分子生物学讲座-分子生物学探秘

分子生物学讲座分子生物学探秘PresenternameAgenda介绍基因结构和表达DNA复制和转录RNA翻译机制基因调控和表观遗传学基因工程技术总结01.介绍分子生物学讲座背景介绍分子生物学基础介绍分子生物学的基本概念、原理和技术。01分子生物学前沿分子生物学最新进展02分子生物学展望分子生物学应用前景03主题概述讲座背景张三副教授，中国科学院:一个在中国科学院担任副教授职位的人。研究方向人工智能、机器学习、数据挖掘主要研究成果发表多篇相关领域的国际会议和期刊论文基本信息和研究方向演讲人简介02.基因结构和表达基因结构和表达的探究与解析四种核苷酸基01DNA分子的结构核苷酸基因信息02基因的编码方式细胞生长及代谢03基因的功能基因组成的结构和功能基因的组成基因表达的过程中，启动子识别是第一个重要步骤。01.启动子识别02.转录因子启动转录转录因子结合03.RNA剪接过程RNA剪接转录与翻译基因表达的过程1转录因子作用转录因子的作用2信号通路影响基因介绍细胞外信号分子如何影响基因的表达。3调控因子作用染色质调控因子基因表达的调控机制表达调控03.DNA复制和转录DNA复制和转录的基本机制复杂而精确的过程DNA解旋DNA双链被解旋成两条单链。DNA半保留复制DNA新旧链DNA聚合酶作用DNA聚合酶在单链DNA上合成新的DNA链。DNA复制的机制RNA聚合酶需要与启动子结合才能开始转录。启动子结合RNA聚合酶需要向下沿着DNA模板链进行扩增。RNA聚合酶移动RNA聚合酶会合成一条与DNA编码链互补的RNA链。RNA链合成基因表达的关键步骤DNA转录的过程转录因子的作用转录因子是参与基因转录的蛋白质:能够促进或抑制基因的转录活性，调控基因表达。01DNA转录的调控机制启动子的重要性启动子是位于基因上游的DNA序列，包含转录起始位点和结合转录因子的位点，是调控基因转录的关键元件02转录抑制因子作用转录抑制因子是一类蛋白质，可以结合到启动子上，阻碍转录因子的结合，从而抑制基因的转录活性03转录调控04.RNA翻译机制RNA翻译和蛋白质合成原理RNA翻译机制描述mRNA和tRNA的结合关系mRNA结合tRNA描述tRNA携带氨基酸的过程tRNA携氨基酸描述氨基酸的组装和蛋白质链的形成氨基酸组装RNA翻译的原理翻译的三个阶段mRNA和tRNA翻译翻译的起始氨基酸链延伸翻译的延伸mRNA翻译及终止翻译的终止蛋白质合成的过程蛋白质合成调控蛋白质合成后会发生各种修饰作用，如磷酸化、甲基化等，调控蛋白质的功能和活性蛋白后期修饰RNA的稳定性会影响蛋白质的合成，稳定的RNA可以增加蛋白质的合成效率RNA稳定性影响翻译的启动和终止是蛋白质合成的关键步骤:调控蛋白质合成速度和水平的关键步骤。翻译的启动和终止合成调控05.基因调控和表观遗传学基因调控研究转录因子、染色质、甲基化DNA甲基化抑制介绍DNA甲基化的机制和对基因表达的影响。染色质重塑介绍染色质重塑的机制和对基因可及性的影响。转录因子识启动子介绍转录因子的作用和机制。基因调控的机制表观遗传学的定义表观遗传学是研究基因表达的非遗传因素的科学。通过调控基因的表达状态，表观遗传学影响个体的发育和功能。表观遗传修饰表观遗传修饰是指通过改变染色体上的化学标记，如DNA甲基化和组蛋白修饰，来调控基因的表达。这些修饰可以在细胞分裂和个体发育过程中遗传。表观遗传学研究表观遗传学的研究可以帮助我们理解环境对基因表达的影响，揭示生物发育和进化的机制，以及为疾病的预防和治疗提供新的策略。基因表达的非遗传因素表观遗传学的概念研究基因调控的方法0102组蛋白修饰通过修饰组蛋白来研究基因调控机制:通过不同方式修饰组蛋白，研究基因调控机制。DNA甲基化通过检测DNA上的甲基化程度，分析基因表达差异，进而研究基因调控的方式。基因组学分析通过对整个基因组的测序、比较基因组学、功能基因组学等方法，来研究基因调控的机制。03表观遗传学的研究方法06.基因工程技术基因工程和CRISPR选择目标基因选择需要编辑的目标基因设计合成基因设计合成一个新的基因，可能包含新的序列或删除现有序列转入宿主细胞将设计好的新基因通过特殊的工具转移到宿主细胞中改变和编辑DNA序列基因工程的原理选择需要编辑的目标基因。选择目标基因RNA序列设计与切割设计RNA序列Cas蛋白酶切割Cas蛋白切割Cas蛋白酶切割DNACRISPR技术原理应用案例基因治疗CRISPR技术可用于修复或替换患者的异常基因，治疗遗传性疾病。疾病模型建立CRISPR技术可用于构建动物模型，研究人类疾病的发生机制和新药的研发。农业改良CRISPR技术可用于编辑植物或动物基因，提高作物产量、抗病能力等农业性状。CRISPR技术应用07.总结讲座内容总结及未来研究方向RNA翻译蛋白质深入探讨RNA的作用以及蛋白质的合成过程。02基因工程介绍基因工程和CRISPR技术的原理和应用。04基因结构与表达讲解DNA的组成和基因的编码规则。01基因调控表观遗传阐述基因调控和表观遗传学对整个生命活动的调节作用。03分子生物学重点内容本