分子生物學常用參考書目

分子生物學

MolecularBiology

Autumnsemester,2005Tel:E-mail:1一、什么是分子生物學？第一章緒論2InstantNotesin

MolecularBiology

---Turneretal.Molecularbiologyseekstoexplaintherelationshipsbetweenthestructureandfunctionofbiologicalmoleculesandhowtheserelationshipscontributetotheoperationandcontrolofbiochemicalprocesses.3Iconsidermolecularbiologytobethestudyofgenesandtheiractivitiesatthemolecularlevel,includingtranscription,translation,DNAreplication,recombinationandtranslocation.MolecularBiology(McGraw-Hill)

---RobertWeaver4現(xiàn)代分子生物學

---朱玉賢、李毅2/E(2002)分子生物學是研究核酸、蛋白質等生物大分子的形態(tài)、結構特征及其重要性、規(guī)律性和相互關系的科學，是人類從分子水平上真正揭示生物世界的奧秘，由被動地適應自然界轉向主動地改造和重組自然界的基礎學科。5

?什么是分子生物學分子生物學是研究生物大分子結構與功能的一門學科。廣義的講，一切從分子水平研究生命奧秘的研究工作都是分子生物學。?“分子生物學”術語的來歷：1938年,Weaver在寫給一個科學基金會(洛克菲勒基金會)的報告中，首次使用了分子生物學(MolecularBiology)一詞……之后，研究蛋白質結構的WillianAstbury使用了這一名詞，當時他開始用X—射線分析纖維DNA的結構，并稱自己是分子生物學家。6

?分子生物學的基本原理：

1.構成生物體的有機大分子的單體在不同生物體內(nèi)都是相同的；2.生物體內(nèi)一切有機大分子的建成都遵循共同的規(guī)律；3.某一特定生物體所擁有的核酸及蛋白質決定了生物的屬性。7Thehierarchyoflivingworld:

BiologicalorganizationsatvariouslevelsBiosphere(thesumofallEarth’secosystems)Ecosystem(biologicalcommunity+environment)

Biologicalcommunity(differentpopulationsinsamearea) Population(localizedgroupoforganismsofsamespecies)

Organisms(Unitsoflife)OrgansystemsOrgans Tissue

Cells（1-100m,Unitsoforganisms)

Organelles

(ribosomesca.20nm)

Macromoleculecomplex

Molecules(atomsbondedchemically)

Atoms(?,chemicalbuilding blocksofallmatter)8研究對象：

?核酸遺傳信息的載體，決定生物性狀；穩(wěn)定遺傳，保證種的延續(xù)，母代→子代；易于保存，易于操作

?蛋白質9

GENETICINFORMATION

DNARNAPROTEIN

DNA

1.REPLICATION (DNASYNTHESIS)2.TRANSCRIPTION (RNASYNTHESIS)3.TRANSLATION (PROTEINSYNTHESIS)10分子生物學與生物化學之間的關系與區(qū)別：分子生物學—研究生物大分子的結構、功能及信息傳遞過程，從分子水平研究生命現(xiàn)象。生物化學—生物體內(nèi)的化學運動，包括化學組成、變化、結構與功能，生物分子間的物質與能量轉換過程?，F(xiàn)在通常將研究DNA的結構及其表達，了解生命現(xiàn)象的工作算作分子生物學的內(nèi)容，將生命物質的組成及變化（代謝規(guī)律）歸為生物化學的范疇。分子生物學≠生物化學

11分子生物學的相關學科：

1.生物化學生物化學是分子生物學的基礎，學好生化便于分子生物學的基本原理和方法的理解。

2.微生物學作為分子生物學研究的模型生物分子生物學操作的一部分（基因擴增、克隆、表達）3.遺傳學研究生物的遺傳及變異規(guī)律，遺傳變異的本質—DNA

4.細胞生物學細胞是生命的基本功能單位，基因功能必須通過細胞來表現(xiàn)，離開細胞，就沒有生命。12TherelationshipofMolecularBiologywithotherbiologicalsubjectsLifeSciencesMedicalSciencesBiologyAgri.SciencesMacro(outdoor)Micro(indoor)Ecology,BehaviorEvolutionSystematicsMolecularBiologyBiochemMicrobiolCellBiologyMolGeneticsDevBiolImmunolOthersCropsciencesAnimalhusbandryVeterinaryPathology,clinicmedicinePreventivemedicineetcMolNeurobiol13?分子生物學的學科特征

是生命科學的一門基礎學科,它服務于生命科學的任何一門學科,它可為基礎研究服務,同時也是極有應用前景的學科。是一種方法、技術和手段,目的是了解生命的本質,揭示生命規(guī)律,最終解決人類生存和發(fā)展問題。14二、分子生物學的目標及任務

目標：了解生命本質，揭示生命運動的規(guī)律

任務：

1.分離克隆基因；（clone）

基因克隆—把確定某一性狀的基因（DNA片段）從整個基因組中找出來。2.確定基因的結構；(structure)

結構基因—一級結構調控基因—高級結構153.基因的功能研究(function)

生化功能：基因的直接活性及蛋白產(chǎn)物的活性（例如—與DNA的結合，信號因子，受體，運輸?shù)鞍祝富钚缘龋┥砉δ埽夯虮憩F(xiàn)出來的性狀，與生物個體的生存的關系。生化功能是單個分子（基因）的作用或活性，生理功能是分子群的“集體”行為，是多個基因及環(huán)境共同作用的行為。生化功能是生理功能的基礎，生理功能是表現(xiàn)，由于生物體基因表達的組織和發(fā)育階段的特異性等，生化功能相同生理功能并不一定相同。

16血紅蛋白

生化功能：與O2和CO2結合；生理功能：將O2從肺→組織細胞，將CO2從組織細胞→肺；P53基因

生化功能：DNA結合蛋白，與特異的DNA序列結合；生化功能：調節(jié)基因表達，阻止細胞過度增殖，抑制腫瘤發(fā)生。174.基因表達調控研究(expresscontrol)

生物體內(nèi)的基因是按一定程序、有序的表達，才有了生物的生長、發(fā)育、衰老、死亡。表達程序不同→不同的性狀，病變?；虮磉_存在時空差異，調控→多彩的世界。一個受精卵→一個植株、個體→分化出根、莖、葉、花?；虮磉_調控的主要控制點——基因轉錄（表達的第一步，轉錄與否及轉錄水平）

18分子生物學的邏輯學方法：

1.效率論（能量節(jié)省原理，存在即有用）2.模型分析3.強烈推理分子生物學的發(fā)展和方向：

1.進一步完善相關技術（分離、分析→微量化、自動化、高通量）2.技術的產(chǎn)業(yè)化3.學科的交叉4.生物信息學19

三、分子生物學發(fā)展史及展望1869 Miescher第一次分離了DNA；1941 Astbury獲得了第一張DNAX—衍射圖譜；1944 Avery細菌轉化實驗成功，證實了DNA是遺傳物質的載體；…1953 WatsonCrick提出DNA雙螺旋結構模型；1958 Crick提出遺傳信息傳遞的中心法則；…1961 Jacob和Monod提出操縱子學說——遺傳調節(jié)機理；1962 Arber證明限制性內(nèi)切酶存在；1967 Gellert發(fā)現(xiàn)DNA連接酶；1970 發(fā)現(xiàn)反轉錄酶；…201972~1973創(chuàng)建了DNA克隆技術，DNA重組實驗成功——開創(chuàng)了基因工程新紀元；…1982 Prusiner在倉鼠腦中發(fā)現(xiàn)了“朊病毒”（prion）；1985 Saiki發(fā)明了聚合酶鏈式反應（PCR技術）；…1990 人類基因組計劃（HGP）全面正式啟動；1994 日本科學家發(fā)表了水稻基因組遺傳圖，Wilson完成了線蟲3號染色體連續(xù)2.2Mb的測定；——DNA序列測定時代到來…1997 Wilmut成功獲得克隆羊—Dolly誕生；1998 Renard克隆牛誕生（體細胞→個體）；

…

212000,6.26中、美、日、德、法、英6國，宣布人類基因組草圖發(fā)表。

2000,10月科學家宣布將于2001年3月完成河豚魚的基因組測序。2000,12月14日英美等國科學家宣布繪出擬南芥基因組的完整圖譜。2001,1,12中、美、日、德、法、英等國科學家Nature,15日)和美國塞萊拉公司(Science,16日)各自公布人類基因組圖譜和初步分析結果。約3萬基因。2002,4,5:以楊煥明為首的中國科學家在Science發(fā)表了水稻全基因組框架序列圖。2002,12,12以韓斌為首的中國科學家在Nature發(fā)表了水稻第四號染色體測序圖。2003年4月14日六國科學家完成了人類基因組序列圖的繪制，實現(xiàn)了人類基因組計劃的所有目標。22二十世紀是以核酸為研究核心，帶動分子生物學向縱深發(fā)展：50年代雙螺旋結構60年代操縱子學說70年代DNA重組80年代PCR技術90年代DNA測序生命科學從宏觀→微觀→宏觀；由分析→綜合的時代。23二十一世紀是分子生物學發(fā)展的世紀，生命科學將進入一個新的時代——后基因組時代post-genomics二十一世紀分子生物學發(fā)展的趨勢：1.功能基因組學functionalgenomics依附于對DNA序列的了解，應用基因組學的知識和工具去了解影響發(fā)育和整個生物體的特征序列表達譜。釀酒酵母16條染色體的全部序列于1996年完成。24

基因組全長12，086Kb140個編碼

rRNA 6340個基因5885個編碼Protein

40個編碼snRNA

275個編碼tRNA

功能基因組學研究這6000多個基因，在一定條件下（如孢子形成期）同時有多少基因協(xié)同表達（基因表達譜）。25262.蛋白質組學以蛋白質組為研究對象，研究細胞內(nèi)所有蛋白質及其動態(tài)變化規(guī)律的科學。功能蛋白質組學functionproteome

在特定時間、特定環(huán)境和實驗條件下基因活躍表達的蛋白質。（細胞內(nèi)與某種功能有關的或在某種條件下的一群蛋白質）273.生物信息學Bioinformatics定義：對DNA和蛋白質序列資料中各種類型信息進行識別、存儲、分析、模擬和傳輸。由數(shù)據(jù)庫、計算機網(wǎng)絡、應用軟件三大部分組成。目前，國際上有三大生物信息中心：

美國生物工程信息中心GenBank

美國基因組序列數(shù)據(jù)庫GSDB

歐洲分子生物學研究所EMBL(TheEuropeanMolecular

BiologyLaboratory)

日本DNA數(shù)據(jù)庫DDBJ

可進行DNA分析、RNA分析、多序列比較、同源序列檢索、蛋白質結構預測等分析。28分子生物學授課大綱第一章

緒論

（2）第二章

染色體與DNA（8）第三章轉錄（8）第四章翻譯（8）第五章

分子生物學的研究方法（8）第六章

原核生物基因表達調控（8）第七章

真核生物基因表達調控（6）第八章

癌和病毒的分子生物學（4）第九章

發(fā)育與分子調控（6）第十章基因組與比較基因組（4）29主要參考書

1.《MolecularBiology》，RobertF.Weaver,McGraw-HillCompanies,Inc.，2000（影印版，科學出版社）2.《現(xiàn)代分子生物學》（第二版），朱玉賢、李毅編著，高等教育出版社，20023.《分子生物學基礎》，楊岐生編著，浙江大學出版社，19944.《分子生物學》，武漢大學出版社5.《分子生物學》，南開大學出版社6.《分子遺傳學》，孫乃恩等編著，南京大學出版社30分子生物學實驗參考書目1.分子克隆實驗指南2.精編分子生物學實驗指南3.PCR技術實驗指南4.分子生物學實驗基礎5.細胞工程學實驗方案6.現(xiàn)代分子生物學實驗技術7.分子生物學實驗技術8.分子生物學基礎技術31分子生物學主要參考雜志Cell 37.297ChineseMedicalJ. 0.127FASEBJ. 14.629JofExperimentalMedicine 14.384JofNaturalProducts 1.432JofPharmacologicalScience 1.543Nature 27.368NatureMedicine 28.114NewEnglandJofMedicine 27.766PlantaMedica 1.430Science 24.67632High-BiotechinChina加入WTO

各大制藥和生物制品公司涌入中國市場我國本土制藥公司不得不參與國際競爭

SeekforHigh-BiotechpersonsinChinaSeekforpotentialproductsinChina33High-Biotechpersonnel

Basicpersonnelquality:誠信、愛心、能力

誠信是人與人交往、公司與個人或公司交往、國家與國家交往的根本基礎，是一個人或一個團體的尊嚴。

愛心是任何兩個以上人所組成的團體一起高效行事各種功能時基本要素。

能力：英語能力、學習能力、與人交往能力、解決問題的能力、管理能力、洞察力和遠見、科研能力等。34AcademicpositionsVerycompetitive:

教學和科研能力 語言能力 與人共事能力 人品等35YourplanafterundergraduatestudyGoabroadforgraduatestudyGotograduateschoolinChinaPh.D.degreeandpost-docexperiencesareexclusivelynecessaryforacademicpositionsandresearchpositionsincompaniesMasterdegreeisusuallyrequiredformanager,technicianandsalesman.Managermayneedmoreexperiences/studyatmanagementandothers.