[生物]分子生物学研究概述

1、生物分子生物学研究概述分子生物学研究概述概念：分子生物学是从分子程度研究生命本质为目的的一门新兴边缘学科，它以核酸和蛋白质等生物大分子的构造及其在遗传信息和细胞信息传递中的作用为研究对象，是当前生命科学中开展最快并正在与其它学科广泛穿插与浸透的重要前沿领域。分子生物学的开展为人类认识生命现象带来了前所未有的时机，也为人类利用和改造生物创造了极为广阔的前景。所谓在分子程度上研究生命的本质主要是指对遗传、生殖、生长和发育等生命根本特征的分子机理的说明，从而为利用和改造生物奠定理论根底和提供新的手段。这里的分子程度指的是那些携带遗传信息的核酸和在遗传信息传递及细胞内、细胞间通讯过程中发挥着重要作用的

2、蛋白质等生物大分子。这些生物大分子均具有较大的分子量，由简单的小分子核苷酸或氨基酸排列组合以蕴藏各种信息，并且具有复杂的空间构造以形成准确的互相作用系统，由此构成生物的多样化和生物个体准确的生长发育和代谢调节控制系统。说明这些复杂的构造及构造与功能的关系是分子生物学的主要任务。开展历史：一、准备和酝酿阶段19世纪后期到20世纪50年代初，是现代分子生物学诞生的准备和酝酿阶段。在这一阶段产生了两点对生命本质的认识上的重大打破：确定了蛋白质是生命的主要根底物质19世纪末buhner兄弟证明酵母无细胞提取液能使糖发酵产生酒精，第一次提出酶enzye的名称，酶是生物催化剂。20世纪20-40年代提纯和

3、结晶了一些酶包括尿素酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、黄酶、细胞色素、肌动蛋白等，证明酶的本质是蛋白质。随后陆续发现生命的许多根本现象物质代谢、能量代谢、消化、呼吸、运动等都与酶和蛋白质相联络，可以用提纯的酶或蛋白质在体外实验中重复出来。在此期间对蛋白质构造的认识也有较大的进步。1902年eilfisher证明蛋白质构造是多肽；40年代末，sanger创立二硝基氟苯dnfb法、edan开展异硫氰酸苯酯法分析肽链n端氨基酸；1953年sanger和thpsn完成了第一个多肽分子-胰岛素a链和b链的氨基全序列分析。由于结晶x-线衍射分析技术的开展，1950年pauling和rey提出了-角蛋白的-螺旋构造模

4、型。所以在这阶段对蛋白质一级构造和空间构造都有了认识。确定了生物遗传的物质根底是dna虽然1868年f.iesher就发现了核素nulein，但是在此后的半个多世纪中并未引起重视。20世纪20-30年代已确认自然界有dna和rna两类核酸，并说明了核苷酸的组成。由于当时对核苷酸和硷基的定量分析不够准确，得出dna中a、g、t含量是大致相等的结果，因此曾长期认为dna构造只是“四核苷酸单位的重复，不具有多样性，不能携带更多的信息，当时对携带遗传信息的侯选分子更多的是考虑蛋白质。40年代以后实验的事实使人们对酸的功能和构造两方面的认识都有了长足的进步。1944年.t.avery等证明了肺炎球菌转化

5、因子是dna；1952年a.d.hershey和.ha-se用dna35s和32p分别标记t2噬菌体的蛋白质和核酸，感染大肠杆菌的实验进一步证明了是遗传物质。在对dna构造的研究上，1949-52年s.furbery等的x-线衍射分析说明了核苷酸并非平面的空间构像，提出了dna是螺旋构造；1948-1953年hargaff等用新的层析和电泳技术分析组成dna的硷基和核苷酸量，积累了大量的数据，提出了dna硷基组成a=t、g=的hargaff规那么，为硷基配对的dna构造认识打下了基矗二、现代分子生物学的建立和开展阶段这一阶段是从50年代初到70年代初，以1953年atsn和rik提出的dna双

6、螺旋构造模型作为现代分子生物学诞生的里程碑创始了分子遗传学根本理论建立和开展的黄金时代。dna双螺旋发现的最深化意义在于：确立了核酸作为信息分子的构造根底;提出了硷基配对是核酸复制、遗传信息传递的根本方式；从而最后确定了核酸是遗传的物质根底，为认识核酸与蛋白质的关系及其在生命中的作用打下了最重要的基矗在此期间的主要进展包括：遗传信息传递中心法那么的建立在发现dna双螺旋构造同时，atsn和rik就提出dna复制的可能模型。其后在1956年a.krnbery首先发现dna聚合酶；1958年eselsn及stahl用同位素标记和超速离心别离实验为dna半保存模型提出了证明；1968年kazaki冈

7、畸提出dna不连续复制模型；1972年证实了dna复制开始需要rna作为引物；70年代初获得dna拓扑异构酶，并对真核dna聚合酶特性做了分析研究；这些都逐渐完善了对dna复制机理的认识。在发现dna双螺旋构造同时，atsn和rik就提出dna复制的可能模型。其后在1956年a.krnbery首先发现dna聚合酶；1958年eselsn及stahl用同位素标记和超速离心别离实验为dna半保存模型提出了证明；1968年kazaki冈畸提出dna不连续复制模型；1972年证实了dna复制开始需要rna作为引物；70年代初获得dna拓扑异构酶，并对真核dna聚合酶特性做了分析研究；这些都逐渐完善了对

8、dna复制机理的认识。在研究dna复制将遗传信息传给子代的同时，提出了rna在遗传信息传到蛋白质过程中起着中介作用的假说。1958年eiss及huritz等发现依赖于dna的rna聚合酶；1961年hall和spiege-lan用rna-dna杂交证明rna与dna序列互补；逐步说明了rna转录合成的机理。在此同时认识到蛋白质是承受rna的遗传信息而合成的。50年代初zaenik等在形态学和别离的亚细胞组分实验中已发现微粒体irse是细胞内蛋白质合成的部位；1957年hagland、zaenik及stephensn等别离出trna并对它们在合成蛋白质中转运氨基酸的功能提出了假设；1961年br

9、enner及grss等观察了在蛋白质合成过程中rna与核糖体的结合；1965年hlley首次测出了酵母丙氨酸trna的一级构造；特别是在60年代nirenberg、ha以及khrana等几组科学家的共同努力破译了rna上编码合成蛋白质的遗传密码，随后研究说明这套遗传密码在生物界具有通用性，从而认识了蛋白质翻译合成的根本过程。上述重要发现共同建立了以中心法那么为根底的分子遗传学根本理论体系。1970年tein和baltire又同时从鸡肉瘤病毒颗粒中发现以rna为模板合成dna的反转录酶，又进一步补充和完善了遗传信息传递的中心法那么。对蛋白质构造与功能的进一步认识1956-58年anfinsen和hite根据对酶蛋白的变性和复性实验，提出蛋白质的三维空间构造是由其氨基酸序列来确定的。1958年ingra证明正常的血红蛋白与镰刀状细胞溶血症病人的血红蛋白之间，