医学分子生物学绪论课件

医学分子生物学汪远金主讲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

生命科学的发展过程MedicalMolecularBiology

分子生物学核心内容是从分子水平上研究生物体内的生物分子－核酸、蛋白质、酶等结构、功能及其相互作用等规律、阐明生命分子基础，从而探索生命的奥秘。分子生物学成为现代生命科学的

“共同语言”一、医学分子生物学定义Previously:Theattempttounderstandbiologicalphenomenainmolecularterms.(广义)Present:Thestudyofgenestructureandfunctionatthemolecularlevel.Thisattempttoexplaingenesandtheiractivitiesinmolecularterms.(狭义)医学分子生物学（medicalmolecularbiology）是分子生物学的一个重要分支，是从分子水平研究人体在正常和疾病状态下生命活动及其规律的一门科学。它主要阐明生物分子的结构、功能、调控机制及人体各种生理和病理状态的分子机制。医学知识发展日新月异，突飞猛进。而医学分子生物学的研究方法是医学科技发展的领头羊。从DNA双螺旋结构的发现，到RNA干扰，都渗透着分子生物学的内容。毫不夸张的说，没有分子生物学的知识，就没法探索生命的奥秘，也无法揭开疾病的发生机理医学分子生物学主要解决两方面问题：1.理论上阐明疾病和亚健康状态发生和发展机制。2.技术上为疾病的诊断、治疗和预防提供手段。现代分子生物学已经对医学的各个领域产生了全面而深刻的影响，并逐步形成了一系列以分子冠名的交叉学科。如分子遗传学、分子免疫学、分子病理学、分子血液学、分子肿瘤学、分子病毒学、分子流行病学等。分子生物学打破了学科的界线医学分子生物学把医学各学科联系在一起分子生物学分子药理学分子肿瘤学分子遗传学分子免疫学分子流行病学分子病理学分子神经学传统上按“形态”和“机能”来进行基础医学各个学科划分的界限已日益模糊,出现了各学科在分子水平上进行整合的趋势。由于生命本质的高度一致性，使得这些学科可以使用同一套理论、同一套技术，来解释和研究不同的病理、生理现象，甚至治疗不同的疾病。分子生物学建立依赖构象学派（生物大分子结构研究）和信息学派（中心法则研究）内容汇合及其他学科的融合。主要包含三部分研究内容：核酸的分子生物学（第一篇）蛋白质的分子生物学（第二篇）细胞信号转导的分子生物学（第三篇）

二、分子生物学主要内容研究内容包括生物大分子的结构、功能，生物大分子之间的相互作用及其与疾病发生、发展的关系。遗传信息传递的中心法则是其理论体系的核心。基因组学建立是生命科学领域的领头学科。DNARNAProtein

中心法则（centraldogma）中心法则是分子生物学的基本骨架基因表达的调控是分子生物学的血肉之驱。基因工程是分子生物学的技术的应用。核酸的分子生物学主要研究核酸的结构及其功能。核酸的主要作用是携带和传递遗传信息，因此形成了分子遗传学。分子遗传学：形成了比较完整的理论体系和研究技术，它是目前分子生物学中内容最丰富、研究最活跃的一个领域。（一）核酸分子生物学

2007年诺贝尔医学奖获得者美国犹他州大学的马里奥-R-卡佩奇（MarioR.Capecchiand）、北卡罗莱纳州大学的奥利弗-史密斯（OliverSmithies）以及来自英国卡迪夫大学的马丁-J-伊文思（MartinJ.Evans）由于基因敲除技术以及干细胞研究方面所作的贡献获得了2007年的诺贝尔生理/医学奖

诺贝尔奖评审委员会的公报中说，这三位科学家获奖是因为他们“在涉及胚胎干细胞和哺乳动物DNA重组方面的一系列突破性发现”，他们“发现了利用胚胎干细胞对老鼠基因进行特定改变的原理”，从而“引出一种强大技术的发明”。这一强大的技术就是“基因靶向”技术，也通常被称作基因敲除。“基因靶向”技术，也通常被称作基因敲除。“基因靶向”技术利用胚胎干细胞改造老鼠体内的特定基因。在“基因靶向”技术的帮助下，科学家可以使实验鼠体内的一些“不活跃”基因失去作用，从而发现这些基因的实际功能。科学家希望借此发现人类一些疑难杂症在分子水平上的发病原因，并最终找到治疗途径。目前，“基因靶向”已被应用于对囊肿性纤维化、心脏病、糖尿病、阿尔茨海默症和癌症的研究

DNA→储存生命活动的各种信息，生命的操纵者。蛋白质→生命活动的执行者。蛋白质的分子生物学主要研究蛋白质的结构与功能。（二）蛋白质分子生物学

构成生物体的每一个细胞的分裂与分化及其他各种生物学功能，均依赖于外界环境所产生的各种信号。在这些外源信号的刺激下，细胞可以将这些信号通过第二信使转变成一系列的生物化学变化.主要研究内容：研究细胞内、细胞间信息传递的分子基础。阐明这些变化的分子机制，明确每一条信号转导途径及参与该途径的所有分子间的相互作用和调节方式。（三）细胞信号转导机制研究

Fischer和Krebs发现可逆性的蛋白磷酸化过程是生物的自身调节机制，细胞内物质的不平衡可导致疾病的发生，获得1992年诺贝尔奖。蛋白质磷酸化调节是信号转导的分子开关EdmondH.FischerEdmondH.Fischer

1920年出生，美国人

1950年就读于Geneva大学，并取得生物化学博士，之后一直致力于酶学方面的研究EdwinG.KrebsEdwinG.Krebs

1918年出生，美国人

1936年毕业于linoisUnversity并在华盛顿医学院接受正规的医学教育，取得医学博士学位以上简要介绍了分子生物学的发展过程及内容，可以看到在近半个世纪中它是生命科学范围发展最为迅速的一个前沿领域，推动着整个生命科学的发展。至今分子生物学仍在迅速发展中，新成果、新技术不断涌现，这也从另一方面说明分子生物学发展还处在初级阶段。分子生物学已建立的基本规律给人们认识生命的本质指出了光明的前景，但分子生物学的历史还短，积累的资料还不够，

例如：在地球上千姿万态的生物携带庞大的生命信息，迄今人类所了解的只是极少的一部分，还未认识核酸、蛋白质组成生命的许多基本规律；虽然我们已经获得人类基因组DNA中3x109bp的全序列，确定了人的5-10万个基因的一级结构，但是要彻底搞清楚这些基因产物的功能、调控、基因间的相互关系和协调，要理解80%以上不为蛋白质编码的序列的作用等等，都还要经历漫长的研究道路。可以说分子生物学的发展前景光辉灿烂，道路还会