分子生物学1绪论课件

1、分子生物学贡成良基础医学与生物科学学院Tel:65880183E-mail:Add:702-23272022/10/7苏州大学21.绪论课时：36学时主要参考书：Turner PC等，Molecular Biology(3nd edition)科学出版社， 2010年朱玉贤，现代分子生物学（第3版），高等教育出版社，2007年Sambrook J.等，Molecular Cloning; A Laboratiry Manual(3nd edition)，Cold Spring Harbor Laboratory Press， 1989年2022/10/7苏州大学31.1引言1.1.1创世说与进

2、化论生物学的三个基本问题：生命是怎样起源的？为什么“有其父必有其子”？动植物个体是怎样从一个受精卵发育而来的？2)创世说：上帝创造一切3)进化论(达尔文学说)：1859年，Charless Darwin，物种起源“物竞天择，适者生存”。2022/10/7苏州大学41.1引言1.1.2细胞学说Leeuwen hoek:17世纪末，制造第1架光学显微镜，并观察微小生物Schleiden和Schwann：19世纪中叶，创立 细胞学说：所有组织的最基本单元是形状非常相似又高度分化的细胞。2022/10/7苏州大学51.1引言1.1.3经典的生物化学与遗传学1)生物化学：分离纯化鉴定细胞内含物质鉴定20

3、种氨基酸、相邻氨基酸之间的“肽键”2)遗传学：动植物的遗传变异规律孟德尔(Gregor Mendel):豌豆的杂交、自交实验，遗传因子独立分离。摩尔根(Morgan):果蝇杂交试验，连锁遗传，基因概念提出。2022/10/7苏州大学71.1引言2) 1928年，Griffith 肺炎双球菌的转化2022/10/7苏州大学81.1引言3)1944年，Avery在离体条件下完成转化。2022/10/7苏州大学101.1引言5)1950年，Chargoff 指出DNA中四种碱基的比例关系为A/T=G/C=1；2022/10/7苏州大学111.1引言6) 1951年，Pauling提出了蛋白质的-螺旋

4、结构。2022/10/7苏州大学121.1引言7) 1952年， Wilkins和Franklin用高度定向的DNA纤维作出高质量的X-光衍射照片。2022/10/7苏州大学141.2分子生物学简史1)分子生物学定义：是研究核酸、蛋白质等生物大分子的形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的科学，是人类从分子水平上真正揭示生物世界的奥秘，由被动地适应自然界向主动地改造和重组自然界的基础科学。2022/10/7苏州大学151.2分子生物学简史1951McClintock, B. 首先发现了玉米中的“ 跳跃基因”。 Pauling,L. 和Corey,R.B. 提出蛋白质结构的 -螺旋模型。 S

5、anger, F. 和Tuppy, H. 用纸层析首次分析了 胰岛素的氨基酸的顺序。1952Hershey,A.D.和Chase, M. 用标记噬菌体感 染实验再次证实遗传物质DNA， 而不是蛋白质。 Zinder, N.D.和Lederberg, J.发现了广泛性转 导现象。2022/10/7苏州大学171.2分子生物学简史1955 Green, D.W., Ingram,V. 和Perutz,M.F. 用X 光衍射晶体分析研究了血红蛋白的结构。 Benzer, S. 建立了染色体的精细作图方法和 互补测验。提出了“顺反子”概念。 Ochoa, S. 等首次发现了多核苷酸磷酸化酶 并体外合成

6、多聚核苷酸。 Crick,F.H.C. 提出变性模板与转接器假说， 预见了tRNA的存在。1956 Volkin, E. 和Astrachan, L. 首次发现噬菌体 T2的mRNA。2022/10/7苏州大学181.2分子生物学简史1956 Gierer, A. 和Schramm, G. 发现烟草花叶病 毒里的遗传物质是RNA。1957 Brenner,S. 根据已知氨基酸的顺序确定三联 密码是不重叠的。 Kendrew, J.C.等用X光衍射建立了肌红蛋白 分子的三维结构模型。 Ingram, V. 确定了镰刀型贫血是由于单个碱 基 突变所致。 Franenkel-Conrat,H. 及W

7、illiams,R.C.构建烟草 镶嵌病毒，证实其遗传物质是RNA，而不是 蛋白。2022/10/7苏州大学191.2分子生物学简史1960 Doty, P.,Marmur, J. 和Eigner, J. 三个小组的 研究同时发现 DNA的变性与复性。 Kendrew,J.C. 等用X光衍射研究了血红蛋白的结构。 Perutz,M.F. 等用X光衍射研究了肌红蛋的结构。 Weiss, S. 和Hurwitz 两组同时发现RNA聚合 酶。1961 Jacob, F.和Monod, J.提出了操纵子模型。 Brewner, S.，Jacob, F. 和Meselson, M. 发现 细菌的mRNA

8、。2022/10/7苏州大学201.2分子生物学简史 Hall, B.D. 和Spiegelman, S. 证实了T2-DNA和T2- mRNA的互补性。 Crick, F.H.C.，Barrett, L.，Brenner, S. 等证实了遗传密码为三联密码。 Nirenberg, M.W. 和Matthei, J.H. 建立了无细胞系统。1962 Arber, W.，Dussoix, D. 发现了DNA的限制与修饰。 Benzer实验室的Chapeville, F.等发现tRNA所携带的氨基酸的特异性和 tRNA与mRNA结合的特异性无关。2022/10/7苏州大学211.2分子生物学简史1

9、962 Gierer, A.; Warrur, J.R. 及Stachelin三个课 题组分别发现多核糖体。1963 Monod, J.，Changeus, J-P和Jaconb, F提出 蛋白变构理论。1964 Nirenberg等通过三联体结合实验破译全部 有义密码子。 Holliday,R. 提出了DNA重组模型。1965 Holley, R.W. 等发表酵母丙氨酸tRNA的完 整序列。 Khorana,H.G.通过合成重复共聚物破译 全部有义密码子。2022/10/7苏州大学221.2分子生物学简史1966 Crick, F.H.C. 提出反密码子的摆动学说。 Weiss, B.和Ri

10、chardson, C.C. 分离出连接酶1967 Phillips, D.C等对溶菌酶进行晶体学研究，辨率达到 2A。 1968 Donahue, R.P.等首次用细胞学方法将 Duffy血型基因定位于第一号染色体上。 1969 Gall, J.G.和Pardue 发展了原位杂交技术1970 Temin, H.M.，Mizutani, S.和Baltimore, D. 同时发现了RNA反转录酶 Smith, H.O.和Welcox, K.W. 发现了限制酶I。2022/10/7苏州大学241.2分子生物学简史1973 Cohor, S.R, Chang, A,C.Y, Boyer, H.W和

11、 Holling, R.B首次在体外构建具有功能的细 菌质粒。1974 Berg, P等一批著名的科学家提出暂缓进行体外重组的倡议。 1975 Temin 发现反转录酶1976 Hozumi, N和Tonegawa, S证实了免疫球蛋 白形成的体细胞重组学说。 Stehelin, D，Varmus, H.E. , Bishop, J.M.和 Vogt, P.K发现鸟类肉瘤病毒中含有癌基因。2022/10/7苏州大学251.2分子生物学简史1977 Sanger, Gilbert 建立测序方法Sharp和Roberts 发现内含子。 1978 Chang,A.C.Y.,Nunberg,T.H.

12、, Kanfaman,R.F.首次将真核基因（dhfr）在细菌中进 行表达。 1979 Wang,A.H-J和 Rich,A. 提出Z-DNA模型1980 Botstein,D., White,R.L., Skolnick,M. 和 Davis,R.W. 用限制性片段长度的多态性 构建人类遗传学连锁图。2022/10/7苏州大学271.2分子生物学简史1983 Sulston,J.E.,Shierenberg,E., White,J.G和 Thomson,J.N.建立了线虫胚细胞谱系。 Herrera-Estrells, L.等应用Ti质粒将 TK基因转入植物。 1984 Smith M. 建

13、立定点突变技术 1985 Mullis K.建立PCR技术 1986 Benne, R等发现RNA编辑的现象 Symons, R.H对植物类病毒拟病毒提出了锤头结构模型。 1987 Burke D.T 构建 YAC。2022/10/7苏州大学281.2分子生物学简史1987 Hoffman et al 鉴定了杜兴氏肌肉萎缩症突变基因的产物。 Hoopoer, M., Hardy, K等用胚的干细胞（ES）进行制备转基因鼠取得成功。 Greider, C和Blackburn, E.H分离了端粒酶。1988 Whyte, P. , Buckkovich, K.J , Horowitz, J.M等研

14、究了Rb抗癌基因的功能。 1990 Blackburn, E.H.等建立了端粒的复制模型。 Sinclair, A.H等克隆并证实人类和哺乳动物性别决定的主要基因SRY/sry 4月 美国宣布人类基因组测序工作的5年计划2022/10/7苏州大学291.2分子生物学简史1991 Blum, B, Sturm, N.R., Simpson, A.M和Simpson, L提出了RNA编辑的转酯反应模型。1992 Momand, J, Seto, E.和Donehower, L.A三个实验室揭示了p53的抗癌作用机制。1994 Perler, T.B，Davis, E.O等发现内蛋白子。 Debys

15、er, Z等提出细菌的复制体模型。1995 Zimmerly, S等 II类内含子的结构及剪接。1996 DNA芯片进入商业化2022/10/7苏州大学301.2分子生物学简史1996 Dietrich, W.F等绘制了小鼠基因组的完整遗传图谱。 Dib, C等在5.264个微卫星的基础上绘制了人类的完整遗传图谱。1996 10月完成了酵母基因组的测序。1997 Wilmut 克隆羊诞生1998 Sanger F. 等完成了线虫的基因组测序。 1999 国际人类基因组计划联合研究小组完整地破译出人类第22号染色体的遗传密码。2022/10/7苏州大学311.2分子生物学简史2000 ,6.26

16、 中、美、日、德、法、英6国宣布人类基因组草图发表。 2000 ,10月 科学家宣布将于2001年3月完 成河豚鱼的基因组测序。 2000,12月14日英美等国科学家宣布绘出拟南芥基因组的完整图谱2001,1,12 中、美、日、德、法、英等国科学家(Nature,15日)和美国塞莱拉公司(Science,16日) 各自公布人类基因组图谱和初步分析结果。约3万基因。2022/10/7苏州大学32 生物学领域诺贝尔奖名录 姓名国籍 获奖时间 功绩Morgan T.H. 美 1933 1910年发现连锁定律,奠定了 遗传的染色体学说Muller H.J. 美 1946 1927年用X射线诱导果蝇突B

17、eadlr G.W. 美 1958 1941年建立“ 基因酶”学说Tatum E.L. 美 1958 同上Lderberg J.L. 美 1958 1946年建立细菌杂交的方法并 发现转导Ochoa S. 美 1959 1955年发现多聚核苷磷酸化酶Kornberg A. 美 1959 1956年发现DNA聚合酶2022/10/7苏州大学33Watson J.D. 美 1962 1953年建立DNA的双螺旋模Crick F.H.C. 英 1962 Wilkins M. 英 1962 1953年制备DNA晶体的X衍射Jacob M. F. 法 1965 1961年提出乳糖操纵子模型Monod J

18、. 法 1965 Lwoff A. 法 1965 1950年揭示了溶原现象的本Rous F.P. 美 1966 1910年发现鸟类中的致瘤病Holley R.W. 美 1968 1965年确定苯丙安酸tRNA的顺 序、结构和反密码子。2022/10/7苏州大学34Nirenberg M.W. 美 1968 1964年破译遗传密Khorana H.G. 美 1968 1965年破译遗传密码Hershey A.D 美 1969 1952年用噬菌体实 验证实DNA是遗传物质Delbruck M.D. 美 1969 1953年证实噬菌体的遗传Luria S 美 1969 1945年论证噬菌体发生的突变

19、Dulbecco R.D. 美 1975 1952年发现肿瘤病Temin H. 美 1975 1970发现RNA病毒的反转录酶Baltimore D. 美 1975 1970发现RNA病毒的反转录酶2022/10/7苏州大学35Arber W. 瑞士 1978 1962年提出限制与修饰，并发现 类限制性酶Smith H. O. 美 1978 1968年发现II类限制性酶并阐明其性质Nathans D. 美 1978 1971年制作酶切图谱Gilbert W. 美 1980 1977年建立化学法测序Sanger F. 英 1980 1977年建立“ 加”“ 减”法测Berg P. 美 1980

20、1972建立体外重组技术Benacerraf B. 美 1980 1963，1972年发现细胞表面调节免疫反应的遗传决定结构Dausset J. 法 1980 1954年发现细胞表面调节免疫反应的遗传决定结构2022/10/7苏州大学36Snell G.D 美 1980 1953年发现组织协同抗原Klug A. 英 1982 1976年 对核小体结构的研究Mclintock B. 美 1983 1950年发现转座和转座因子Kohler G. 英 1984 1975年建立单克隆抗体制备技术Milstein C. 英 1984 1975年建立单克隆抗体制备技术Tonegawa S. 日 1987

21、1976年证明了免疫球蛋白的体胞重组组Varmus H.E. 美 1989 1981年发现鸟类肉瘤病毒中有致癌基因Bishop J.M. 美 1989 1981年发现鸟类肉瘤病毒中有致癌基因 2022/10/7苏州大学37Cech T.R. 美1989 1981年发现RNA的自体拼接Altman S. 美 1989 1971年分离了Rnase P并阐 明了tRNA前体5端的加工Mullis K.B 美1993 1985年建立PCR技术Smith M. 美1993 1984年建立定点突变技Sharp P.A. 加 1993 1977年发现断裂基因Roberts R.J. 美 1993 1977年

22、发现断裂基因Gilman A.G 美1994 1977年发现细胞信息传递 中的G蛋白Rodbell M. 美1994 1970年发现细胞信息传递 中的G蛋白 2022/10/7苏州大学38Nsslein-Volhard C 德 1995 80，87，88，89，93年研究并分离了控制果蝇早期发育的相关基因 Lewis E.B.A . 美 1995 1978年发现了控制果蝇分节的基因家族Hox基因。 Wieschaus.E. F. 美 1995 1978年发现了果蝇双胸复合体基因簇 Prusiner S.B. 美 1997 1977年发现朊病毒(prion)致病的原因是由于朊蛋白错折叠所致Boy

23、er P.D. 美 1997 三磷酸腺苷的形成过程Wolker J.E. 英 1997 Skou J.C. 丹 1997 1957年发现维持细胞中钠离和钾离子浓度平衡的酶 2022/10/7苏州大学39Blobel G. 美 1999 1975建立了信号假说Hartwell L.H 美 2001 1973年发现了一控制细胞 周期的特定基因 Nurse P. 英 2001 确认、克隆了控制细胞 周期基因及分子生物学 方法。 Hunt T. 美 2001 发现了控制(cyclin- dependent kinases)CDK 功能的cyclins和蛋白质2022/10/7苏州大学40Sydney

24、Brenner 英国 2002 他选择线虫作为新颖的实验生物模型 H.Robert Horvit美国 发现了线虫中控制细 胞死亡的关键基因并描绘出了这些基因的特征 John E. Sulston 英国 找到了可以对细胞每一个分裂和分化过程进行跟踪的细胞图谱。 化学奖约翰.B.芬 美国 2002 发展了生物宏观形态的鉴别和结构分析方法 KoichiTanaka 日本 “库尔特.伍斯里奇 瑞士 2002他在测定生物大分 子在溶液的三维结 构中，引入了核磁 共振光谱学。2022/10/7苏州大学411.3分子生物学研究内容分子生物学的3个基本原理：构成生物体各类有机大分子的单体在不同的生物中都是相同的生物体一切有机大分子的建成都遵循共同的规则某一特定生物体所拥有的核酸及蛋白质分子决定了它的属性2022/10/7苏州大学421.3分子生物学研究内容分子生物学研究的4个主要方面：DNA重组技术基因的表达调控生物大分子的结构与功能(结构生物学)基因组、功能基因组与生物信息学2022/10/7苏州大学431.3分子生物学研究内容1.3.1 DNA重组技术(基因工程)1)定义：将不同DNA片段按照人们的设计定向连接起来，在