MolecularBiology9/21/20232生命科學學院對同學們的幾點要求：1、認真聽講，勤做筆記課堂紀律2、舉一反三，溫故知新做好預習、復習。3、勤學多問，孜孜不倦善于勤學多問，與老師、同學多交流探討。4、跟蹤前沿，引申思維經(jīng)常查閱相關(guān)文獻，關(guān)注有關(guān)科技新聞。9/21/20233生命科學學院9/21/20234生命科學學院轉(zhuǎn)基因超級鼠(supermouse)9/21/20235生命科學學院綠色熒光蛋白(greenfluorescentprotein,GFP)9/21/20236生命科學學院9/21/20237生命科學學院抗除草劑作物9/21/20238生命科學學院Twotomatoplantsartificiallyinoculatedwithbacterialspeckdisease9/21/20239生命科學學院GMcottonGM,geneticallymodified9/21/202310生命科學學院9/21/202311生命科學學院Chapter1Introduction1.ThedefinitionofMolecularBiologyandthedevelopmenthistory2.Modelorganisms3.MethodologyofMolecularBiology9/21/202312生命科學學院指從分子水平研究蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能，從而闡明生命現(xiàn)象本質(zhì)的科學。ThedefinitionofMolecularBiology1、廣義上的定義9/21/202313生命科學學院Biomacromolecule(生物大分子)核酸（Nucleicacid）

、蛋白質(zhì)（Protein）、多糖(Saccharide)等具有重要功能的較大分子量物質(zhì)。molecularweight(mw)104-1012p152、研究對象NucleicacidProteinSaccharide9/21/202314生命科學學院3、狹義上的定義UniversityofKansasRobertF.WeaverMolecularbiologyisthestudyofgenesandtheiractivitiesatthemolecularlevel,includingDNAreplication,transcription,translation,recombinationandtranslocation.偏重于核酸方面的研究，指研究DNA的復制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、重組和易位等過程。9/21/202315生命科學學院MolecularBiologyBiochemistryMicrobiologyCellBiologyGeneticsBioinformaticsImmunologyNeurobiologyOthers4、與其它學科之間的關(guān)系9/21/202316生命科學學院1.準備和醞釀階段（19世紀后期－20世紀50年代）2.現(xiàn)代分子生物學的建立和發(fā)展階段（20世紀50年代－70年代）3.初步認識生命本質(zhì)并開始改造生命的深入發(fā)展階段（20世紀70年代后）Thedevelopmenthistoryofmolecularbiology9/21/202317生命科學學院1.準備和醞釀階段確定了蛋白質(zhì)是生命的主要基礎物質(zhì)19世紀末證明酵母無細胞提取液能使糖發(fā)酵產(chǎn)生酒精，第一次提出酶（enzyme）的名稱，酶是生物催化劑。20世紀20-40年代提純和結(jié)晶了一些酶（包括尿素酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、黃酶、細胞色素C、肌動蛋白等），證明酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)。1902年EmilFisher證明蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)是多肽；40年代末，Sanger創(chuàng)立二硝基氟苯（DNFB）法、Edman發(fā)展異硫氰酸苯酯法分析肽鏈N端氨基酸；1953年Sanger和Thompson完成了第一個多肽分子--胰島素A鏈和B鏈的氨基全序列分析。9/21/202318生命科學學院確定了生物遺傳的物質(zhì)基礎是DNA1868年F.Miescher就發(fā)現(xiàn)了核素（nuclein），但是在此后的半個多世紀中并未引起重視。20世紀20-30年代已確認自然界有DNA和RNA兩類核酸，并闡明了核苷酸的組成。1944年O.T.Avery等證明了肺炎球菌轉(zhuǎn)化因子是DNA；1952年A.D.Hershey和M.Chase用DNA35S和32P分別標記T2噬菌體的蛋白質(zhì)和核酸，感染大腸桿菌的實驗進一步證明了是遺傳物質(zhì)。1949-1952年S.Furbery等的X-線衍射分析闡明了核苷酸并非平面的空間構(gòu)像，提出了DNA是螺旋結(jié)構(gòu)；1948-1953年Chargaff等用新的層析和電泳技術(shù)分析組成DNA的鹼基和核苷酸量，積累了大量的數(shù)據(jù)，提出了DNA鹼基組成A=T、G=C的Chargaff規(guī)則，為堿基配對的DNA結(jié)構(gòu)認識打下了基礎。9/21/202319生命科學學院2.現(xiàn)代分子生物學的建立和發(fā)展階段遺傳信息傳遞中心法則的建立1953年Watson和Crick提出的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型作為現(xiàn)代分子生物學誕生的里程碑開創(chuàng)了分子遺傳學基本理論建立和發(fā)展的黃金時代。1956年A.Kornberg首先發(fā)現(xiàn)DNA聚合酶；1958年Meselson及Stahl用同位素標記和超速離心分離實驗為DNA半保留模型提出了證明；60年代Nirenberg、Ochoa以及Khorana等幾組科學家的共同努力破譯了RNA上編碼合成蛋白質(zhì)的遺傳密碼;1968年Okazaki（岡畸）提出DNA不連續(xù)復制模型；1972年證實了DNA復制開始需要RNA作為引物；70年代初獲得DNA拓撲異構(gòu)酶，并對真核DNA聚合酶特性做了分析研究；這些都逐漸完善了對DNA復制機理的認識。9/21/202320生命科學學院對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的進一步認識1956-58年Anfinsen和White根據(jù)對酶蛋白的變性和復性實驗，提出蛋白質(zhì)的三維空間結(jié)構(gòu)是由其氨基酸序列來確定的。1958年Ingram證明正常的血紅蛋白與鐮刀狀細胞溶血癥病人的血紅蛋白之間，亞基的肽鏈上僅有一個氨基酸殘基的差別，使人們對蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)影響功能有了深刻的印象。9/21/202321生命科學學院3.初步認識生命本質(zhì)并開始改造生命的深入發(fā)展階段1967-1970年R.Yuan和H.O.Smith等發(fā)現(xiàn)的限制性核酸內(nèi)切酶為基因工程提供了有力的工具；1972年Berg等將SV-40病毒DNA與噬菌體P22DNA在體外重組成功，轉(zhuǎn)化大腸桿菌，使本來在真核細胞中合成的蛋白質(zhì)能在細菌中合成,打破了種屬界限；1977年Boyer等首先將人工重組入質(zhì)粒，成功地在大腸桿菌中合成得到這14肽；1978年Itakura（板倉）等使人生長激素191肽在大腸桿菌中表達成功；1979年美國基因技術(shù)公司用人工合成的人胰島素基因重組轉(zhuǎn)入大腸桿菌中合成人胰島素。至今我國已有人干擾素、人白介素2、人集落刺激因子、重組人乙型肝炎疫苗、基因工程幼畜腹瀉疫苗等多種基因工程藥物和疫苗進入生產(chǎn)或臨床試用，世界上還有幾百種基因工程藥物及其它基因工程產(chǎn)品在研制中，成為當今農(nóng)業(yè)和醫(yī)藥業(yè)發(fā)展的重要方向，將對醫(yī)學和工農(nóng)業(yè)發(fā)展作出新貢獻。9/21/202322生命科學學院1944,AveryOT,etal——GeneticMaterialisDNA,notproteinAveryOTMacLeodCMMcCartyM9/21/202323生命科學學院1953"fortheirdiscoveriesconcerningthemolecularstructureofnucleicacidsanditssignificanceforinformationtransferinlivingmaterial"TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine19629/21/202324生命科學學院DNAX-raydiffractionfromFranklinPaulingLinusWatson&Crick9/21/202325生命科學學院TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine19681966

"fortheirinterpretationofthegeneticcodeanditsfunctioninproteinsynthesis"HolleyRWKhoranaHGNirenbergMW9/21/202326生命科學學院9/21/202327生命科學學院TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1978ArberWNathansDSmithH1968

"forthediscoveryofrestrictionenzymesandtheirapplicationtoproblemsofmoleculargenetics"9/21/202328生命科學學院theNobelPrizeinchemistry1980BoyerHBergP1972"forhisfundamentalstudiesofthebiochemistryofnucleicacids,withparticularregardtorecombinant-DNA"9/21/202329生命科學學院TheNobelPrizeinChemistry1980SangerF1977"fortheircontributionsconcerningthedeterminationofbasesequencesinnucleicacids"9/21/202330生命科學學院TheNobelPrizeinChemistry1993MullisF1985"forhisinventionofthepolymerasechainreaction(PCR)method"9/21/202331生命科學學院1996,WilmutcreatedthefirstsomaticclonedsheepWilmutIandDolly9/21/202332生命科學學院9/21/202333生命科學學院Humangenomeproject54%

1%7%33%

2%

3%9/21/202334生命科學學院楊煥明9/21/202335生命科學學院WhatisModelorganismTheorganismchosenforunderstandbroadbiologicalprinciplesiscalledamodelorganism.模式生物的選擇主要是根據(jù)研究的目的、取材的方便、實驗方法的可行、生物周期的長短、遺傳背景情況、是否具有遺傳改造和表型分析手段、是否有利于國際同行的交流等因素而決定的。

9/21/202336生命科學學院TheCharacteristicsofGood

ModelOrganisms

rapiddevelopmentwithshortlifecycles,smalladultsize,readyavailability,tractability（溫順的）(Bolker,1995).9/21/202337生命科學學院CommonModelOrganismsDrosophilaMelanogaster(FruitFly,果蠅)CaenorhabditisElegans(Nematode,線蟲)MusMusculus(Mouse,小鼠)DanioRerio(Zebrafish,斑馬魚)ArabidopsisThamana(CommonWallCress,擬南芥)Escherichiacoli

（大腸桿菌）……9/21/