醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)-1緒論-coco

1、2022-1-151醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)Molecular Biology陳珂珂陳珂珂2022-1-152內(nèi)容概要1.1.分子生物學(xué)的定義分子生物學(xué)的定義2.2.分子生物學(xué)的研究內(nèi)容分子生物學(xué)的研究內(nèi)容3.3.分子生物學(xué)與生物技術(shù)分子生物學(xué)與生物技術(shù)4.4.分子生物學(xué)與醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)與醫(yī)學(xué)2022-1-154生命科學(xué)的發(fā)展過程：生命科學(xué)的發(fā)展過程：整體水平整體水平細(xì)胞水平細(xì)胞水平分子水平分子水平一、分子生物學(xué)的定義 生命科學(xué)是研究生命現(xiàn)象和生命活動(dòng)規(guī)生命科學(xué)是研究生命現(xiàn)象和生命活動(dòng)規(guī)律的一門綜合性學(xué)科。律的一門綜合性學(xué)科。生命科學(xué)的研究內(nèi)容：生命科學(xué)的研究內(nèi)容： 生命物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能，

2、生物與生物之生命物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能，生物與生物之間及生物與環(huán)境之間相互關(guān)系。間及生物與環(huán)境之間相互關(guān)系。生命科學(xué)的前沿領(lǐng)域：生命科學(xué)的前沿領(lǐng)域： 分子生物學(xué)分子生物學(xué)、分子遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、分子遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、發(fā)育生育學(xué)和神經(jīng)生物學(xué)，而分子生物學(xué)是發(fā)育生育學(xué)和神經(jīng)生物學(xué)，而分子生物學(xué)是生命科學(xué)的核心前沿。生命科學(xué)的核心前沿。 分子生物學(xué)分子生物學(xué)從分子水平研究生從分子水平研究生命現(xiàn)象及其規(guī)律的一門新興學(xué)科。命現(xiàn)象及其規(guī)律的一門新興學(xué)科。 它是生命科學(xué)中發(fā)展最快并且與其它是生命科學(xué)中發(fā)展最快并且與其他學(xué)科廣泛交叉和滲透的前沿領(lǐng)域。他學(xué)科廣泛交叉和滲透的前沿領(lǐng)域。 由于分子生物學(xué)以其嶄新的觀點(diǎn)

3、和由于分子生物學(xué)以其嶄新的觀點(diǎn)和技術(shù)對其他學(xué)科的全面滲透，推動(dòng)了細(xì)技術(shù)對其他學(xué)科的全面滲透，推動(dòng)了細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)、發(fā)育生物學(xué)和神經(jīng)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)、發(fā)育生物學(xué)和神經(jīng)生物學(xué)向分子水平的方向發(fā)展，使這些生物學(xué)向分子水平的方向發(fā)展，使這些學(xué)科已不再是原來的經(jīng)典學(xué)科，而成為學(xué)科已不再是原來的經(jīng)典學(xué)科，而成為生命科學(xué)的前沿。生命科學(xué)的前沿。 1950年，年，Astbury在一次演講中首先使在一次演講中首先使用用“分子生物學(xué)（分子生物學(xué)（Molecular Biology）”這一術(shù)語，用以說明它是研究生物大分子這一術(shù)語，用以說明它是研究生物大分子的化學(xué)和物理學(xué)結(jié)構(gòu)。的化學(xué)和物理學(xué)結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)代分子生物學(xué)的

4、建立DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建立雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建立DNA的的X光衍射照片光衍射照片1952.5拍攝拍攝Rosalind Franklin1920-1958 英國英國DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建立雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建立Watson和和Crick1962年諾貝爾醫(yī)學(xué)與生年諾貝爾醫(yī)學(xué)與生理學(xué)獎(jiǎng)理學(xué)獎(jiǎng) Watson和和Crick的的“DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型雙螺旋結(jié)構(gòu)模型”啟動(dòng)了現(xiàn)啟動(dòng)了現(xiàn)代分子生物學(xué)及重組代分子生物學(xué)及重組DNA技技術(shù)的發(fā)展。確立了核酸作為術(shù)的發(fā)展。確立了核酸作為信息分子的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)；提出信息分子的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)；提出了堿基配對是核酸復(fù)制、遺了堿基配對是核酸復(fù)制、遺傳信息傳遞的基本方式，最傳信息傳遞的

5、基本方式，最終終確定了核酸是遺傳的物質(zhì)確定了核酸是遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)基礎(chǔ)。 分子生物學(xué)技術(shù)：分子生物學(xué)技術(shù)： 由生物化學(xué)、生物物理學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、遺由生物化學(xué)、生物物理學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)、應(yīng)用微生物學(xué)及免疫學(xué)等傳學(xué)、應(yīng)用微生物學(xué)及免疫學(xué)等各專業(yè)技術(shù)的滲各專業(yè)技術(shù)的滲透、綜合透、綜合而成，并在此基礎(chǔ)上發(fā)明和創(chuàng)造了一系而成，并在此基礎(chǔ)上發(fā)明和創(chuàng)造了一系列新的技術(shù)。列新的技術(shù)。 例如：例如：DNA及及RNA印跡轉(zhuǎn)移、核酸分子雜交印跡轉(zhuǎn)移、核酸分子雜交、基因克隆、基因體外擴(kuò)增、基因克隆、基因體外擴(kuò)增、DNA測序等，形成測序等，形成了獨(dú)特的重組了獨(dú)特的重組DNA技術(shù)及其相關(guān)技術(shù)。技術(shù)及其相關(guān)技術(shù)。 重組

6、重組DNA（Recombinant DNA）技術(shù)）技術(shù)是近代分子生物學(xué)技術(shù)的核心。是近代分子生物學(xué)技術(shù)的核心。 基因操作（基因操作（gene manipulation） 分子克?。ǚ肿涌寺。╩olecular cloning） 基因克?。ɑ蚩寺。╣ene cloning） 基因工程（基因工程（gene engineering）分子醫(yī)學(xué)（molecular medicine）： 由于分子生物學(xué)滲透進(jìn)入生物學(xué)和醫(yī)由于分子生物學(xué)滲透進(jìn)入生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的每一分支領(lǐng)域，全面推動(dòng)了生命科學(xué)學(xué)的每一分支領(lǐng)域，全面推動(dòng)了生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)的發(fā)展，如疾病的發(fā)病機(jī)理研究、和醫(yī)學(xué)的發(fā)展，如疾病的發(fā)病機(jī)理研究、疾病的診斷

7、和治療，使醫(yī)學(xué)進(jìn)入了一個(gè)嶄疾病的診斷和治療，使醫(yī)學(xué)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的時(shí)代。新的時(shí)代。l遺傳性狀改變或治療疾病遺傳性狀改變或治療疾病 可能從某一生物體的基因組中分離出可能從某一生物體的基因組中分離出某一特定功能基因，導(dǎo)入到另一種生某一特定功能基因，導(dǎo)入到另一種生物的基因組。物的基因組。l基因工程和蛋白質(zhì)工程基因工程和蛋白質(zhì)工程 外源外源DNA與載體在體外進(jìn)行連接，或與載體在體外進(jìn)行連接，或在基因水平上進(jìn)行有目的的定向誘變在基因水平上進(jìn)行有目的的定向誘變。 按照自己的意愿和社會(huì)需求改造基因按照自己的意愿和社會(huì)需求改造基因，制備各種具有生物活性的大分子。，制備各種具有生物活性的大分子。 DNA、RNA

8、和蛋白質(zhì)成為人類治病、和蛋白質(zhì)成為人類治病、防病的一類新型的生物制品或藥物。防病的一類新型的生物制品或藥物。 生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)上用于快速育種，改生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)上用于快速育種，改良品種，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量、質(zhì)量以及抗良品種，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量、質(zhì)量以及抗病蟲害，抗干旱等能力。病蟲害，抗干旱等能力。二、分子生物學(xué)的研究內(nèi)容二、分子生物學(xué)的研究內(nèi)容分子生物學(xué)的主要研究內(nèi)容分子生物學(xué)的主要研究內(nèi)容 生物大分子的生物大分子的結(jié)構(gòu)、功能，生物大分結(jié)構(gòu)、功能，生物大分子之間的相互作用及其與疾病發(fā)生、發(fā)展子之間的相互作用及其與疾病發(fā)生、發(fā)展的關(guān)系。的關(guān)系。 （一）核酸分子生物學(xué)（一）核酸分子生物學(xué) （二）蛋白質(zhì)分子

9、生物學(xué)（二）蛋白質(zhì)分子生物學(xué) （三）細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制研究（三）細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制研究（一）核酸分子生物學(xué)（一）核酸分子生物學(xué) 核酸的分子生物學(xué)主要研究核酸的結(jié)核酸的分子生物學(xué)主要研究核酸的結(jié)構(gòu)域功能。核酸的主要作用是攜帶和傳遞構(gòu)域功能。核酸的主要作用是攜帶和傳遞遺傳信息，因此形成了分子遺傳學(xué)。遺傳信息，因此形成了分子遺傳學(xué)。 分子遺傳學(xué)：分子遺傳學(xué)：形成了比較完整的理論形成了比較完整的理論體系和研究技術(shù)，它是目前分子生物學(xué)中體系和研究技術(shù)，它是目前分子生物學(xué)中內(nèi)容最豐富、研究最活躍的一個(gè)領(lǐng)域。內(nèi)容最豐富、研究最活躍的一個(gè)領(lǐng)域。1. 核酸的發(fā)現(xiàn)Friedeich Miescher 1868，Mie

10、scher從膿細(xì)胞中從膿細(xì)胞中分離出細(xì)胞核，用稀堿抽提再分離出細(xì)胞核，用稀堿抽提再加入酸，得到了一種含氮和磷加入酸，得到了一種含氮和磷特別豐富物質(zhì)，稱其為核素。特別豐富物質(zhì)，稱其為核素。 1872年，他又在鮭魚精子細(xì)年，他又在鮭魚精子細(xì)胞核中發(fā)現(xiàn)了這類物質(zhì)，而且胞核中發(fā)現(xiàn)了這類物質(zhì)，而且呈酸性，稱之為核酸（呈酸性，稱之為核酸（nucleic acid） 自核酸被發(fā)現(xiàn)以來的相當(dāng)長時(shí)期內(nèi)自核酸被發(fā)現(xiàn)以來的相當(dāng)長時(shí)期內(nèi)，對它的生物學(xué)功能幾乎毫無所知。，對它的生物學(xué)功能幾乎毫無所知。1928年年（Frederick Griffith）以后，核以后，核酸功能研究取得了重大進(jìn)展。酸功能研究取得了重大進(jìn)展。

11、1928，Griffith的肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)核酸功能研究的重大進(jìn)展核酸功能研究的重大進(jìn)展 1944年，年，Avery OT等首次證明肺炎雙等首次證明肺炎雙球菌的球菌的DNA與其轉(zhuǎn)化和遺傳有關(guān)。與其轉(zhuǎn)化和遺傳有關(guān)。 1952年，年，Hershey AD和和Chase M 用同用同位素位素32P和和35S驗(yàn)證驗(yàn)證DNA是遺傳物質(zhì)是遺傳物質(zhì)3. DNA復(fù)制模型復(fù)制模型 DNA半保留復(fù)制半保留復(fù)制 1961年，年，Nirenberg、Ochoa及及Khorana等幾位科學(xué)家共同努力，破譯等幾位科學(xué)家共同努力，破譯了了RNA上編碼蛋白質(zhì)的遺傳密碼，證明上編碼蛋白質(zhì)的遺傳密碼，證

12、明DNA分子中遺傳信息是以三聯(lián)體密碼的分子中遺傳信息是以三聯(lián)體密碼的形式貯存。形式貯存。 遺傳密碼在生物界具有通用性。遺傳密碼在生物界具有通用性。4. 中心法則的建立中心法則的建立 1958年，年，Crick提出了分子生物學(xué)的中提出了分子生物學(xué)的中心法則（心法則（central dogma） 中心法則是分子遺傳學(xué)基本理論體系中心法則是分子遺傳學(xué)基本理論體系 1961年，年，Nirenberg、Ochoa及及Khorana等幾位科學(xué)家共同努力，破譯等幾位科學(xué)家共同努力，破譯了了RNA上編碼蛋白質(zhì)的遺傳密碼，證明上編碼蛋白質(zhì)的遺傳密碼，證明DNA分子中遺傳信息是以三聯(lián)體密碼的分子中遺傳信息是以三聯(lián)

13、體密碼的形式貯存。形式貯存。 遺傳密碼在生物界具有通用性。遺傳密碼在生物界具有通用性。 1970年，年，Temin和和Baltimore從雞從雞Rous肉肉瘤病毒（瘤病毒（Rous sarcoma virus，RSV）顆粒）顆粒中發(fā)現(xiàn)了以中發(fā)現(xiàn)了以RNA為模板合成為模板合成DNA的的逆轉(zhuǎn)錄酶逆轉(zhuǎn)錄酶，進(jìn)一步補(bǔ)充了遺傳信息傳遞的中心法則。，進(jìn)一步補(bǔ)充了遺傳信息傳遞的中心法則。5. DNA序列分析技術(shù)序列分析技術(shù)雙脫氧末端終止法：雙脫氧末端終止法：1977年，年，Sanger F等等發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)化學(xué)裂解法：化學(xué)裂解法：美國美國Maxam I和和Gilbert W發(fā)明。發(fā)明。DNA序列自動(dòng)分析序列自動(dòng)分

14、析 對對DNA片段的一級結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，導(dǎo)致一系列重片段的一級結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，導(dǎo)致一系列重大發(fā)現(xiàn)：大發(fā)現(xiàn)：（1）斷裂基因的發(fā)現(xiàn)，證明真核細(xì)胞的基因是不連）斷裂基因的發(fā)現(xiàn)，證明真核細(xì)胞的基因是不連續(xù)的。續(xù)的。（2）前體）前體mRNA的拼接，去除內(nèi)含子，連接成成熟的拼接，去除內(nèi)含子，連接成成熟mRNA；（3）發(fā)現(xiàn)單基因遺傳病的基因結(jié)構(gòu)的變異）發(fā)現(xiàn)單基因遺傳病的基因結(jié)構(gòu)的變異（4）從）從cDNA序列推導(dǎo)出蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)；序列推導(dǎo)出蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)；（5）根據(jù)）根據(jù)DNA序列合成基因，并與載體連接，使之序列合成基因，并與載體連接，使之在細(xì)菌中表達(dá)，合成活性蛋白質(zhì)，開創(chuàng)了基因工在細(xì)菌中表達(dá)，合成活性蛋白質(zhì)

15、，開創(chuàng)了基因工程。程。6. 基因的人工合成基因的人工合成 1978年體外首次成功地人工合成第一年體外首次成功地人工合成第一個(gè)完整基因。個(gè)完整基因。 直接證實(shí)了直接證實(shí)了Mendel G在在1865年發(fā)現(xiàn)的年發(fā)現(xiàn)的遺傳因子（基因）的化學(xué)本質(zhì)，就是遺傳因子（基因）的化學(xué)本質(zhì)，就是DNA分子。分子。 DNA分子是多種多樣生命現(xiàn)象的物質(zhì)分子是多種多樣生命現(xiàn)象的物質(zhì)基礎(chǔ)?；A(chǔ)。7. 基因組研究進(jìn)展基因組研究進(jìn)展 基因組（基因組（genome）：一個(gè)物種遺傳信）：一個(gè)物種遺傳信息的綜合。息的綜合。 基因結(jié)構(gòu)與功能研究已經(jīng)基因結(jié)構(gòu)與功能研究已經(jīng)從單個(gè)基因從單個(gè)基因發(fā)展到生物體整個(gè)基因組發(fā)展到生物體整個(gè)基因組

16、。基因組研究已?；蚪M研究已從簡單的低等生物到真核生物，從多細(xì)胞從簡單的低等生物到真核生物，從多細(xì)胞生物到人類。生物到人類。1977年：年：Sanger測定了測定了X174 DNA全部全部5375bp核苷酸序列；核苷酸序列；1978年：年：Fiers等測出環(huán)狀等測出環(huán)狀SV40 DNA全部全部5243bp核苷酸序列；核苷酸序列；1980年代：測定年代：測定噬菌體噬菌體DNA全部全部48502bp的序列；一些小病的序列；一些小病毒入乙型肝炎病毒、艾滋病毒等基因組的全部序列陸續(xù)毒入乙型肝炎病毒、艾滋病毒等基因組的全部序列陸續(xù)被測定；被測定；1996年底：完成大腸桿菌基因組年底：完成大腸桿菌基因組D

17、NA的全部序列測定；的全部序列測定；1996年底：完成了真核生物酵母的基因組全序列測定；年底：完成了真核生物酵母的基因組全序列測定；1998年底：長達(dá)年底：長達(dá)100Mb的線蟲基因組序列測定全部完成，這是的線蟲基因組序列測定全部完成，這是第一個(gè)完成的多細(xì)胞生物體的全基因組序列測定。第一個(gè)完成的多細(xì)胞生物體的全基因組序列測定。人類基因組計(jì)劃（人類基因組計(jì)劃（human genome project，HGP） 美國科學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者美國科學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者dulbecco R于于1986年在美國年在美國Science雜志上發(fā)表短文中率先提出，并認(rèn)為這是加快癌雜志上發(fā)表短文中率先提出，并認(rèn)為這

18、是加快癌癥研究進(jìn)程的一條有效途徑。癥研究進(jìn)程的一條有效途徑。 主要目標(biāo)是繪制主要目標(biāo)是繪制遺傳連鎖圖、物理圖、轉(zhuǎn)錄圖和序列圖遺傳連鎖圖、物理圖、轉(zhuǎn)錄圖和序列圖。測出人類細(xì)胞中測出人類細(xì)胞中24條染色體上全部條染色體上全部30億對核苷酸序列，把所有億對核苷酸序列，把所有人類基因都明確定位在染色體上，破譯人類的全部遺傳信息。人類基因都明確定位在染色體上，破譯人類的全部遺傳信息。 HGP是人類自然科學(xué)史上與曼哈頓原子彈計(jì)劃和阿波羅是人類自然科學(xué)史上與曼哈頓原子彈計(jì)劃和阿波羅登月計(jì)劃相媲美的偉大科學(xué)工程。登月計(jì)劃相媲美的偉大科學(xué)工程。 研究結(jié)果表明，人類基因數(shù)量僅有研究結(jié)果表明，人類基因數(shù)量僅有3萬個(gè)

19、左右萬個(gè)左右，比此前估計(jì)的要少得多。通過研究還發(fā)現(xiàn)男女，比此前估計(jì)的要少得多。通過研究還發(fā)現(xiàn)男女可能存在巨大遺傳差異，男性染色體減數(shù)分裂的可能存在巨大遺傳差異，男性染色體減數(shù)分裂的突變率是女性的兩倍。在已經(jīng)分析的序列中，找突變率是女性的兩倍。在已經(jīng)分析的序列中，找到很多與遺傳病有關(guān)到很多與遺傳病有關(guān) 的基因，包括乳腺癌、遺傳的基因，包括乳腺癌、遺傳性耳聾、中風(fēng)、癲癇癥、糖尿病和各種骨骼異常性耳聾、中風(fēng)、癲癇癥、糖尿病和各種骨骼異常的基因。的基因。8. 基因表達(dá)調(diào)控機(jī)制的研究基因表達(dá)調(diào)控機(jī)制的研究 操縱子學(xué)說（操縱子學(xué)說（1961年，年，Jacob和和Monod提出）提出） 80年代開始，人們逐

20、步認(rèn)識(shí)到年代開始，人們逐步認(rèn)識(shí)到真核基因真核基因組結(jié)構(gòu)和調(diào)控的復(fù)雜性。組結(jié)構(gòu)和調(diào)控的復(fù)雜性。 真核基因的真核基因的順式作用元件與反式作用因順式作用元件與反式作用因子、核酸與蛋白質(zhì)間的分子識(shí)別與相互作用子、核酸與蛋白質(zhì)間的分子識(shí)別與相互作用 小分子反義小分子反義RNA、核酶、核酶、siRNA等。等。（二）蛋白質(zhì)分子生物學(xué)（二）蛋白質(zhì)分子生物學(xué) DNA 儲(chǔ)存生命活動(dòng)的各種信息。儲(chǔ)存生命活動(dòng)的各種信息。 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 生命活動(dòng)的執(zhí)行者。生命活動(dòng)的執(zhí)行者。 蛋白質(zhì)的分子生物學(xué)主要研究蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)的分子生物學(xué)主要研究蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能。結(jié)構(gòu)與功能。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的研究進(jìn)展蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的研究進(jìn)展

21、1956年，年，Anfinsen和和White根據(jù)對酶蛋白的變性根據(jù)對酶蛋白的變性和復(fù)性實(shí)驗(yàn)，提出了和復(fù)性實(shí)驗(yàn)，提出了蛋白質(zhì)三維空間結(jié)構(gòu)是氨基酸蛋白質(zhì)三維空間結(jié)構(gòu)是氨基酸序列序列 來確定的。來確定的。 1958年，年，Ingram證明正常的血紅蛋白與鐮狀細(xì)證明正常的血紅蛋白與鐮狀細(xì)胞溶血癥病人的血紅蛋白之間，在其亞基的肽鏈上胞溶血癥病人的血紅蛋白之間，在其亞基的肽鏈上僅有一個(gè)氨基酸僅有一個(gè)氨基酸 殘基的差別。殘基的差別。 1969年，年，Weber開始應(yīng)用開始應(yīng)用SDS-聚丙烯酰胺凝膠聚丙烯酰胺凝膠電泳測定蛋白質(zhì)分子量；電泳測定蛋白質(zhì)分子量；20世紀(jì)世紀(jì)60年代先后分析了年代先后分析了血紅蛋白

22、、核糖核酸酶血紅蛋白、核糖核酸酶A等一批蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)等一批蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu) 中國科學(xué)家在中國科學(xué)家在1965年人工合成了牛胰島素；年人工合成了牛胰島素；1973年又用年又用1.8A X射線衍射分析法測定了牛胰島素的射線衍射分析法測定了牛胰島素的空間結(jié)構(gòu)?？臻g結(jié)構(gòu)。（三）細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制研究（三）細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制研究 構(gòu)成生物體的每一個(gè)細(xì)胞的分裂與分化及其他構(gòu)成生物體的每一個(gè)細(xì)胞的分裂與分化及其他各種生物學(xué)功能，均依賴于外界環(huán)境所產(chǎn)生的各種各種生物學(xué)功能，均依賴于外界環(huán)境所產(chǎn)生的各種信號。在這些外源信號的刺激下，細(xì)胞可以將這些信號。在這些外源信號的刺激下，細(xì)胞可以將這些信號通過第二信使轉(zhuǎn)變成

23、一系列的生物化學(xué)變化。信號通過第二信使轉(zhuǎn)變成一系列的生物化學(xué)變化。 主要研究內(nèi)容：主要研究內(nèi)容： 研究細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞間信息傳遞的分子基礎(chǔ)。闡研究細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞間信息傳遞的分子基礎(chǔ)。闡明這些變化的分子機(jī)制，明確每一條信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑明這些變化的分子機(jī)制，明確每一條信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑及參與該途徑的所有分子間的相互作用和調(diào)節(jié)方式及參與該途徑的所有分子間的相互作用和調(diào)節(jié)方式細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制研究進(jìn)展細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制研究進(jìn)展 1957年，年，Sutherland發(fā)現(xiàn)了發(fā)現(xiàn)了cAMP； 1965年又提出第二信使學(xué)說；年又提出第二信使學(xué)說； 1977年，年，Ross等用重組實(shí)驗(yàn)證實(shí)等用重組實(shí)驗(yàn)證實(shí)G蛋白的存在蛋白的存在和功

24、能，將和功能，將G蛋白與腺苷環(huán)化酶的作用聯(lián)系起來。蛋白與腺苷環(huán)化酶的作用聯(lián)系起來。 癌基因、抑癌基因和酪氨酸蛋白激酶的發(fā)現(xiàn)及癌基因、抑癌基因和酪氨酸蛋白激酶的發(fā)現(xiàn)及其結(jié)構(gòu)與功能的深入研究，使得細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的研其結(jié)構(gòu)與功能的深入研究，使得細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的研究有了很大的進(jìn)展。究有了很大的進(jìn)展。三、分子生物學(xué)與生物技術(shù)三、分子生物學(xué)與生物技術(shù)生物技術(shù)的定義：生物技術(shù)的定義： 按照美國生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)組織下的定義按照美國生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)組織下的定義，生物技術(shù)是指，生物技術(shù)是指“利用細(xì)胞和分子過程來利用細(xì)胞和分子過程來解決問題或制造產(chǎn)品的技術(shù)解決問題或制造產(chǎn)品的技術(shù)”古代生物技術(shù)：古代生物技術(shù)： 釀酒、制醋、制酪

25、、面包發(fā)酵；釀酒、制醋、制酪、面包發(fā)酵； 人畜排泄物循環(huán)利用；人畜排泄物循環(huán)利用； 動(dòng)植物雜交育種，嫁接等。動(dòng)植物雜交育種，嫁接等。 20世紀(jì)以來，分子生物學(xué)的發(fā)展，產(chǎn)世紀(jì)以來，分子生物學(xué)的發(fā)展，產(chǎn)生了重組生了重組DNA技術(shù)，推動(dòng)生物技術(shù)深入發(fā)技術(shù)，推動(dòng)生物技術(shù)深入發(fā)展，而導(dǎo)致現(xiàn)代生物技術(shù)作為一門交叉學(xué)展，而導(dǎo)致現(xiàn)代生物技術(shù)作為一門交叉學(xué)科的產(chǎn)生。各種重組蛋白、轉(zhuǎn)基因細(xì)胞、科的產(chǎn)生。各種重組蛋白、轉(zhuǎn)基因細(xì)胞、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物和基因剔除動(dòng)物的出現(xiàn)，是現(xiàn)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物和基因剔除動(dòng)物的出現(xiàn)，是現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)在生物技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用代分子生物學(xué)技術(shù)在生物技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用 和發(fā)展。和發(fā)展。 現(xiàn)代生物技術(shù)主要包括兩個(gè)

26、方面：基現(xiàn)代生物技術(shù)主要包括兩個(gè)方面：基因工程和蛋白質(zhì)工程。因工程和蛋白質(zhì)工程。 應(yīng)用現(xiàn)代分子生物學(xué)、微生物學(xué)、細(xì)應(yīng)用現(xiàn)代分子生物學(xué)、微生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、生物化學(xué)和生物加工等學(xué)科的胞生物學(xué)、生物化學(xué)和生物加工等學(xué)科的理論和技術(shù)，并相互交叉和滲透，現(xiàn)代生理論和技術(shù)，并相互交叉和滲透，現(xiàn)代生物技術(shù)是分子生物學(xué)技術(shù)在生物加工過程物技術(shù)是分子生物學(xué)技術(shù)在生物加工過程中的應(yīng)用。中的應(yīng)用。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物和基因剔除動(dòng)物：轉(zhuǎn)基因動(dòng)物和基因剔除動(dòng)物： 用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物獲取治療人類疾病的重用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物獲取治療人類疾病的重要蛋白質(zhì)。如，導(dǎo)入了凝血因子要蛋白質(zhì)。如，導(dǎo)入了凝血因子基因的基因的轉(zhuǎn)基因綿羊分泌的乳汁中含有豐富的凝血轉(zhuǎn)基因綿羊分泌的乳汁中含有豐富的凝血因子因子，能有效地用于血友病的治療。，能有效地用于血友病的治療。轉(zhuǎn)基因植物和轉(zhuǎn)基因食品轉(zhuǎn)基因植物和轉(zhuǎn)基因食品 在轉(zhuǎn)基因植物方面取得了重大進(jìn)展，比在轉(zhuǎn)基因植物方面取得了重大進(jìn)展，比普通西紅柿保鮮時(shí)間更長的轉(zhuǎn)基因西紅柿投普通西紅柿保鮮時(shí)間更長的轉(zhuǎn)基因西紅柿投放市場。放市場。 轉(zhuǎn)基因玉米、轉(zhuǎn)基因大豆相繼投入商品轉(zhuǎn)基因玉米、轉(zhuǎn)基因大豆相繼投入商品生產(chǎn)。生產(chǎn)。 我國科學(xué)家將蛋白酶抑制劑基因轉(zhuǎn)入棉我國科學(xué)家將蛋白酶抑制劑基因轉(zhuǎn)入棉花，獲得抗棉鈴蟲的棉花株?；ǎ@得抗棉鈴蟲的棉花株。四、分子生物學(xué)與醫(yī)學(xué)四、分子生物學(xué)與醫(yī)學(xué)人類對疾病的認(rèn)識(shí)：人類對疾病