藥學(xué)分子生物學(xué)緒論課件

1、 藥學(xué)分子生物學(xué) Pharmaceutical Molecular Biology 緒 論一、分子生物學(xué)與藥學(xué)分子生物學(xué)二、分子生物學(xué)發(fā)展的回顧三、分子生物學(xué)和現(xiàn)代醫(yī)藥科學(xué) 醫(yī)學(xué)和生命科學(xué)的永恒主題生命是什么? 1. 分子生物學(xué)(Molecular Biology)的概念： 從分子水平研究生命現(xiàn)象的科學(xué)，是現(xiàn)代生命科學(xué)的“共同語言” 。一、分子生物學(xué)與藥學(xué)分子生物學(xué) 核心內(nèi)容是通過生物的物質(zhì)基礎(chǔ)核酸、蛋白質(zhì)、酶等生物大分子的結(jié)構(gòu)、功能及其相互作用等運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究來闡明生命分子基礎(chǔ)，從而探討生命的奧秘。2、分子生物學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展：生物化學(xué)遺傳學(xué)細(xì)胞生物學(xué)生物物理學(xué)微生物學(xué)有機(jī)化學(xué)物理化學(xué)相互滲透

2、相互促進(jìn)分子生物學(xué)20世紀(jì)中葉生物學(xué)引入生物大分子 進(jìn)入細(xì)胞水平生物學(xué) 分子生物學(xué)與其他學(xué)科的結(jié)合生理學(xué)微生物學(xué)免疫學(xué)病理學(xué)藥理學(xué)分子生物學(xué)臨床醫(yī)學(xué) 分子生物學(xué)廣泛滲透到醫(yī)學(xué)各 領(lǐng)域，成為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)重要的基礎(chǔ) 分子細(xì)胞學(xué) 分子藥理學(xué) 分子免疫學(xué) 分子病理學(xué)分子病毒學(xué) 分子神經(jīng)學(xué) 分子細(xì)菌學(xué) 分子遺傳學(xué) 分子診斷學(xué)（基因診斷學(xué)） 分子治療學(xué)（基因治療學(xué)）誕生了許多分支學(xué)科3、分子生物學(xué)的研究對(duì)象: 生物大分子的結(jié)構(gòu) 大分子結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系 生物大分子在遺傳信息和細(xì)胞信息傳遞中的作用一、核酸（基因）的分子生物學(xué)： 核酸的結(jié)構(gòu)與功能、基因組、基因信息的傳遞 及調(diào)控、基因操作、基因診斷與基因治療等。二、

3、蛋白質(zhì)的分子生物學(xué)：（包括酶與生物催化劑） 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能，生物大分子間的相互作用三、細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的分子生物學(xué)： 研究細(xì)胞間通訊和細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的分子機(jī)制四、癌基因與抑癌基因、肽類生長(zhǎng)因子、細(xì)胞周期 及其調(diào)控的分子機(jī)理等。五、分子生物學(xué)技術(shù)： 主要包括分子雜交技術(shù)、鏈反應(yīng)技術(shù)、基因工 程與蛋白質(zhì)工程等。 研究的具體內(nèi)容： 結(jié)構(gòu)分子生物學(xué)研究 基因組研究 基因表達(dá)的調(diào)控研究 細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)研究 目前分子生物學(xué)研究的前沿：二、分子生物學(xué)發(fā)展的回顧1868年 Fridrich Miescher從膿細(xì)胞中提取“核酸” 1903年 染色體是遺傳單位1910年 基因位于染色體上1913年 染色體包含線性

4、排列的基因1927年 突變是基因內(nèi)的物理變化1931年 交換引起基因重組1944年 Avery等人證實(shí)DNA是遺傳物質(zhì)1945年 基因編碼蛋白質(zhì)1951年 首次蛋白質(zhì)測(cè)序1953年 Watson和Crick發(fā)現(xiàn)DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)1954年 Crick提出分子生物學(xué)的中心法則1958年 DNA半保留復(fù)制1961年 Nirenberg發(fā)現(xiàn)遺傳密碼1967年 發(fā)現(xiàn)DNA連接酶1973年 建立了DNA重組技術(shù)1975年 Temin和Baltimore發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄酶1981年 Gilbert和Sanger建立DNA 測(cè)序方法1985年 Mullis發(fā)明PCR 技術(shù)1990年 美國(guó)啟動(dòng)人類基因組計(jì)劃(HGP

5、) 1994年 中國(guó)人類基因組計(jì)劃啟動(dòng)1997年 第一只克隆羊多莉誕生2001年 美、英等國(guó)完成人類基因組計(jì)劃基本 框架2003年人類基因組序列圖繪制成功(2) 確定了生物遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)是DNA 1868年F.Miescher就發(fā)現(xiàn)了核素（nuclein） 20世紀(jì)20-30年代已確認(rèn)自然界有DNA和RNA兩類核酸 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.Cha-se用DNA35S和32P分別標(biāo)記T2噬菌體的蛋白質(zhì)和核酸，感染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明了DNA是遺傳物質(zhì)。 1949-52年S.Furbery等的X-線衍射分析闡明了核苷

6、酸并非平面的空間構(gòu)像，提出了DNA是螺旋結(jié)構(gòu)； 1948-1953年提出了DNA鹼基組成A=T、G=C的Chargaff規(guī)則， 2、現(xiàn)代分子生物學(xué)的建立和發(fā)展階段 從20世紀(jì)50年代初70年代初。 1953年Watson和Crick提出的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型是現(xiàn)代分子生物學(xué)誕生的里程碑。開創(chuàng)了分子遺傳學(xué)基本理論建立和發(fā)展的黃金時(shí)代。 DNA雙螺旋發(fā)現(xiàn)的最深刻意義在于： 確立了核酸作為信息分子的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ);提出了鹼基配對(duì)是核酸復(fù)制、遺傳信息傳遞的基本方式；從而最后確定了核酸是遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)， 此期間的主要進(jìn)展包括：(1)遺傳信息傳遞中心法則的建立(2)對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的進(jìn)一步認(rèn)識(shí) 1956-58

7、年Anfinsen和White根據(jù)對(duì)酶蛋白的變性和復(fù)性實(shí)驗(yàn)，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。 1969年Weber開始應(yīng)用SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳測(cè)定蛋白質(zhì)分子量； 1973年氨基酸序列自動(dòng)測(cè)定儀問世。 1965年中國(guó)科學(xué)家人工合成了牛胰島素。 3、初步認(rèn)識(shí)生命本質(zhì)并開始改造生命的 深入發(fā)展階段 70年代后，以基因工程技術(shù)的出現(xiàn)作為新的 里程碑，標(biāo)志著人類深入認(rèn)識(shí)生命本質(zhì)并能動(dòng)改造生命的新時(shí)期開始。 其間的重大成就包括：(1)、重組DNA技術(shù)的建立和發(fā)展(2)、基因組研究的發(fā)展1990年HGP實(shí)施 (3)、單克隆抗體及基因工程抗體的建立和發(fā)展(4)、基因表達(dá)調(diào)控機(jī)理(5)、細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)理研究成為新的前沿領(lǐng)域三、分子生物學(xué)和現(xiàn)代醫(yī)藥科學(xué)（一）分子生物學(xué)在發(fā)病機(jī)制和藥學(xué)研究中的作用1、遺傳性高脂血癥可誘發(fā)冠狀動(dòng)脈粥樣硬化2、對(duì)某些病毒致病作用的研究：乙肝與肝癌3、認(rèn)識(shí)了某些遺傳疾病的發(fā)病機(jī)制（二）分子生物學(xué)在疾病診斷中的作用 如基因芯片的應(yīng)用。（三）分子生物學(xué)在疾病治療中的作用（四）分子生物學(xué)在醫(yī)藥工業(yè)中的作用1、DNA重組技術(shù)與新藥研究：常見的重組藥物促紅細(xì)胞生成素剌激白細(xì)胞生成生長(zhǎng)因子(bFGF, EGF)刺激細(xì)胞生長(zhǎng)與分化生長(zhǎng)素治療侏儒癥胰島素治療糖尿病干擾素( 1b, 2a