分子生物学01绪论

1、会计学1分子生物学分子生物学01绪论绪论2 General Introduction History of Molecular Biology Contents of Molecular Biology Prospects of Molecular Biology第1页/共59页3 General Introduction History of Molecular Biology Contents of Molecular Biology Prospects of Molecular Biology第2页/共59页41. General IntroductionIf you get the g

2、ene, you will get the protein.If you want a protein, get its gene!第3页/共59页51. General Introduction第4页/共59页6n分子生物学分化于生物化学。分子生物学分化于生物化学。1. General Introduction第5页/共59页71. General Introduction第6页/共59页81. General Introduction第7页/共59页9 General Introduction History of Molecular Biology Contents of Molecul

3、ar Biology Prospects of Molecular Biology第8页/共59页10nMendeln结构结构2. History of Molecular Biology第9页/共59页112. History of Molecular Biology第10页/共59页122. History of Molecular Biology第11页/共59页J.D. Watson and F.H.C. Crick (1953)Discovery of DNA Structure第12页/共59页J.D. Watson and F.H.C. Crick (1953)A structu

4、re for deoxyribose nucleic acid.Nature 171:737“We wish to suggest a structure for the salt of deoxyribose nucleic acid (D.N.A.). This structure has novel features which are of considerable biological interest.” Discovery of DNA StructureOne of the most important biological discovery in the 20th cent

5、ury 第13页/共59页Discovery of DNA StructureRosalind E. Franklin19201958The structure of DNA was determined using X-ray diffraction techniques. Much of the original X-ray diffraction data was generated by Rosalind E. Franklin.第14页/共59页1962 J. Watson & F. Crick: DNA structure Max Perutz & John Kendrew: Pr

6、otein sequence1958 Frederick Sanger: Insulin sequence 1980 Frederick Sanger: DNA sequencing1984 Cesar Milstein & Georges Kohler: Monoclonal Ab Discovery of DNA Structure Laboratory of Molecular Biology，(LMB) (Cavendish Laboratory )1955- 12 scientists received Noble Prize第15页/共59页17的逆转录酶的逆转录酶共享诺贝尔生理医

7、学奖。共享诺贝尔生理医学奖。2. History of Molecular Biology第16页/共59页18。2. History of Molecular Biology第17页/共59页 1985 41y Invention of PCR 1993 49y Received the Noble Prize 2. History of Molecular Biology第18页/共59页PCR has greatly facilitated and revolutionized molecular diagnostics. Its most powerful feature - larg

8、e amount of copies of the target sequence generated by its exponential amplification, which allows the identification of a known mutation within a single day. 第19页/共59页PCR markedly decreased need for radioactivity, allowed molecular diagnostics to enter the clinical laboratory. PCR either is used fo

9、r the generation of DNA fragments to be analyzed, or is part of the detection methods 第20页/共59页22 General Introduction History of Molecular Biology Contents of Molecular Biology Prospects of Molecular Biology第21页/共59页233. Contents of Molecular Biology第22页/共59页243. Contents of Molecular Biology第23页/共

10、59页253. Contents of Molecular BiologyRecombinant DNA Technology第24页/共59页263. Contents of Molecular BiologyRecombinant DNA Technology第25页/共59页273. Contents of Molecular BiologyRegulation of gene expression第26页/共59页283. Contents of Molecular Biology第27页/共59页293. Contents of Molecular Biology第28页/共59页3

11、0 3. Contents of Molecular Biology 第29页/共59页313. Contents of Molecular Biology 第30页/共59页32研究生物基因研究生物基因组的组成组的组成,组内各基因的精确结构、组内各基因的精确结构、相互关系及表达调控的科学相互关系及表达调控的科学 。该。该学科提供基因组信息以及相关数学科提供基因组信息以及相关数据系统利用，试图解决生物，医据系统利用，试图解决生物，医学，和工业领域的重大问题学，和工业领域的重大问题 n主要方法主要方法包括：包括： 生物信息学，遗生物信息学，遗传分析传分析n基因表达测量和基因功能鉴定基基因表达测量

12、和基因功能鉴定基因组学出现于因组学出现于1980年代，年代，1990年代年代随着几个物种基因组计划的启动，随着几个物种基因组计划的启动，基因组学取得长足发展。基因组学取得长足发展。3. Contents of Molecular Biology 第31页/共59页33(19902006)第32页/共59页343. Contents of Molecular Biology 第33页/共59页353. Contents of Molecular BiologyProteomicsp人类基因组计划人类基因组计划( HGP) 全部基因全部基因测定的完成测定的完成, 标志着分子生物学已标志着分子生物学

13、已跨入后基因时代。跨入后基因时代。p由于基因组学不能阐明蛋白质表由于基因组学不能阐明蛋白质表达的水平与时间、翻译后修饰、蛋达的水平与时间、翻译后修饰、蛋白质与蛋白质相互作用等众多问题白质与蛋白质相互作用等众多问题, 人们于是提出了蛋白质组学概念人们于是提出了蛋白质组学概念, 并以此来探讨细胞的结构与功能以并以此来探讨细胞的结构与功能以及生命活动的本质和规律。及生命活动的本质和规律。第34页/共59页363. Contents of Molecular BiologyProteomicsp1995 年年Wasinger VC 等人提出了等人提出了蛋白质组学蛋白质组学(proteomics )的科

14、学概的科学概念念, 其主要任务是研究蛋白质的结构其主要任务是研究蛋白质的结构与功能。蛋白质是生命活动的最终与功能。蛋白质是生命活动的最终体现者。体现者。p蛋白质组学（蛋白质组学（ Proteomics ）是是从整体的角度出发来研究细胞内蛋从整体的角度出发来研究细胞内蛋白质的组成及其活动规律的一门科白质的组成及其活动规律的一门科学。学。第35页/共59页373. Contents of Molecular Biology蛋白质组学不同于传统蛋白质学科之蛋白质组学不同于传统蛋白质学科之处处:p研究的目的研究的目的是阐明生物体全部蛋白是阐明生物体全部蛋白质的表达模式与功能模式质的表达模式与功能模式p

15、研究的内容研究的内容十分广泛十分广泛,涵盖了某个机涵盖了某个机体或某个细胞全部的蛋白质的结构和体或某个细胞全部的蛋白质的结构和功能功能, 包括鉴定蛋白质的表达、存在包括鉴定蛋白质的表达、存在方式方式(化学修饰化学修饰)、结构与功能的相互、结构与功能的相互依赖关系依赖关系, 从某个生物体或某个细胞从某个生物体或某个细胞全部蛋白质全部蛋白质(现已知单个细胞可容纳现已知单个细胞可容纳2 万种蛋白质万种蛋白质)整体活动角度揭示与阐整体活动角度揭示与阐明生命活动的基本规律明生命活动的基本规律第36页/共59页383. Contents of Molecular BiologyProteomics蛋白质组

16、学可分为三种类型蛋白质组学可分为三种类型: p蛋白表达蛋白质组学蛋白表达蛋白质组学(protein expression proteomics )p结构蛋白质组学结构蛋白质组学(structural proteomics )p功能蛋白质组学功能蛋白质组学(functional proteomics )第37页/共59页393. Contents of Molecular BiologyProteomics p是定量研究蛋白质表达的技术是定量研究蛋白质表达的技术, 如如鉴定某种疾病的特异性标志蛋白鉴定某种疾病的特异性标志蛋白, 应应用它已从乙型肝炎病毒用它已从乙型肝炎病毒(HBV)感染者感染者血

17、清血清, 原发性口舌鳞状上皮癌细胞组原发性口舌鳞状上皮癌细胞组织中鉴定出生物标志蛋白。织中鉴定出生物标志蛋白。第38页/共59页403. Contents of Molecular BiologyProteomics其其主要任务是阐明蛋白质复合体或主要任务是阐明蛋白质复合体或一个细胞器内的蛋白质的结构一个细胞器内的蛋白质的结构, 例例如阐明存在于线粒体、叶绿体、细如阐明存在于线粒体、叶绿体、细胞核内的全部结构蛋白以及转录组胞核内的全部结构蛋白以及转录组中蛋白质中蛋白质蛋白质的相互作用。蛋白质的相互作用。第39页/共59页413. Contents of Molecular BiologyPro

18、teomics其主要任务是从分子水平分析亚细其主要任务是从分子水平分析亚细胞结构中蛋白质在功能上的组织构胞结构中蛋白质在功能上的组织构成及蛋白质表达谱成及蛋白质表达谱, 如研究线粒体如研究线粒体外膜、内膜、胞液、基质间隙的各外膜、内膜、胞液、基质间隙的各种蛋白质定位种蛋白质定位, 并进行其功能分析并进行其功能分析。第40页/共59页423. Contents of Molecular BiologyProteomics第41页/共59页43 General Introduction History of Molecular Biology Contents of Molecular Biolo

19、gy Prospects of Molecular Biology第42页/共59页44n到到2000年，全球范围内己有年，全球范围内己有200多多种植物被转化成功。种植物被转化成功。4. Prospects of Molecular Biology第43页/共59页454. Prospects of Molecular Biology第44页/共59页464. Prospects of Molecular Biology第45页/共59页474. Prospects of Molecular Biology第46页/共59页484. Prospects of Molecular Biolog

20、y第47页/共59页494. Prospects of Molecular Biology第48页/共59页504. Prospects of Molecular Biology第49页/共59页51n分子生物学揭示了生命本质的一致分子生物学揭示了生命本质的一致性，本世纪的生物学将是统一生物性，本世纪的生物学将是统一生物学学(general biology)，生物学所有，生物学所有学科将在分子水平上统一。学科将在分子水平上统一。n物理、化学家进入生物学领域，有物理、化学家进入生物学领域，有力地推动了生命科学，也极大地影力地推动了生命科学，也极大地影响了这两个学科的发展。响了这两个学科的发展。n

21、分子生物学进展最迅速、最具活力分子生物学进展最迅速、最具活力和生气、是新世纪的带头学科。和生气、是新世纪的带头学科。4. Prospects of Molecular Biology第50页/共59页1962 J. Watson & F. Crick: DNA structure Max Perutz & John Kendrew: Protein sequence1958 Frederick Sanger: Insulin sequence 1980 Frederick Sanger: DNA sequencing1984 Cesar Milstein & Georges Kohler: M

22、onoclonal Ab Discovery of DNA Structure Laboratory of Molecular Biology，(LMB) (Cavendish Laboratory )1955- 12 scientists received Noble Prize第51页/共59页53。2. History of Molecular Biology第52页/共59页PCR has greatly facilitated and revolutionized molecular diagnostics. Its most powerful feature - large amount of copies of the target sequence generated by its exponential amplification, which allows the identification of a known mutation within a single day. 第53页/共59页PCR has greatly facilitated and revolutionized molecular di