分子生物學(xué) 第一章 緒論

現(xiàn)代分子生物學(xué)李江朱玉賢《現(xiàn)代分子生物學(xué)》，高等教育出版社孫乃恩《分子遺傳學(xué)》，南京大學(xué)出版社。

閻隆飛《分子生物學(xué)》，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，李振剛《分子遺傳學(xué)》，科學(xué)出版社沈羽非《真核基因表達(dá)調(diào)控》，北京高等教育出版社Lewin,B,GenesVII,OxfordUniversityPressTurnerP.C.etal.MolecularBiology.科學(xué)出版社WeaverR.MolecularBiology.科學(xué)出版社參考書(shū)目2005年2月出版2004年2月出版2006年1月引言分子生物學(xué)定義分子生物學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史分子生物學(xué)研究?jī)?nèi)容分子生物學(xué)展望第一章緒論達(dá)爾文進(jìn)化論過(guò)度繁殖、遺傳變異、自然選擇

“物競(jìng)天擇，適者生存”細(xì)胞學(xué)說(shuō)細(xì)胞是所有動(dòng)植物的基本結(jié)構(gòu)單位每個(gè)細(xì)胞相對(duì)獨(dú)立，一個(gè)生物體內(nèi)各細(xì)胞之間協(xié)同配合一切細(xì)胞來(lái)自細(xì)胞經(jīng)典生物化學(xué)和遺傳學(xué)DNA是遺傳信息的載體的發(fā)現(xiàn)經(jīng)典的生物化學(xué)和遺傳學(xué)19世紀(jì)中葉，蛋白質(zhì)19世紀(jì)中葉到20世紀(jì)初，組成蛋白質(zhì)的20種基本氨基酸被相繼發(fā)現(xiàn)（1935年，蘇氨酸）著名生物化學(xué)家Fisher還論證了連接相鄰氨基酸的“肽鍵”的形成。

孟德?tīng)朑regorMendel(1822-1884),奧地利科學(xué)家，經(jīng)典遺傳學(xué)的奠基人提出了“遺傳因子”的概念，并得出了二條規(guī)律：分離定律和自由組合定律，統(tǒng)稱為孟德?tīng)栠z傳規(guī)律。在孟德?tīng)栠z傳學(xué)的基礎(chǔ)上，美國(guó)著名的遺傳學(xué)家Morgan又提出了基因?qū)W說(shuō)，連鎖遺傳規(guī)律。1944年，美國(guó)著名微生物學(xué)家Avery證明DNA是遺傳信息的載體。第一節(jié)分子生物學(xué)的含義

分子生物學(xué)（molecularbiology)廣義：是研究蛋白質(zhì)及核酸等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)。從分子水平闡明生命現(xiàn)象和生物學(xué)規(guī)律。狹義：主要研究基因或DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、表達(dá)和調(diào)節(jié)控制等過(guò)程。第二節(jié)分子生物學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史1928年英國(guó)科學(xué)家Griffith等人發(fā)現(xiàn)肺炎鏈球菌可以引起肺炎，導(dǎo)致小鼠死亡。1944年美國(guó)微生物學(xué)家Avery通過(guò)肺炎鏈球菌對(duì)小鼠的感染實(shí)驗(yàn)，證明DNA是遺傳信息的載體。1953年Watson和Crick提出DNA右手雙螺旋模型，于1962年和Wilkins共享諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。同年，Sanger首次闡明了胰島素的一級(jí)結(jié)構(gòu)，開(kāi)創(chuàng)了蛋白質(zhì)序列分析的先河，他于1958年獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。最初的雙螺旋模型1952,FranklinDNAX-射線衍射圖(51號(hào)照片)1953年DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建立，標(biāo)志著生物化學(xué)發(fā)展進(jìn)入分子生物學(xué)時(shí)期。Waston,Crick,Wilkins三人共獲1962年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。1954年Crick提出遺傳信息傳遞的中心法則。1958年，Meselson和Stahl提出了DNA的半保留復(fù)制。1961年，法國(guó)科學(xué)家Jacob和Monod提出了調(diào)節(jié)基因表達(dá)的操縱子（operon）模型，1965年獲得諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。他們還首次提出了信使核糖核酸（mRNA）的存在及作用。同年，Nirenberg等人應(yīng)用合成的mRNA分子[poly(U)]破譯出第一批遺傳密碼。1966年，美國(guó)科學(xué)家Nirenberg等人破譯了全部的DNA遺傳密碼，1969年與Holley和Khorana分享了諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。1967年發(fā)現(xiàn)了可將DNA連接起來(lái)的DNA連接酶。1970年Smith、Qilcox及Kelley分離到第一種可以在DNA特定位點(diǎn)將DNA分子切開(kāi)的限制性核酸內(nèi)切酶。同年，美國(guó)的Temin和Baltimore發(fā)現(xiàn)RNA腫瘤病毒中存在逆轉(zhuǎn)錄酶，他們于1975年共享諾貝爾生理學(xué)獎(jiǎng)。1972年，Berg、Boyer等人第一次成功地完成了DNA重組實(shí)驗(yàn)。1974年，首次實(shí)現(xiàn)了異源真核生物的基因在大腸桿菌中的表達(dá)。1975~1977年，美國(guó)人Sanger和Gilbert發(fā)明了快速DNA序列測(cè)定技術(shù)，并于1977年完成了噬菌體ΦX174基因組（5386bp）的序列測(cè)定。1980年Sanger和Gilbert與Berg分享了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。1982年P(guān)rusiner提出“感染性蛋白質(zhì)顆?！钡拇嬖?；次年將這種蛋白顆粒命名為阮病毒蛋白（prionprotein,PrP）。1997年，Prusiner因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)朊病毒而獲得諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。1984年，德國(guó)人Kohler、美國(guó)人Milstein和丹麥科學(xué)家Jern由于發(fā)展了單克隆抗體技術(shù)而分享了諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。1986年，Mullis發(fā)明了PCR技術(shù)。1993年Mullis與第一個(gè)設(shè)計(jì)定點(diǎn)突變的Smith共享了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。1988年Waston出任“人類(lèi)基因組計(jì)劃”首席科學(xué)家，舉世矚目的人類(lèi)基因組測(cè)序工作開(kāi)始啟動(dòng)。1993年，美國(guó)科學(xué)家Roberts和Sharp由于在不連續(xù)基因方面的工作而獲得諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。1996年，酵母基因組DNA的全部序列測(cè)定工作完成。2000年6月26日，人類(lèi)基因組工作框架圖繪制完成。第三節(jié)分子生物學(xué)研究?jī)?nèi)容所有生物體中的有機(jī)大分子都是以C為核心以共價(jià)鍵的形式與H、O、N、P以不同的方式構(gòu)成的，生命體中的各類(lèi)有機(jī)大分子都是由完全相同的單體，如Pr（20aa）、DNA/RNA（8種堿基）所組成的。分子生物學(xué)的3條基本原理：構(gòu)成生物體各類(lèi)有機(jī)大分子的單體在不同生物中都是相同的；生物體內(nèi)一切有機(jī)大分子的構(gòu)成都遵循共同的規(guī)則；某一特定生物體所擁有的核酸及蛋白質(zhì)分子決定了它的屬性。分子生物學(xué)學(xué)研究?jī)?nèi)挖容DNA重組技郊術(shù)（基違因工程告）基因的對(duì)表達(dá)調(diào)救控生物大稠分子的暫結(jié)構(gòu)和峽功能研孤究(結(jié)構(gòu)分子釘生物學(xué)）基因組挪、功能雅基因組知與生物嚇信息學(xué)鏟研究DNA重組技秀術(shù)1、可被昌用于大尸量生產(chǎn)帽某些在葬正常細(xì)溉胞代謝權(quán)中產(chǎn)量給很低的滋多肽；2、可用溝于定向緞改造某叼些生物估的基因系組結(jié)構(gòu)吉；3、可被用科來(lái)進(jìn)行基復(fù)礎(chǔ)研究1972年,B答oye雪r獲得第裳一個(gè)重版組DNA分子1972腐-B唉ergEcoRIr竊ecog數(shù)niti禾ons胸itesλpha銹ge蝴DNAEcoRIc壤uts茄DNA騙into平fra攝gmen斷tsStic過(guò)kye店ndSV4量0D績(jī)NAThe餃tw罵of克rag膝men夕ts招sti夫ck此tog碑eth熔er娛by巾bas裙ep董air伶ingDNA繞liga伶seReco積mbin沫ant鬧DNA197激4年美國(guó)烘學(xué)者Jaen寧isch首次應(yīng)用歪顯微注射填法獲得轉(zhuǎn)疫基因小鼠玻。轉(zhuǎn)基因己動(dòng)物已卷應(yīng)用于勁基礎(chǔ)研驗(yàn)究、疾倡病動(dòng)物閥模型、蹤蝶藥用蛋禍白質(zhì)生墓產(chǎn)、農(nóng)峰業(yè)等領(lǐng)惡域。

1987年，世界上第一只商業(yè)化轉(zhuǎn)基因綿羊在英國(guó)著名的羅斯林研究所誕生。她的乳汁可分泌α-抗胰蛋白酶，含量高達(dá)30毫克/升。轉(zhuǎn)基因動(dòng)桃物

目前利用王下列轉(zhuǎn)基窮因動(dòng)物可惹以生產(chǎn)出烈人類(lèi)蛋白暈質(zhì)藥物：?jiǎn)T牛：抗熄凝血酶、陽(yáng)纖維蛋白硬原、人血印清白蛋白教、膠原蛋效白、乳鐵喚蛋白、糖吸基轉(zhuǎn)移酶左、蛋白C等；

山請(qǐng)羊：抗凝司血酶原、商抗胰蛋白盼酶、血清漠白蛋白、骨組織纖溶憤原激活因徒子、單克妹隆抗體等柜；

綿羊銅：抗胰蛋冤白酶、凝聯(lián)血因子Ⅸ、蛋白C；

豬塞：凝血牲因子Ⅸ、蛋白C、纖維蛋埋白原、血摸紅蛋白。經(jīng)濟(jì)效棍益利用轉(zhuǎn)基仙因動(dòng)物生恨產(chǎn)蛋白質(zhì)借成本低。

囊性纖維霜變性是一胃種遺傳病首，患者體在內(nèi)會(huì)產(chǎn)生圓粘稠的粘敵液，阻塞延肺部、胰倉(cāng)腺和消化電器官的內(nèi)踐部通道，圖大約有一密半的患者墾活不過(guò)31歲。英策國(guó)PPT公司培歐育了植挪入人體盼基因的戀克隆羊吉，羊奶科中含有亭能夠治惜療囊性鞏纖維變展性的人紋體蛋白只。維爾莫特?fù)Q所在的研兵究所曾向雄德國(guó)一家股藥廠出售詳一頭這樣足的轉(zhuǎn)基因講羊，獲得50萬(wàn)英鎊義?；虻谋沓噙_(dá)調(diào)控信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)吉研究，轉(zhuǎn)頂錄因子研墳究，RNA剪接基因表達(dá)摘實(shí)質(zhì)上就湖是遺傳信胸息的轉(zhuǎn)錄腐和翻譯。免在個(gè)體生序長(zhǎng)發(fā)育過(guò)脫程中生物暗遺傳信息鬼的表達(dá)按墨一定時(shí)序化發(fā)生變化獻(xiàn)（時(shí)序調(diào)業(yè)節(jié)），并呼隨著內(nèi)外執(zhí)環(huán)境的變介化而不斷喉加以修正向（環(huán)境調(diào)榜控）。◆原核生聯(lián)物的基因組塞和染色體濁結(jié)構(gòu)都比其較簡(jiǎn)單，襯轉(zhuǎn)錄和翻瀉譯在同一時(shí)寧間和空前間內(nèi)發(fā)賢生，基因表利達(dá)的調(diào)控商主要發(fā)生壞在轉(zhuǎn)錄水慣平。（第7章）◆真核生物轉(zhuǎn)錄和丙翻譯過(guò)素程在時(shí)間和空精間上都被舊分隔開(kāi)，且在轉(zhuǎn)堵錄和翻譯羊后都有復(fù)蛇雜的信息汪加工過(guò)程潮，其基因稿表達(dá)的調(diào)鬼控可以發(fā)箱生在各種象不同的水患平上。其帖基因表達(dá)淹調(diào)控主要傳表現(xiàn)在信雞號(hào)傳導(dǎo)研肅究、轉(zhuǎn)錄鉆因子研究饞及RNA剪輯3個(gè)方面。（第8章）生物大分咳子的結(jié)構(gòu)遭和功能研叫究(結(jié)構(gòu)分子矩生物學(xué)）一個(gè)生物謎大分子，兵無(wú)論是核憶酸、蛋白身質(zhì)或多糖艦，在發(fā)揮棒生物學(xué)功矛能時(shí)，必未須具備兩哪個(gè)前提：擁有特悲定的空脈間結(jié)構(gòu)滑（三維巴結(jié)構(gòu)）護(hù)；發(fā)揮生明物學(xué)功左能的過(guò)色程中必寧定存在圍著結(jié)構(gòu)鮮和構(gòu)象顧的變化動(dòng)。結(jié)構(gòu)分硬子生物盤(pán)學(xué)就是廉研究生倡物大分即子特定態(tài)的空間稅結(jié)構(gòu)及引結(jié)構(gòu)的頸運(yùn)動(dòng)變要化與其雞生物學(xué)態(tài)功能關(guān)保系的科剪學(xué)。它興包括3個(gè)主要研辜究方向：結(jié)構(gòu)的如測(cè)定結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)購(gòu)變化規(guī)律占的探索結(jié)構(gòu)與敢功能相閉互關(guān)系基因組叔、功能訊基因組尖與生物盟信息學(xué)正研究2001年，Nat牢ure和Sci筒enc規(guī)e同時(shí)發(fā)表誕人類(lèi)基因晉組全序列苗。功能基因功組學(xué)又往往綠被稱為敏后基因著組學(xué)，用它利用會(huì)結(jié)構(gòu)基與因組所橫提供的繼信息和憂產(chǎn)物，慚發(fā)展和競(jìng)應(yīng)用新棄的實(shí)驗(yàn)毅手段，棗通過(guò)在施基因組搭或系統(tǒng)睡水平上盤(pán)全面分喇析基因睛的功能戲，使得激生物學(xué)壩研究從愁對(duì)單一徐基因或斯蛋白質(zhì)樹(shù)得研究躬轉(zhuǎn)向多出個(gè)基因全或蛋白情質(zhì)同時(shí)碗進(jìn)行系陰統(tǒng)的研混究。生物信息是學(xué)從事對(duì)基仿因組研究裳相關(guān)生物歸信息的獲各取、加工躲、儲(chǔ)存、縫分配、分睬析和解釋銹。包括了爭(zhēng)兩層含義死，一是對(duì)離海量數(shù)據(jù)棚的收集、塌整理與服無(wú)務(wù)，也就落是管好這便些數(shù)據(jù)；哥另一個(gè)是范從中發(fā)現(xiàn)初新的規(guī)律隸，也就是提用好這些狗數(shù)據(jù)。分子生妥物學(xué)在才生命科插學(xué)中的銷(xiāo)位置與生物化懇學(xué)關(guān)系密乒切與微生復(fù)物學(xué)密態(tài)不可分對(duì)遺傳學(xué)扔的影響對(duì)發(fā)育杰生物學(xué)糕的影響對(duì)分類(lèi)償和進(jìn)化濃研究的秒影響對(duì)神經(jīng)生邀物學(xué)的影炭響分子細(xì)胞犯生物學(xué)對(duì)現(xiàn)代醫(yī)太學(xué)的影響其他生物學(xué)喉范疇內(nèi)箭所有學(xué)恢科在分鳥(niǎo)子水平池上的統(tǒng)牙一。第四節(jié)卡分子生喬物學(xué)的現(xiàn)設(shè)狀和展望21世紀(jì)是收生命科葡學(xué)世紀(jì)幕，生物綁經(jīng)濟(jì)時(shí)悉代，結(jié)飲構(gòu)基因忍組學(xué)、侵功能基憶因組學(xué)飯、蛋白由質(zhì)組學(xué)墻、生物腐信息學(xué)繪、信號(hào)存跨膜轉(zhuǎn)屢導(dǎo)成為傷新的熱謀門(mén)領(lǐng)域隸。分子生物散學(xué)的發(fā)展瞧揭示了生馬命本質(zhì)的褲高度有序但性和一致歐性，是人睜類(lèi)認(rèn)識(shí)論挨上的重大疾飛躍。生遠(yuǎn)命活動(dòng)的棚一致性，奴決定了二奴十一世紀(jì)尤的生物學(xué)摩將是真正蔬的系統(tǒng)生法物學(xué)，是嫁生物學(xué)范密?chē)鷥?nèi)所有走學(xué)科在分滴子水平上貓的統(tǒng)一。分子生東物學(xué)是綢目前自腹然學(xué)科令中進(jìn)展貴最迅速炊、最