緒論-中南大學(xué)在線課程平臺

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1、緒論第一章目的要求了解:分子牛物學(xué)的定義、研究對象和研究內(nèi)容;分子牛物學(xué)發(fā)展簡史;牛物遺傳物質(zhì)的發(fā)現(xiàn);現(xiàn)代分子生物學(xué)的建立和深入發(fā)展;分子生物學(xué)與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系;分子生物學(xué)在醫(yī)學(xué)和生物學(xué)中的應(yīng)用。授課學(xué)時:2學(xué)時第一節(jié)分子生物學(xué)的研究對象一、分子生物學(xué)的定義牛物學(xué)是研究牛命現(xiàn)象、牛命本質(zhì)、牛命活動及其規(guī)律的科學(xué)。分子生物學(xué)則是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。它以核酸和蛋白質(zhì)等生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能為研究對象二、分子生物學(xué)的研究內(nèi)容分子生物學(xué)主要研究生物大分子的結(jié)構(gòu)、功能、生物大分子之間的相互作用及其與疾病發(fā)牛、發(fā)展

2、的關(guān)系。研究內(nèi)容主要包括以下三個方面。1.核酸分子生物學(xué)2.蛋白質(zhì)分子生物學(xué)3.細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)第二節(jié)分子生物學(xué)發(fā)展簡史一、生物遺傳物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)二、現(xiàn)代分子生物學(xué)的建立1?1953年,Watson和Crick從分析DNA的X光衍射的數(shù)據(jù),提出DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。2.Watson和Crick還提出了DNA復(fù)制的可能模型。3.發(fā)現(xiàn)微粒體(microsome)是細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成的部位;分離出tRNA并對它們在合成蛋白質(zhì)屮轉(zhuǎn)運氨基酸的功能提出了假設(shè);在蛋白質(zhì)合成過程中mRNA與核糖體的結(jié)合;轉(zhuǎn)移核糖核酸(tRNA),的功能與結(jié)構(gòu)測定;

3、破譯了RNA上編碼合成蛋白質(zhì)的遺傳密碼;建立了以中心法則為基礎(chǔ)的分子遺傳學(xué)基木理論體系。發(fā)現(xiàn)了以RNA為模板合成DNA的逆轉(zhuǎn)錄酶,進(jìn)一步補充了遺傳信息傳遞的中心法則。2.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的研究。對酶蛋片的變性和復(fù)性實驗,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。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,其亞基的肽鏈上僅有一個氨基酸殘基的差別。使用SDS■聚丙烯酰胺凝膠電泳測定蛋白質(zhì)分子量;先后分析了一批蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)。三、現(xiàn)代分子生物學(xué)的深入發(fā)展(一)重組DNA技術(shù)的發(fā)明1?基因克隆工具酶的發(fā)現(xiàn)2.DNA片

4、段的體外連接3.質(zhì)粒的構(gòu)建4.核酸雜交技術(shù)5.DNA序列分析技術(shù)6.聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(二)分子牛物學(xué)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展1.癌基因的發(fā)現(xiàn)2.基因診斷3.基因組文庫的建立4?基因工程生產(chǎn)人胰島素3.轉(zhuǎn)基因動物4.人類基因治療研究5.基因工程抗體技術(shù)的建立和發(fā)展6.DNA芯片技術(shù)(基因芯片、生物芯片)(三)基因組研究的進(jìn)展基因組(genome)指的是一個物種遺傳信息的總和。人類基因組計劃(humangenomeproject,HGP)(四)基因表達(dá)調(diào)控機制的研究操縱子學(xué)說真核基因組結(jié)構(gòu)和調(diào)控的復(fù)雜性真核基因的順式調(diào)控元件與反式作用因子Ri

5、bozyme(核酶)(五)小分子RNA研究進(jìn)展線蟲(C.elegans)lin-4基因編碼的小分子RNA,能與lin?14mRNA的3"UTR反義互補結(jié)合,阻斷l(xiāng)in-14的翻譯微RNA(miRNAs)miRNA和小干擾RNA(siRNA)(六)細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機制研究cAMP、G蛋白,G蛋白(GTPase-activatingprotein)與腺廿環(huán)化酶(adenylatecyclase)癌基因和抑癌基因(腫瘤抑制基因)、酪氨酸蛋白激酶第三節(jié)分子生物學(xué)與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系由于生命本質(zhì)的高度一致性,分子生物學(xué)已經(jīng)對生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的各個領(lǐng)域

6、產(chǎn)生了全面而深刻的影響,并逐步形成了一系列的分子學(xué)科??梢允褂猛惶桌碚?、同一套技術(shù),來解釋和研究不同的病理、牛理現(xiàn)象,甚至治療不同的疾病。一、分子生物學(xué)與生物化學(xué)二、細(xì)胞生物學(xué)與分子生物學(xué)三、分子生物學(xué)與遺傳學(xué)四、分子牛物學(xué)與牛物技術(shù)根據(jù)美國生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)組織的定義:生物技術(shù)(biotechnology)是指“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)”。基因工程技術(shù)轉(zhuǎn)基因動、植物和基因剔除動植物第四節(jié)分子生物學(xué)與醫(yī)學(xué)未來分子生物學(xué)的發(fā)展和滲透從根本上改變了醫(yī)學(xué)(包括臨床和基礎(chǔ)醫(yī)學(xué))各個學(xué)科的格局,使醫(yī)學(xué)各學(xué)科進(jìn)入了一個更高的

7、水平一一分子水平。一、分子生物學(xué)在醫(yī)學(xué)和生物學(xué)中的應(yīng)用二、分子牛物學(xué)與基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)不僅是生命科學(xué)的前沿,無可非議,也是整個基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)的前沿。今后總的發(fā)展趨勢仍然是分子生物學(xué)向醫(yī)學(xué),特別是基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)廣泛交叉、滲透和影響。1.對人的生理功能和疾病機制的研究,已由整體水平、器官水平進(jìn)入到細(xì)胞和分子水平,對牛命的了解,由表面現(xiàn)象觀察進(jìn)入了木質(zhì)的探討。2.基礎(chǔ)咲學(xué)中不斷出現(xiàn)新的邊緣學(xué)科——分子學(xué)科,如分子生理學(xué)、分子藥理學(xué)、分子病理學(xué)、分子遺傳學(xué)、分子免疫學(xué)、分子病毒學(xué)、分子腫瘤學(xué)、分子神經(jīng)科學(xué)等等。3?傳統(tǒng)上按形態(tài)苗曠機能"來進(jìn)行基礎(chǔ)

8、醫(yī)學(xué)各個學(xué)科劃分的界限已日益模糊,出現(xiàn)了各學(xué)科在分子水平上進(jìn)行整合的趨勢。1.開始改變傳統(tǒng)生物學(xué)的研究方法和策略,形成了直接從基因水平入手,研究基因型和表型的相互關(guān)系,因此有人稱之為“反向生物學(xué)”或“反向遺傳學(xué)"研究途徑。三、分子生物學(xué)和病理學(xué)分子病理學(xué)四、分子

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