分子生物学简述

MolecularBiology

textbooks陈启民等2001分子生物学南开大学出版社德伟、李艳利2001生物化学与分子生物学科学出版社黄翠芬1987遗传工程理论和方法科学出版社金冬雁黎孟枫等译1992分子克隆实验指南科学出版社金冬雁1996英汉分子生物学与生物工程词汇科学出版社金冬雁、金奇、侯云德1996核酸和蛋白的化学合成与序列分析科学出版社科学出版社名词室1997英汉生物学词汇科学出版社李育阳2001基因表达技术科学出版社李德葆徐平1994重组DNA原理和方法浙江科学技术出版社李衍达等译2000生物信息学，基因和蛋白质分析实用指南

清华大学出版社林万明等，1995PCR技术操作和应用指南人民军医出版社卢圣栋1993现代分子生物学实验技术高等教育出版社瞿礼嘉等,1998.现代生物技术导论高等教育出版社齐义鹏1989基因工程原理和方法武汉大学出版社1998基因及其操作原理武汉大学出版社盛祖嘉等,1988分子遗传学复旦大学出版社孙志贤1995现代生物化学理论与研究技术军事医学科学出版社沈倍奋2001分子文库科学出版社谭天伟等译2003分子生物学与生物技术化学工业出版社王联结2002生物化学与分子生物学原理科学出版社王金发2001分子生物学与基因工程习题集科学出版社王哲2002生物信息学概论第四军医大学出版社吴乃虎1991基因工程原理高等教育出版社1998基因工程原理(第二版)科学出版社谢友菊1992遗传工程概论北京农业大学出版社夏其昌1997蛋白质化学研究技术与进展科学出版社徐洵、刘震乾1993DNA重组技术科学出版社阎隆飞等1993分子生物学北京农业大学出版社阎隆飞等1997分子生物学(第二版)北京农业大学出版社朱玉贤等，1997.现代分子生物学高等教育出版社赵国屏等，2002.生物信息学科学出版社GeorgeM.Malacinski,DavidFreifelder,2002.EssentialsofMolecularBiology(ThirdEdition)科学出版社MartinJ.Bishop,1999.GeneticsDatabasesAcademicPressRobert.F.Weaver,2000.分子生物学(inEnglish)科学出版社Sambrook

J.等,1982MolecularCloning1989(2ndedition)2000(3rdedition)Turner等,1999.分子生物学(inEnglish)科学出版社IntroductionAbriefhistoryItsroleinlifesciencesThemolecularnatureofgenesAnintroductiontogenefunctionOverviewprospects1.Introductory

Whatismolecularbiology?

Anelusiveterm,Morethanonedefinition

--thestudyofgenestructureandfunctionatthe

molecularlevel.

--Grewoutofthedisciplines

ofgeneticsand

biochemistry.

Biochemistry

Genetics

MolecularBiology

Biophysics

Hybriddiscipline

基因工程

遗传工程(狭义,广义)

细胞工程、染色体工程、细胞器工程等

基因工程、物理化学诱变、细胞融合、花粉培育、常规育种、性杂交等。

生物工程：

遗传工程、基因工程、发酵工程、蛋白质工程、酶工程、生化工程、胚胎工程、发育工程等。

2.Abriefhistory(timeline)

1859

Darwin:<<OriginofSpecies>>

1865

Mendel:Genetics

1869

Miescher:discoveredDNA

1910,1916Morgan:geneareonchromosomes

1944Avery:identifiedDNAasthematerial

genesaremadeof

1953Watson&Crick：DNAstructure

1958Meselson&Stahl:semiconservative

replicationofDNA

1961Jacobetal:discoveredmRNA

1972Berg:recombinantDNAinvitro

1973Cohen:firstusedplasmidtocloneDNA

1977Gilbert&Sanger:sequence1986Mullis:PCR

1990Watsonetal:LauchedtheHGP

1997Wilmutandcollegues:Dolly1998-Bioinformatics,Proteomes(ome)3.Itsrolesinlifesciences

Molecularimmunicity

Molecularpharmanucity

Molecularpathology

Molecularentomology

Moleculartaxanomy

Molecularbiomathmatics

Bioinformatics

21世纪--生命科学的世纪

左右一个国家经济前途的命运

重大问题---饥饿、疾病、能源、污染

等提供切实的解决办法。

21世纪将是整体细胞生物学（Holisticcellularbiology)的时代，DNA+RNA+Protein=完整的细胞分子生物学

4.

Overview

大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、蜡质芽

孢杆菌、等全序列，对虾病毒、

反转录病毒、SARS病毒、HIV

猪、牛等多种动物基因组测序

拟南芥、水稻等多种植物基因组

生物制药按生物化学性质分为：氨基酸类、有机酸、醇酮类、维生素、酶及辅酶类、脂类、多肽和蛋白质类、核酸类及其衍生物、多糖等。按生物工程学科分为：基因工程制药、细胞工程制药、微生物工程制药和酶工程制药四大类。

生物制药发展趋势1、动物细胞高效表达和细胞大量培养。2、蛋白质工程和蛋白质杂交研究。3、药物剂型研究。4、药物配伍研究。5、基础医学的生物技术研究。6、研究开发第二代生物技术药物，即核酸、糖、脂类三类药物。

疫苗研制

1、亚基疫苗2、肽疫苗3、活体重组疫苗4、多价疫苗流感DNA疫苗、狂犬病DNA疫苗、乙肝DNA疫苗、结核病DNA疫苗、疟疾DNA疫苗

基因诊断特异性强、灵敏度高、简便快速。

遗传病（优生优育）传染病(包括HIV)现已发展到对一些常见病(如糖尿病、动脉粥样硬化及精神分裂症等)的诊断，还应用于结核病、肝炎、传染病及恶性肿瘤的诊断及法医学鉴定。主要限制是造成疾病的基因突变多样性，妨碍针对所有疾病进行分子诊断试验的设计。基因诊断技术PCR技术核酸探针杂交技术基因芯片(genechip)技术限制性片段长度多态性(RFLP)发展趋势：“自动化”、“程序化”、“非标记技术”和“多病种”等特色。基因治疗1、基因替代(genereplacement)2、基因修正(genecorrection)3、基因增强(geneaugmentation)4、基因抑制(geneconstraint)和/或基因失活(geneinactivation)5、反义疗法基因治疗希望与局限（1）基因治疗癌症未获进展（2）仅限于治疗少数疾病，费用昂贵（3）导入人体的目的基因表达水平（4）获得长期表达效果难

肿瘤发生

癌基因：大约有100个

抑癌基因(tumorsuppressorgene)：

P53基因P16基因：也控制细胞衰老

阻止癌扩散的基因：

TIMP-2基因NM-23RDCC基因艾滋病--狼在吃人81年6月在美发现，反转录病毒，HIV-1和HIV-2。HIV：9749bp，极易变异。已明确的基因有9个。

世界6800万人感染，2200万人死亡。全球每年感染500万，每天1.5万。非洲：占世界人口1/10，感染者占70%以上，2005-2110，非洲人平均45岁。印度：1000万人感染中国：2003年100万人，将增至1000万。

疫苗主要有8种。反义技术、基因治疗、单抗。浙江大学于晓方等2004.1.发现一组使HIV避过人体细胞天然防御系统而在人体内大量复制的蛋白，阐明了HIV突破寄主机制，治疗有了新靶点。

爱滋病--灾难劳动人口急剧减少，人才严重损失“一战”死亡的2倍，等于“二战”死亡人口比例严重失衡，人均寿命降低老年人将多于中青年人直接影响经济发展防治费用将加重国家负担

脑和神经生物学

神经系统发育、信号传递：最富挑战性、最复

杂的问题之一。

脑约有3万个基因处于表达状态

分子水平揭示脑的思维、记忆和学习等功能

治疗精神病

衰老—老年病百病之源第四号染色体D4S1565位点P16基因在中医学中的应用阴阳学说的分子生物学解释脉象学说分子生物学解释活血化瘀理论的分子生物学解释滋阴泻火理论的分子生物学解释针灸的分子生物学解释抗衰老的分子生物学解释在中药学中的应用蛋白质或酶技术核酸技术：药用植物鉴别、RFLP、RAPD、DNAfootprinting、biochip药用植物育种药用植物次生代谢产物

（HumanGenomeProject,HGP)

1985提出、1990启动

3×109bp，破译全部信息,全面认识自我

10万个基因----3、4万个基因

数、理、化、信息、材料等学科渗透

生命科学第一项大科学工程

中国参加1%（唯一的发展中国家）

“后基因组计划”(post-genomeproject)

功能基因组(functionalgenomics)

“蛋白质组”(proteomics)

“环境基因组学(environmentalgenomics)

人类蛋白质组正式启动2001年成立国际人类蛋白质组组织（HUPO），2003.12.15启动两个首批行动计划。人类肝脏蛋白质组计划（HLPP）由中国军事医学科学院副院长贺福初院士领导，16国80多个实验室参加。中国第一次领导重大国际协作计划。人类血浆蛋白质组计划（HPPP）由美国科学家牵头，13国47个实验室参加。第三届国际人类蛋白质组大会今年在北京举行。主题：蛋白质组-生命真谛的诠释。蛋白质组研究技术MS酵母双杂交系统噬菌体展示技术蛋白质微阵列大规模数据处理的计算机系统和软件蛋白质组研究步骤2-D电泳双向高效柱层析分离蛋白质氨基酸组成分析、C-端或N-端氨基酸序列分析及MS鉴定所分离的蛋白质生物信息学数据库对鉴定结果进行存储、处理、对比和分析。工业

纤维素的开发利用