分子生物学牛人笔记

现代分子生物学笔记（朱玉贤版）://yzubbs/?forum-49-4.html摘自：://lg30第一讲序论二、现代分子生物学中的主要里程碑分子生物学是研究核酸、蛋白质等所有生物大分子的形态、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开生物世界的奥秘，由被动地适应自然界转向主动地改造和重组自然界的基础学科。当人们意识到同一生物不同世代之间的连续性是由生物体自身所携带的遗传物质所决定的，科学家为揭示这些遗传密码所进行的努力就成为人类征服自然的一部分，而以生物大分子为研究对像的分子生物学就迅速成为现代社会中最具活力的科学。从1847年Schleiden和Schwann提出"细胞学说"，证明动、植物都是由细胞组成的到今天，虽然不过短短一百多年时间，我们对生物大分子--细胞的化学组成却有了深刻的认识。孟德尔的遗传学规律最先使人们对性状遗传产生了理性认识，而Morgan的基因学说则进一步将"性状"与"基因"相耦联，成为分子遗传学的奠基石。Watson和Crick所提出的脱氧核糖酸双螺旋模型，为充分揭示遗传信息的传递规律铺平了道路。在蛋白质化学方面，继Sumner在1936年证实酶是蛋白质之后，Sanger利用纸电泳及层析技术于1953年首次阐明胰岛素的一级结构，开创了蛋白质序列分析的先河。而Kendrew和Perutz利用X射线衍射技术解析了肌红蛋白（myoglobin）及血红蛋白（hemoglobin）的三维结构，论证了这些蛋白质在输送分子氧过程中的特殊作用，成为研究生物大分子空间立体构型的先驱。1910年，德国科学家Kossel第一个分离了腺嘌呤，胸腺嘧啶和组氨酸。1959年，美国科学家Uchoa第一次合成了核糖核酸，实现了将基因内的遗传信息通过RNA翻译成蛋白质的过程。同年，Kornberg实现了试管内细菌细胞中DNA的复制。1962年，Watson（美）和Crick（英）因为在1953年提出DNA的反向平行双螺旋模型而与Wilkins共获Noble生理医学奖，后者通过X射线衍射证实了Watson-Crick模型。1965年，法国科学家Jacob和Monod提出并证实了操纵子（operon）作为调节细菌细胞代谢的分子机制。此外，他们还首次推测存在一种与DNA序列相互补、能将它所编码的遗传信息带到蛋白质合成场所（细胞质）并翻译产生蛋白质的mRNA（信使核糖核酸）。1972年，PaulBerg（美）第一次进行了DNA重组。1977年，Sanger和Gilbert（英）第一次进行了DNA序列分析。1988年，McClintock由于在50年代提出并发现了可移动遗传因子（jumpinggene或称mobileelement）而获得Nobel奖。1993年，美国科学家Roberts和Sharp因发现断裂基因（introns）而获得Nobel奖。Mullis由于发明PCR仪而与加拿大学者Smith（第一个设计基因定点突变）共享Nobel化学奖。此外，Griffith（1928）及Avery（1944）等人关于致病力强的光滑型（S型）肺炎链球菌DNA导致致病力弱的粗糙型（R型）细菌发生遗传转化的实验；Hershey和Chase（1952）关于DNA是遗传物质的实验；Crick于1954年所提出的遗传信息传递规律（即中心法则）:Meselson和Stahl（1958）关于DNA半保留复制的实验以及Yanofsky和Brener（1961）年关于遗传密码三联子的设想都为分子生物学的发展做出了重大贡献。我国生物科学家吴宪20世纪20年代初回国后在协和医科大学生化系与汪猷、张昌颖等人一道完成了蛋白质变性理论、血液生化检测和免疫化学等一系列有重大影响的研究，成为我国生物化学界的先驱。20世纪60年代、70年代和80年代，我国科学家相继实现了人工全合成有生物学活性的结晶牛胰岛素，解出了三方二锌猪胰岛素的晶体结构，采用有机合成与酶促相结合的方法完成了酵母丙氨酸转移核糖核酸的人工全合成，在酶学研究、蛋白质结构及生物膜结构与功能等方面都有世所瞩目的建树。三、分子生物学的主要研究内容所有生物体中的有机大分子都是以碳原子为核心，并以共价键的形式与氢、氧、氮及磷以不同方式构成的。不仅如此，一切生物体中的各类有机大分子都是由完全相同的单体，如蛋白质分子中的20种氨基酸、DNA及RNA中的8种碱基所组合而成的，由此产生了分子生物学的3条基本原理：1．构成生物体有机大分子的单体在不同生物中都是相同的；里2．搭生得物体茧内一拢切有侮机大福分子挨的建射成都赏遵循法着各续自特派定的墨规则内；跑3．干某旷一特塌定生名物体霞所拥闷有的键核酸拿及蛋豪白质颜分子贩决定纱了它蜓的属叛性。沙狡分子若生物鹅学研安究内柴容:破携DN彩A重盛组技誉术-范--堤--倒-基话因工界程酒基因范表达汁调控希--稻--极--库-核凭酸生诉物学哭舞生物倾大分痕子结她构功宋能-千--成-结衡构分询子生庙物学坚绘DN赌A重夕组技冬术（林又称颤基因蚊工程钥）：涨这是俊20掠世纪厅70蔽年代偏初兴扩起的乔技术肾科学活，目断的是踪将不踢同D付NA喜片段秀（如绿某个别基因易或基学因的京一部乱分）挣按照栽人们贿的设搅计定偶向连虹接起害来，礼在特泥定的馋受体建细胞萌中与组载体锻同时渡复制躲并得干到表逆达，炭产生玉影响之受体粉细胞洋的新降的遗络传性冷状。辛严格恳地说寿，D混NA循重组元技术刘并不禾完全姐等于音基因蔑工程暮，因听为后铃者还均包括垂其他衣可能亩使生贪物细度胞基秆因组乌结构僚得到慰改造躁的体刘系。挂DN捆A重厕组技暖术是代核酸帝化学著、蛋潮白质叹化学蜂、酶星工程唇及微汇生物链学、戒遗传喝学、赞细胞绸学长墓期深籍入研晚究的蜡结晶席，而典限制疤性内途切酶增DN呜A连员接酶牧及其屋他工掩具酶柜的发锹现与阔应用朋则是微这一沫技术灶得以揉建立摘的关踢键。洒极DN台A重帆组技怎术有并着广暮阔的晒应用税前景忙:D俘NA伐重组裁技术城可用茄于定淋向改景造某盒些生驼物基东因组著结构煤，使坚它们艘所具亮备的商特殊拐经济柿价值茫或功娱能得网以成闷百轿上千联倍的继地提梦高。拼DN层A重子组技任术还穿被用纵来进拌行基班础研筛究。兴如果茅说，要分子曾生物锈学研秀究的维核心件是遗兵传信央息的连传递鼻和控统制，甚那么胆根据奔中心柏法则璃，我夹们要窑研究武的就转是从写DN溪A到向RN费A，为再到钞蛋白殊质的茄全过搅程，死也即兆基因逆的表颜达与旷调控读。在榨这里罗，无等论是辟对启党动子翠的研锯究（莫包括幕调控嚷元件旺或称盾顺式谎作用跪元件兄），砌还是廊对转雨录因竹子的恭克隆扬及分惜析，伞都离古不开冤重组隐DN好A技糊术的街应用厦。思基因市表达压调控撑研究童：漆因为育蛋白青质分沙子参庆与并众控制火了细连胞的白一切抹代谢干活动阿，而叔决定才蛋白痛质结皇构和偿合成瓶时序斥的信芬息都陈由核拥酸（睡主要怖是脱兼氧核防糖核栋酸）挥分子衡编码乳，表槐现为浙特定钩的核色苷酸尾序列稿，所肥以基贡因表边达实勇质上怖就是金遗传板信息山的转嫂录和垂翻译呀。在达个体冠生长塌发育想过程德中生椅物遗奏传信下息的否表达咏按一匙定的鬼时序牢发生脚变化轻（时倦序调姓节）垃，并缓随着恳内外柴环境迈的变使化而果不断恶加以特修正跳（环宰境调驱控）绘。纪原核谊生物埋的基驴因组恶和染叛色体逝结构址都比岭真核叼生物晌简单音，转蹄录和券翻译你在同私一时锹间和俊空间谨内发晕生，脂基因案表达构的调昂控主五要发饱生在虚转录成水平池。真怒核生哗物有绳细胞才核结离构，余转录姑和翻殖译过蛇程在悬时间雷和空仰间上业都被妄分隔珠开，桐且在陆转录拥和翻馆译后舱都有连复杂冠的信黎息加序工过畏程，贫其基盼因表犯达的呢调控井可以沃发生京在各族种不牢同的祖水平递上。米基因猾表达词调控百主要鼠表现贷在信战号传砍导研州究、业转录义因子夸研究奏及R偷NA分剪辑捧3个乐方面跨。银转录程因子壮是一绞群能颠与基许因府5任’哗端上扇游特赖定序似列专浇一结棵合，羽从而僻保证给目的挪基因庭以特芬定的报强度亩在特膀定的匹时间钞与空文间表辫达的思蛋白庭质分眨子。混医真核费基因评在结颈构上凳的不剂连续营性是彼近1接0年歼来生侨物学鄙上的带重大窃发现捐之一窑。当柱基因隔转录边成p铲re堵-m妈RN避A后晋，除妈了在棵5诊’熄端加球帽及算3迹’瑞端加扫多聚轨A[察po太ly死A]黑之外纠，还仿要将渔隔开米各个细相邻称编码退区的弄内含垄子剪恼去，棉使外励显子俯（编香码区鱼）相坡连后嫂成为亦成熟挨mR织NA艳。研予究发绕现，项有许艳多基丝因不搏是将赚它们目的内遇含子田全部昂剪去翼，而旦是在画不同律的细什胞或总不同爬的发络育阶义段有堪选择屡地剪摊接其货中部里分内反含子供，因斯此生级成不精同的专mR肺NA朴及蛋辞白质查分子课。惠罢结构何分子药生物检学：玉生物槽大分王子的割结构句功能撇研究怪（又陷称结斩构分宵子生照物学枯）铃一个泪生物碗大分像子，局无论欲是核迅酸、琴蛋白睡质或逝多糖狭，在薯发挥僻生物终学功沙能时挠，必富须具滥备两助个前即提:来首先库，它畏拥有吼特定掘的空郊间结故构（贪三维态结构肝）；月其次切，在律它发苏挥生脏物学糊功能万的过骆程中呈必定嫂存在垒着结梦构和器构象恰的变观化。累分结构昼分子询生物堪学就敌是研企究生册物大饥分子座特定刚的空度间结蹦构及猜结构舍的运潮动变海化与访其生腰物学预功能挺关系叮的科顾学。但它包卖括结申构的留测定达、结铃构运财动变角化规坑律的稿探索篇及结框构与尘功能蒙相互妖关系津的建娇立3雄个主无要研湾究方剧向。木最常蹲见的蚕研究坑三维淋结构牧及其假运动渣规律系的手暗段是轨X射卖线衍守射的沸晶体彩学（陆又称舟蛋白镇质晶寺体学精），纯其次冲是用狠二维绒核磁横共振扫和多板维核侨磁研厅究液行相结眉构，真也有屈人用椒电镜剥三维去重组贪、电遗子衍乐射、够中子守衍射恶和各废种频哄谱学施方法洞研究余生物阳高分域子的耗空间假结构枣。亮--垄--绒--肤--感--逃--至--握--违--灯--留--游--绵--坐--拍--误--累--蜻--责--井--毅--独--网--高--节--括--劈--搏--续--腿--涉--奔--诸--召--莲--密--旧--堪--酒--贱--逗--钱--婶--战--骄--斗--摔--色--颈汪第二悄讲趋染色建体与撑DN订A吵一、现D锹NA戴的组竖成与纪结构障意Av隐er拥y在络19队44叶年的油研究悬报告忠中写蓄道：孩"当刻溶液拖中酒坟精的箭体积灭达到塌9/并10影时，弄有纤确维状触物质仓析出国。如挠稍加芝搅拌划，它肆就会假象棉监线在土线轴篮上一丑样绕吩在硬刃棒上岔，溶上液中哲的其言它成香份则脸呈颗我粒状勉沉淀絮。溶层解纤触维状断物质寻并重灵复数默次，迟可提患高其丝纯度眯。这约一物摔质具历有很择强的灰生物柜学活捆性，匠初步黎实验雾证实略，它魂很可究能就书是D怜NA伶（谁丹能想舌到！廉）"龙。对摧DN翻A分销子的北物理教化学壶研究砌导致铜了现瞧代生排物学轻翻天崭覆地阔的革肯命，纺这更终是A剃ve认ry猜所没伞有想盏到。疲毛所谓市DN哀A的勇一级散结构便，就叮是指傅4种唯核苷坊酸的狼连接悲及其司排列振顺序笔，表盘示了稻该D皱NA俯分子狮的化璃学构埋成。语核苷瓣酸序土列对否DN砍A高泰级结符构的繁形成五有很册大影茶响，忽如B窜-D颜NA突中多鼠聚（歼G-兽C）允区易铃出现撤左手距螺旋后DN弯A（御Z-岂DN胃A）筒，而绕反向渣重复躁的D沉NA止片段嗓易出去现发队卡式拾结构已等。否DN尘A不承仅具悄有严膊格的景化学忍组成馒，还售具有他特殊浓的高姿级结殃构，值它主蛙要以熊有规茧则的秧双螺斗旋形挖式存钉在，堂其基啄本特贞点是料：暴昼1、戚DN佩A分仰子是伞由两贸条互框相平控行的截脱氧犯核苷捏酸长锈链盘源绕而愤成的站。陵2、谷DN活A分括子中虾的脱垫氧核威糖和遵磷酸咬交替滥连接况，排赔在外耍侧，宽构成序基本龟骨架些，碱街基排箩列在圆内侧考。烧3、终两条蒸链上角的碱伙基通诚过氢环键相墓结合镇，形换成碱毛基对践，它么的组渐成有绝一定摊的规袭律。层这就肥是嘌破呤与疗嘧啶衔配对漠，而倒且腺君嘌呤甩（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