《分子生物學》

MolecularBiology

分子生物學遺傳學分子遺傳學學科關(guān)系生理學微生物學免疫學病理學藥理學分子生物學臨床醫(yī)學學科地位是當前生命科學中發(fā)展最快的前沿領(lǐng)域正在與其它學科廣泛交叉與滲透的重要前沿領(lǐng)域第一章緒論第一節(jié)、分子生物學的發(fā)展和概念第二節(jié)、DNA是遺傳物質(zhì)第三節(jié)、分子生物學的研究內(nèi)容和發(fā)展史附注：課程說明及參考書目主要內(nèi)容第一節(jié)、分子生物學的發(fā)展和概念1、人們對動物和植物的研究經(jīng)歷了三個水平整體水平(形態(tài),解剖,分類)細胞水平分子水平一、生物學的發(fā)展植物學動物學細胞生物學分子生物學生物學研究由整體水平進入細胞水平1838年，

Schleiden和Schwan證明動植物由細胞組成1858年，

Virchow提出了細胞學說（thecelltheory)生物學研究由細胞水平進入分子水平1953年，Sanger揭示出胰島素的一級結(jié)構(gòu)年Watson和CrickDNA雙螺旋結(jié)構(gòu)（DoubleHelixModel）1953年，Perutz和Kendrew利用X射線衍射技術(shù)解析了肌紅蛋白和血紅蛋白的三維結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)核酸1954年Crick提出的中心法則（CentralDogma）二、分子生物學的概念分子生物學概念廣義的分子生物學蛋白質(zhì)核酸狹義的分子生物學核酸分子生物學的概念蛋白質(zhì)及核酸等生物大分子結(jié)構(gòu)和功能的研究都屬于分子生物學的范疇，即從分子水平闡明生命現(xiàn)象和生物學規(guī)律偏重于核酸（基因）的分子生物學，主要研究基因或DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、表達和調(diào)控等過程，以涉及與這些過程相關(guān)的蛋白質(zhì)和酶的結(jié)構(gòu)與功能的研究基因的分子生物學MolecularBiology廣義的分子生物學：狹義的分子生物學：Molecularbiology

seekstoexplaintherelationships

betweenthestructureandfunctionofbiologicalmoleculesandhowtheserelationshipscontributetotheoperationandcontrolofbiochemicalprocesses.

---Turneretal.WhatisMolecularBiology?

Molecularbiology

isthestudyofgenesandtheiractivitiesatthemolecularlevel,includingtranscription,translation,DNAreplication,recombinationandtranslocation.---RobertWeaver

課程大綱：第一章緒論第二章DNA的結(jié)構(gòu)第三章有機體、染色體和基因第四章DNA的復(fù)制第五章DNA的損傷、修復(fù)和突變第六章

RNA轉(zhuǎn)錄第七章蛋白質(zhì)翻譯第八章原核生物、真核生物基因表達調(diào)控第九章遺傳重組

第二節(jié)、DNA是遺傳物質(zhì)Nucleicacidsconveygeneticinformation

“模板學說”DNA具有上述特性，適合作為遺傳物質(zhì)。遺傳物質(zhì)的特性:①存儲并表達遺傳信息；②能把遺傳信息傳遞給子代；③物理和化學性質(zhì)穩(wěn)定；④有遺傳變異的能力。美國微生物學家Avery1944年首先用實驗證明基因的化學本質(zhì)就是DNADNA是遺傳物質(zhì)實驗一轉(zhuǎn)化（Transformation）實驗(p7)光滑型光滑型（S）的肺炎雙球菌多糖莢膜患敗血癥而死亡實驗表明：轉(zhuǎn)化因子是DNA加熱致死的S型肺炎球菌的存在使得R型細菌恢復(fù)了生成莢膜的能力S型肺炎球菌抽提液中含有一種轉(zhuǎn)化因子（TransformingFactor）1952D.Hershery

和M.Chase

再次用噬菌體標記實驗證實了DNA是遺傳物質(zhì)的本質(zhì)DNA是遺傳物質(zhì)實驗二噬菌體的結(jié)構(gòu)Proteincoat

DNA噬菌體實驗(p8)DNA是唯一含磷的物質(zhì)，而蛋白質(zhì)是唯一含硫的物質(zhì)利用含32P或35S的放射性培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體，得到了放射性標記的噬菌體噬菌體標記實驗分子生物學的研究內(nèi)容和發(fā)展史。第三節(jié)一、分子生物學的三大領(lǐng)域：

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基因的分子生物學：基因的概念、結(jié)構(gòu)、復(fù)制、表達、重組、交換

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結(jié)構(gòu)分子生物學：生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能生物大分子之間的互作DNA－蛋白質(zhì)激素和受體酶和底物

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生物技術(shù)理論與應(yīng)用

基因工程、細胞工程、酶工程、發(fā)酵工程、蛋白質(zhì)工程分子生物學中重大成就與突破者NobelPrize生理醫(yī)學獎和化學獎的獲得者構(gòu)成了分子生物學的發(fā)展簡史二、分子生物學的發(fā)展史

DNA由四種脫氧核苷酸(nucleotide)組成，且在不同物種中四種核苷酸的比率不同。

A：腺嘌呤(Adenine)G：鳥嘌呤(Guanine)T：胸腺嘧啶(Thymidine)C：胞嘧啶(Cytocine)1949ErwinChargaff來源腺嘌呤（A）胸腺嘧啶（T）A/T鳥嘌呤（G）胞嘧啶（C）G/C人類精液胸腺肝癌酵母鳥結(jié)核桿菌

0.290.280.270.300.12

0.310.280.270.290.110.941.001.001.031.09

0.180.190.180.180.28

0.180.160.150.150.26

1.001.191.201.201.08不同來源DNA分子中四種堿基的含量比較

Chargaff

規(guī)則（Chargaff‘srules)

A=TG=C

1950ChargaffDNA雙螺旋結(jié)構(gòu)（DoubleHelixModel）1953年Watson和Crick（英）遺傳信息傳遞的中心法則（CentralDogma）DNARNA轉(zhuǎn)錄蛋白質(zhì)翻譯復(fù)制Crick（英）1954年(p11)Kornberg(美)1956

在大腸桿菌的無細胞提取液中實現(xiàn)了DNA的合成。

獲得了1959年的Nobel生理醫(yī)學獎。ArthurKornberg

Meselson和Stahl，1958DNA的半保留復(fù)制(semiconservativereplication)Nirenberg

和Matthai，1963

完成了密碼子的破譯

1965Jacob＆Monod

（法國）FrancisJacob

JacquesMonod

提出并證實了操縱子（Operon）學說首次提出mRNA分子的存在獲得了1965年的諾貝爾生理醫(yī)學獎

1975Temin&Baltimore(美)諾貝爾生理醫(yī)學獎HowardM.Temin

DavidBaltimore發(fā)現(xiàn)了逆轉(zhuǎn)錄酶（以RNA為模板，逆轉(zhuǎn)錄生成DNARNA腫瘤病毒）FrederickSangerWalterGilbertPaulBerg

1980Sanger、Gilbert&Berg諾貝爾化學獎酶法核苷酸測序的設(shè)計者Sanger測定了牛胰島素的化學結(jié)構(gòu)而獲1958年的Nobel化學獎化學測序法的設(shè)計者DNA重組技術(shù)

1984Kohler（德）Milstein（美）Jerne（丹麥）

諾貝爾生理醫(yī)學獎GeorgesJ.F.KohlerCesarMilsteinNielsK.Jerne

發(fā)展了單克隆抗體(MonoclonalAntibodiesMcAb)技術(shù)，完善了極微量蛋白質(zhì)的檢測技術(shù)

1988McClintock(美)可移動的遺傳因子（jumpinggeneormobileelement）BarbaraMcClintock50年代初發(fā)現(xiàn)88年獲獎

1989Altman＆Cech（美）諾貝爾化學獎發(fā)現(xiàn)了核酶（即某些RNA具有酶的功能）SidneyAltman

ThomasR.Cech

1993年-2001年在分子生物學領(lǐng)域均有諾貝爾生理醫(yī)學獎或諾貝爾化學獎獲得Mullins，1990發(fā)明PCR技術(shù),獲得了1993年的諾貝爾化學獎TheHumanGenomeProject(HGP)firstproposedbytheU.S.NationalResearchCouncilin1988.LaunchedbybyU.S.DepartmentofEnergy(DOE)andNationalInstitutesofHealth(NIH)in1990

Thegoals

tocreategenetic,physical,andsequencemapsofthehumangenome.Inparallel,genomesofmodelorganismsweretobestudied.DevelopingtechnologyforanalyzingDNA主要參考書目：孫乃恩等.《分子遺傳學》

南京大