绪论分子生物学

药学分子生物学

PharmaceuticalMolecularBiology

主讲人：苏振宏

李端琢

湖北理工学院医学院

2/5/20231分子生物学的定义分子生物学的研究内容分子生物学的发展史分子生物学与医药学的关系现代生物技术的社会伦理问题绪论Introduction2/5/20232从整体水平到分子水平示意图分子水平细胞水平整体水平分子生物学的定义2/5/20233

分子生物学——从分子水平研究生命现象及其规律的一门新兴学科。

分子生物学是生命科学的核心前沿。在生命科学中发展最快并且与其他学科广泛交叉和渗透。2/5/20234一、引言创世说:上帝创造了亚当、夏娃，婚配产生了人类。进化论：达尔文的《物种起源》，确立了进化论的观点。物竞天择，适者生存。1、创世说与进化论2/5/202352、细胞学说（1847）德国Schleiden(19世纪）德国Schwann（19世纪）荷兰Leeuwenhoek（17世纪）列文虎克2/5/20236细胞学说的主要内容有：①细胞是有机体，一切动植物都是由单细胞发育而来，即生物是由细胞和细胞的产物所组成；②所有细胞在结构和组成上基本相似；③新细胞是由已存在的细胞分裂而来；④生物的疾病是因为其细胞机能失常。2/5/202373、经典的生物化学和遗传学经典生物化学●

19世纪中叶，蛋白质的发现●Buchner证明蛋白质是生活细胞中所有化学反应的执行者和催化剂●19世纪中叶到20世纪初，组成蛋白质的20种基本氨基酸被相继发现（1935年，苏氨酸）●著名生物化学家Fisher还论证了连接相邻氨基酸的“肽键”的形成。2/5/20238经典遗传学

孟德尔GregorMendel(1822-1884),奥地利科学家，经典遗传学的奠基人。2/5/202391857-1864的7年中，进行了豌豆的杂交研究，1865年发表了他的划时代的论文《植物杂交试验》在论文中提出了“遗传因子”的概念，并得出了遗传因子的分离律和组合律。2/5/202310在孟德尔遗传学的基础上，美国著名的遗传学家Morgan又提出了基因学说。连锁遗传规律2/5/2023114、DNA的发现1944年，美国著名微生物学家Avery证明DNA才是遗传信息的载体，NO蛋白质。肺炎双球菌转化实验（格里菲斯）2/5/202312克隆羊多莉-1997.2“多利”的产生与三只母羊有关。一只是怀孕三个月的芬兰多塞特母绵羊，两只是苏格兰黑面母绵羊。芬兰多塞特母绵羊提供了全套遗传信息，即提供了细胞核（称之为供体）；一只苏格兰黑面母绵羊提供无细胞核的卵细胞；另一只苏格兰黑面母绵羊提供羊胚胎的发育环境——子宫，是“多莉”羊的“生”母。英国科学家伊恩·维尔穆特博士

2/5/202313定向基因改造设想

设想一能否让细菌“吐出”蚕丝？设想二能否让微生物产生出人的胰岛素、干扰素等珍贵的药物？经过多年的努力，科学家于20世纪70年代创立了可以定向改造生物的新技术——基因工程。2/5/202314SCID的基因工程治疗重症联合免疫缺陷（SCID）患者缺乏正常的人体免疫功能，只要稍被细菌或者病毒感染，就会发病死亡。致病机理是细胞的一个常染色体上编码腺苷酸脱氨酶（简称ADA）的基因（ada）发生了突变。可以通过基因工程的方法治疗。SCID患者生存在无菌环境中2/5/202315转基因鱼生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼(中国)2/5/202316转基因牛乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)2002年12月2/5/202317超级动物导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠2/5/202318特殊动物导入人基因具特殊用途的猪和小鼠2/5/202319培育高蛋白含量的马铃薯和玉米能产生大豆蛋白的水稻耐储藏的西红柿将苏云金杆菌的毒蛋白基因转移到棉花体内育出抗虫棉基因工程菌等生产的药物

2/5/202320二、分子生物学的主要研究内容生物大分子（核酸、蛋白质）的结构、功能生物大分子之间的相互作用生物大分子与疾病发生、发展的关系2/5/2023211950年，Astbury在一次讲演中首先使用“分子生物学”这一术语,用以说明它是研究生物大分子的化学和物理学结构。现代分子生物学的建立2/5/202322分子生物学发展史：1869Miescher第一次分离了DNA；1941Astbury获得了第一张DNAX—衍射图谱；1944Avery细菌转化实验成功，证实了DNA是遗传物质的载体；1953WatsonCrick提出DNA双螺旋结构模型；1958Crick提出遗传信息传递的中心法则；1961Jacob和Monod提出操纵子学说——遗传调节机理；1962Arber证明限制性内切酶存在；1967Gellert发现DNA连接酶；1970发现反转录酶2/5/2023231972~1973创建了DNA克隆技术，DNA重组实验成功——开创了基因工程新纪元；1982Prusiner在仓鼠脑中发现了“朊病毒”（prion）；1985Mulis发明了聚合酶链式反应（PCR技术）；1990人类基因组计划（HGP）全面正式启动；1994日本科学家发表了水稻基因组遗传图，Wilson完成了线虫3号染色体连续2.2Mb的测定；——DNA序列测定时代到来1997Wilmut成功获得克隆羊—Dolly诞生；1998Renard克隆牛诞生（体细胞→个体）；2003年4月，历时13年的“国际人类基因组计划”正式完成目前，功能基因组和蛋白质组学研究2/5/202324DNA的X光衍射照片1952年5月拍摄罗沙琳德·弗兰克林（RosalindFranklin，1920－1958）英国

DNA双螺旋结构模型的建立2/5/202325诺贝尔医学与生理学奖1962年DNA双螺旋结构模型的建立2/5/202326DNA序列分析技术：双脱氧末端终止法:1977年，剑桥大学SangerF等发明。2/5/2023272/5/2023282/5/202329现代生物技术的社会伦理问题新物种的产生受到素食者的反对种族歧视的借口性别检测与克隆人2/5/202330安乐死本人意愿来选择死亡状态。•赞成：每个人都有主宰自己身体权利和选择死权利。•反对：安乐死是一种伦理道德的扭曲，是对人权的侵犯，任何人都不应该人为地结束他人的生命。•荷兰已经成为世界上第一个安乐死合法化国家。2/5/202331人体实验新的医疗技术或新医药产品，首先要进行动物实验，然后还必须临床实验。公众反对滥用健康人、病人、犯人等做人体实验。科学家认为，对人体实验的过分限制，无异于对人类获取生物医学知识设置阻碍。人体实验中的种种问题仍然不可避免的存在着。2/5/202332试管婴儿人类生育中的难题

——不孕不育为解决这个问题，试管婴儿技术出现了2/5/2023332/5/202334反对：•种族延续和遗传受到某些人的利用和操纵。•侵害了婚姻关系价值，威胁家庭和社会稳定。•用这种手段去满足某些人的生育的欲望是不道德的。2/5/202335试管婴儿不是在试管中培育出婴儿来。实质：体外受精—胚胎移植技术。2/5/202336人们对基因产品心存顾虑

人类使用转基因药物和食品是否会影响到身体的健康，这一点目前还没有确凿证据。受到宗教界的谴责基因垄断的后果将是所有基因的发现都只归利于几家捷足先登的大公司，这将不利于人类的生活改善。基因组是全人类的，基因组计划因当造福全人类2/5/202337基因操作会打乱生态系统的自然演化生物物种间的界限被打破了，这将打乱自然进化的历程，新的转基因生物如大量释放到大自然，它们可能会影响到生态系统中能量的流动和物质循环改变生态系统的结构，这对人类来说是祸还是福？2/5/202338克隆