三维核磁共振，多维核磁研究液相结构 同步辐射 基因组、功能基因组与生物信息学研究第一章 绪论n回顾所学知识点回顾所学知识点n分子生物学定义分子生物学定义n分子生物学发展简史分子生物学发展简史n分子生物学研究内容分子生物学研究内容n分子生物学展望分子生物学展望五、分子生物学展望五、分子生物学展望 2121世纪是生命科学世纪，生物经济时代世纪是生命科学世纪，生物经济时代 结构基因组学、功能基因组学、蛋白质组学、生结构基因组学、功能基因组学、蛋白质组学、生物信息学、信号跨膜转导成为新的热门领域。物信息学、信号跨膜转导成为新的热门领域。