分子生物學(xué)導(dǎo)論

1、C分子生物學(xué)MOLECULAR BIOLOGYGG 教材：l分子生物學(xué) P.C.特納 科學(xué)出版社，2004 參考教材： 現(xiàn)代分子生物學(xué)，朱玉賢等，高等教育出版社，2002 分子生物學(xué)（第二版）閻龍飛等主編，北京農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，1997 Molecular Biology， Robert F.Weaver, 科學(xué)出版社，2002，影印版教學(xué)計(jì)劃內(nèi)容內(nèi)容章節(jié)及課程章節(jié)及課程 緒緒 論論 遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)DNA的復(fù)制與修復(fù)的復(fù)制與修復(fù)E、FRNA轉(zhuǎn)錄與后加工轉(zhuǎn)錄與后加工遺傳密碼和蛋白質(zhì)合成遺傳密碼和蛋白質(zhì)合成分子生物學(xué)研究方法分子生物學(xué)研究方法考核方法 平時(shí)考核 30 課程作業(yè) 課堂紀(jì)律

2、、考勤 課程考試 70 閉卷給你一個(gè)知識(shí)體系(中心法則)和最前沿的分子生物學(xué)知識(shí)。教你欣賞生物大分子的絕美和基因組保持和表達(dá)的神奇。提高你的學(xué)習(xí)能力和拓展能力 (網(wǎng)絡(luò)、書本的無(wú)限延伸哦！)最終達(dá)到體系、能力、素質(zhì)的提升！最終達(dá)到體系、能力、素質(zhì)的提升！有 個(gè)mRNA，覺(jué)得自己很孤單，就拉個(gè)核糖體過(guò)來(lái)翻譯個(gè)蛋白給自己作伴，翻譯好之后對(duì)蛋白說(shuō)：“你好，我是你的模板。”蛋白說(shuō)：“你好，我是 RNase。”=mRNA 沉默了一下，說(shuō)：“沒(méi)關(guān)系,反正我本來(lái)也活不了多久.你就陪陪我吧。”蛋白說(shuō)：“好”。于是兩個(gè)人就手拉手默默地站在一起。過(guò)了 一會(huì)兒蛋白忽然說(shuō)：“其實(shí)我現(xiàn)在還不是RNase?！眒RNA：“嗯

3、。”蛋白：“我現(xiàn)在只是多肽?！眒RNA 笑了。蛋 白：“可是我很快就會(huì)變成真的RNase了。”mRNA：“沒(méi)有關(guān)系。我總是要死的?！庇谑堑鞍滓琅f和 mRNA靠在一起，他慢慢地轉(zhuǎn)圈，折疊，開始修飾自己。他越來(lái)越像真的RNase，而mRNA慢慢地開始降解。蛋白說(shuō)我走吧，離開了我你也許能活 得久一些呢。mRNA說(shuō)你別走。我有些話要和你說(shuō)。mRNA說(shuō)，你知道么，我也有過(guò)一個(gè)模板，他叫DNA。蛋白說(shuō)：“他現(xiàn)在在哪 里呢？”mRNA說(shuō)：“他的啟動(dòng)子關(guān)閉了。他睡著了?！钡鞍讍?wèn)：“是誰(shuí)把他的啟動(dòng)子關(guān)掉的呢？他還會(huì)醒過(guò)來(lái)嗎？”mRNA說(shuō)： “是我把他關(guān)掉的?！比缓笏中πΓ骸暗撬€會(huì)醒的，我一消失，他就又會(huì)醒

4、來(lái)了。”mRNA說(shuō)：“我記得我剛被轉(zhuǎn)錄出來(lái)的時(shí)候，DNA對(duì)我說(shuō)， 你好，我是你的模板。我說(shuō)你好，我是mRNA。他笑著說(shuō)很高興見(jiàn)到你，然后就慢慢睡著了?！钡鞍讻](méi)有說(shuō)話?！拔液芟肽钏?。”mRNA的聲 音越來(lái)越虛弱，“我馬上就要消失了。如果他醒過(guò)來(lái)，如果你碰到他，請(qǐng)?zhí)嫖以俸退f(shuō)一句你好吧。”然后mRNA就被降解掉了。=DNA 慢慢醒了過(guò)來(lái)，看到旁邊站著一個(gè)蛋白正小心翼翼地看著他。蛋白看DNA醒了，說(shuō)：“你好，我是RNase。”DNA 說(shuō)：“你好，我是DNA?！钡鞍祝骸澳愫??！钡鞍祝骸暗诙淠愫?，是mRNA讓我對(duì)你說(shuō)的?！盌NA想起來(lái)，他上次睡覺(jué)之前，轉(zhuǎn) 錄了一個(gè)mRNA，可是就說(shuō)了一句話，自己就睡著

5、了。DNA：“mRNA他在哪里？”蛋白答非所問(wèn)：“他說(shuō)他很想念你。”DNA 笑了：“我也很想念他?！钡鞍祝骸八呀?jīng)被降解了?！钡鞍祝骸坝袝r(shí)候我卻羨慕他?！盌NA： “為什么？”蛋白看看 DNA，說(shuō)：“因?yàn)槟阋苍谙肽钏?。”蛋白說(shuō)完，忽然覺(jué)得濕濕的。原來(lái)是自己哭 了。哭著哭著，蛋白就水解了。=DNA 終于又轉(zhuǎn)錄了一個(gè) mRNA。DNA說(shuō)：“你好，我是你的模板?！眒RNA說(shuō)：“你好，我是mRNA?！盌NA仔細(xì)地看著 mRNA：“你和他，真是一模一樣。”mRNA：“誰(shuí)？”DNA：“我上一次轉(zhuǎn)錄的mRNA?！蓖Ａ送?，又說(shuō)：“你們明明是一樣的，為什 么我還在想念他呢？”說(shuō)完，DNA慢慢合上了眼睛（）。如

6、果相遇的盡頭注定是錯(cuò)過(guò)，是不是，還是做一個(gè)內(nèi)含子好一些呢? 一段凄美故事-愛(ài)情？友情？分子生物學(xué)與生物化學(xué)之間的關(guān)系與區(qū)別分子生物學(xué)第一章 緒 論 進(jìn)化論和細(xì)胞學(xué)說(shuō)的結(jié)合，產(chǎn)生了現(xiàn)代生物學(xué)。 以研究動(dòng)、植物遺傳變異規(guī)律為目標(biāo)的遺傳學(xué) 以分離純化、鑒定細(xì)胞內(nèi)含物質(zhì)為目標(biāo)的生物化學(xué)則是這一學(xué)科的兩大支柱。生物化學(xué)生物化學(xué)和和遺傳學(xué)遺傳學(xué)發(fā)展產(chǎn)生分子生物學(xué)發(fā)展產(chǎn)生分子生物學(xué) INFRA MU 分子生物分子生物學(xué)學(xué) What 生命微觀化 R&D 現(xiàn)代生物學(xué)現(xiàn)代生物學(xué) To 遺傳變異，基因操作生命起源問(wèn)題的探究from分子生物學(xué)起源分子生物學(xué)起源人人們們就已就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)經(jīng)發(fā)現(xiàn)了蛋白了蛋白質(zhì)質(zhì)組成蛋白質(zhì)的組

7、成蛋白質(zhì)的2020種氨基酸被相繼發(fā)現(xiàn)。種氨基酸被相繼發(fā)現(xiàn)。MisescherMisescher首次從萊茵河鮭魚精子中分離到DNADNAKossel首先分離得到了腺嘌呤、胸腺嘧啶和組氨酸。1869年，1910年，十九世紀(jì)，二十世二十世紀(jì)紀(jì)初初經(jīng)典的生物化學(xué)的成就經(jīng)典的生物化學(xué)的成就 詹姆士沃森(James Watson)佛蘭西斯克里克(Francis Crick)羅莎林佛蘭克林(Rosalind Franklin) 威爾金斯（Maurice Wilkins） 1865年奧地利科學(xué)家孟德爾提出了遺傳學(xué)的兩條基本規(guī)律：統(tǒng)一律和分離律。1909年，丹麥遺傳學(xué)家W. Johannsen首先使用“基因”一

8、詞。Morgan連鎖遺傳規(guī)律十世紀(jì)初，美國(guó)遺傳學(xué)家Morgan提出了基因?qū)W說(shuō)。生物的每一種性狀都是由遺傳生物的每一種性狀都是由遺傳因子控制的，這些因子可以從因子控制的，這些因子可以從親代到子代，代代相傳。親代到子代，代代相傳。種質(zhì)必須由獨(dú)立的要素組成，我種質(zhì)必須由獨(dú)立的要素組成，我們把這些要素稱為遺傳因子，或們把這些要素稱為遺傳因子，或者簡(jiǎn)單地稱為基因。者簡(jiǎn)單地稱為基因。 第一次將代表某一性狀的基因，同某第一次將代表某一性狀的基因，同某一特定的染色體聯(lián)系起來(lái)。一特定的染色體聯(lián)系起來(lái)。經(jīng)典遺傳學(xué)的建立和發(fā)展經(jīng)典遺傳學(xué)的建立和發(fā)展 孟德爾的遺傳學(xué)規(guī)律最先使人們對(duì)性狀遺傳產(chǎn)生了理性認(rèn)識(shí)，而Morga

9、n的基因?qū)W說(shuō)則進(jìn)一步將“性狀”與“基因”相耦聯(lián)，成為分子遺傳學(xué)的奠基石。現(xiàn)代遺傳學(xué)之父(father of modern genetics)”，是遺傳學(xué)的奠基人。1865年發(fā)現(xiàn)遺傳定律。孟德爾和他的遺傳定律 OthersMeselson和和Stahl（1958）關(guān)關(guān)于于DNA半保留半保留復(fù)復(fù)制的制的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn);Yanofsky和和Brener（1961）年）年關(guān)關(guān)于于遺遺傳傳密密碼碼三三聯(lián)聯(lián)子的子的設(shè)設(shè)想都想都為為分子生物分子生物學(xué)學(xué)的的發(fā)發(fā)展做出了重大展做出了重大貢獻(xiàn)貢獻(xiàn)。1965年，法年，法國(guó)國(guó)科科學(xué)學(xué)家家Jacob和和Monod提出提出并證實(shí)并證實(shí)了操了操縱縱子（子（operon）作作為調(diào)

10、節(jié)細(xì)為調(diào)節(jié)細(xì)菌菌細(xì)細(xì)胞代胞代謝謝的分子機(jī)制的分子機(jī)制.他他們還們還推推測(cè)測(cè)存在一存在一種與種與DNA序列相互序列相互補(bǔ)補(bǔ)、能能將它將它所所編碼編碼的的遺傳遺傳信息信息帶帶到蛋白到蛋白質(zhì)質(zhì)合成合成場(chǎng)場(chǎng)所所并并翻翻譯產(chǎn)譯產(chǎn)生蛋白生蛋白質(zhì)質(zhì)的的mRNA.Crick于1954年所提出的遺傳信息傳遞規(guī)律（即中心法則）；Paul Berg（美）第一次進(jìn)行了DNA重組. Sanger和Gilbert第一次進(jìn)行了DNA序列分析. McClintock提出并發(fā)現(xiàn)了可移動(dòng)遺傳因子 美國(guó)科學(xué)家Roberts和Sharp發(fā)現(xiàn)斷裂基因（introns）Mullis發(fā)明PCR儀；加拿大學(xué)者Smith第一個(gè)設(shè)計(jì)基因定點(diǎn)突變

11、共享Nobel化學(xué)19771987199319931972 構(gòu)成生物大分子的構(gòu)成生物大分子的單體單體是相同的是相同的 生物遺傳信息的表達(dá)的生物遺傳信息的表達(dá)的中心法則中心法則相同相同DNARNApolypeptidesproteincharacter高級(jí)結(jié)構(gòu)生物大分子之間的互作個(gè)性分子生物學(xué)的三大原則分子生物學(xué)的三大原則共同的核酸語(yǔ)言 共同的蛋白質(zhì)語(yǔ)言 生物大分子生物大分子單體的排列單體的排列（核苷酸，氨基酸（核苷酸，氨基酸）分子生物學(xué)內(nèi)容 DNA DNA重組技術(shù)重組技術(shù)( (基因工程基因工程) ) 基因表達(dá)調(diào)控基因表達(dá)調(diào)控( (核酸生物學(xué)核酸生物學(xué)) ) 生物大分子結(jié)構(gòu)功能生物大分子結(jié)構(gòu)功能

12、( (結(jié)構(gòu)分子生物結(jié)構(gòu)分子生物學(xué)學(xué)）DNA重組技術(shù)： 指在體外將核酸分子插入病毒、質(zhì)?；蚱渌d體分子，構(gòu)成遺傳物質(zhì)的新組合，并將之導(dǎo)入到原先沒(méi)有這類分子的寄主細(xì)胞內(nèi)，從而使接受者產(chǎn)生新的遺傳性狀的技術(shù)。DNA重組技術(shù)的建立關(guān)鍵技術(shù)：限制性內(nèi)切酶、DNA連接酶及其他工具酶的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用。DNA重組技術(shù)的應(yīng)用可用于大量生產(chǎn)某些在正常細(xì)胞代謝中產(chǎn)量很低的多肽；可用于定向改造某些生物基因組結(jié)構(gòu)可用于基礎(chǔ)研究基因表達(dá)調(diào)控研究： 生物個(gè)體在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，基因表達(dá)是按一定的時(shí)序發(fā)生變化（時(shí)序調(diào)節(jié)），并隨著內(nèi)外環(huán)境的變化而不斷加以修正（環(huán)境調(diào)控）的?；虮磉_(dá)調(diào)控研究的主要方面有： 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)（singnal t

13、ransduction) 指外部信號(hào)通過(guò)細(xì)胞膜上的受體傳到細(xì)胞內(nèi)部，并激發(fā)諸如離子通透性、細(xì)胞形狀或其他細(xì)胞功能方面的應(yīng)答過(guò)程 轉(zhuǎn)錄因子 是指一群能與基因5端上游特定序列專一結(jié)合，從而保證目的基因以特定的強(qiáng)度在特定的時(shí)間與空間表達(dá)的蛋白質(zhì)分子。 RNA剪接研究生物大分子結(jié)構(gòu)功能研究：是研究生物大分子特定的空間結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)變化與其生物學(xué)功能關(guān)系的科學(xué)。結(jié)構(gòu)測(cè)定；結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律；結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的建立。物理和化學(xué)手段：射線衍射的晶體學(xué)（蛋白質(zhì)晶體學(xué)）；二維和多維核磁共振；電鏡三維重組、電子衍射、中子衍射和各種頻譜學(xué)方法；化學(xué)合成；分子生物學(xué)手段21世紀(jì)將是世紀(jì)將是整體細(xì)胞生物整體細(xì)胞生物學(xué)學(xué)（

14、Holistic cellular biology)的的時(shí)代，時(shí)代，DNA +RNA +Protein =完整的細(xì)胞分完整的細(xì)胞分子生物學(xué)子生物學(xué) 例1 1：纖維素的開發(fā)利用 從細(xì)菌、真菌中克隆出分解酶基因-導(dǎo)入釀酒酵母-將纖維素降解成葡萄糖-發(fā)酵成酒精。 例2 2：環(huán)境保護(hù)“超級(jí)菌”、 “超級(jí)質(zhì)?！?辛烷、已烷和癸烷、二甲苯和甲苯、樟腦、萘，石油中的烴類化合物、金屬、致癌物、農(nóng)藥和殺蟲劑 例3 3：固氮作用 每年微生物固N(yùn)2總量約200Mt，如果禾谷類、非豆科能固氮，節(jié)省化肥，把豆科植物的固氮基因轉(zhuǎn)移到其它植物 例例4：抗病 抗菌肽基因：抗真菌：幾丁質(zhì)酶基因、葡聚糖酶基因分子生物學(xué)的應(yīng)用與發(fā)

15、展全球轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物銷售額及預(yù)測(cè) 基因基因工程疫苗工程疫苗（細(xì)菌疫（細(xì)菌疫苗、病毒苗、病毒疫苗、寄疫苗、寄生蟲疫苗）生蟲疫苗）以及正在以及正在研制的癌研制的癌癥疫苗癥疫苗工業(yè)方面工業(yè)方面酶制劑工業(yè)用酶的生產(chǎn)、酶的定向改造酶制劑工業(yè)用酶的生產(chǎn)、酶的定向改造噴灑工程菌清除石油污染 美國(guó) GE GE 公司構(gòu)造成功具有巨大烴類分解能力的工程菌，并獲專利，用于清除石油污染。中新網(wǎng)2010年4月30日電 據(jù)“中央社”報(bào)道，英國(guó)石油(BP)造成的墨西哥灣漏油污染事件愈演愈烈，這起事故造成保險(xiǎn)業(yè)的損失將高達(dá)15億美元。7月大連新港至中國(guó)石油大連保稅油庫(kù)輸油管線，在油輪卸油作業(yè)時(shí)發(fā)生閃爆，引發(fā)油管爆炸。這一事件造

16、成大連海域污染。人與大鼠的基因人與大鼠的基因90%是相同的是相同的附加題 孟德爾和他的遺傳定律 在孟德爾遺傳學(xué)基礎(chǔ)上，Morgan又提出了基因?qū)W說(shuō)。 1928年，英國(guó)科學(xué)家Griffith等人發(fā)現(xiàn)，具有光滑外表的S型肺炎鏈球菌能使小鼠發(fā)病。 那么，DNA到底是什么樣的呢？教學(xué)計(jì)劃內(nèi)容內(nèi)容章節(jié)及課程章節(jié)及課程 緒緒 論論 遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)DNA的復(fù)制與修復(fù)的復(fù)制與修復(fù)E、FRNA轉(zhuǎn)錄與后加工轉(zhuǎn)錄與后加工遺傳密碼和蛋白質(zhì)合成遺傳密碼和蛋白質(zhì)合成分子生物學(xué)研究方法分子生物學(xué)研究方法考核方法 平時(shí)考核 30 課程作業(yè) 課堂紀(jì)律、考勤 課程考試 70 閉卷 構(gòu)成生物大分子的構(gòu)成生物大分子的單

17、體單體是相同的是相同的 生物遺傳信息的表達(dá)的生物遺傳信息的表達(dá)的中心法則中心法則相同相同DNARNApolypeptidesproteincharacter高級(jí)結(jié)構(gòu)生物大分子之間的互作個(gè)性分子生物學(xué)的三大原則分子生物學(xué)的三大原則共同的核酸語(yǔ)言 共同的蛋白質(zhì)語(yǔ)言 生物大分子生物大分子單體的排列單體的排列（核苷酸，氨基酸（核苷酸，氨基酸）DNA重組技術(shù)： 指在體外將核酸分子插入病毒、質(zhì)粒或其他載體分子，構(gòu)成遺傳物質(zhì)的新組合，并將之導(dǎo)入到原先沒(méi)有這類分子的寄主細(xì)胞內(nèi)，從而使接受者產(chǎn)生新的遺傳性狀的技術(shù)。DNA重組技術(shù)的建立關(guān)鍵技術(shù)：限制性內(nèi)切酶、DNA連接酶及其他工具酶的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用。DNA重組技術(shù)的應(yīng)用可用于大量生產(chǎn)某些在正常細(xì)胞代謝中產(chǎn)量很低的多肽；可用于定向改造某些生物基因組結(jié)構(gòu)可用于基礎(chǔ)研究DNA重組技術(shù)： 指在體外將