第1章 分子生物学发展简史课件

分子生物学

MolecularBiology淮海工学院海洋学院陈国强2011年秋季第1章分子生物学发展简史2ThetermhasmorethanonedefinitionDefineinbroadly:tounderstandbiologicalphenomenainmolecularterms(difficulttodistinguishfrombiochemistry)Defineinrestrictively:tostudygenestructureandfunctionatthemolecularlevelWhatisMolecularbiology?第1章分子生物学发展简史2GeneconceptGenestructureGenereplicationGeneexpressionGenerecombinationGenemutationMolecularBiologyoftheGene（狭义的分子生物学）第1章分子生物学发展简史2第一章分子生物学发展简史分子生物学是研究核酸、蛋白质等生物大分子的结构与功能，并从分子水平上阐述蛋白质与核酸、蛋白质与蛋白质之间相互作用的关系及其基因表达调控的机理的学科。第1章分子生物学发展简史2中国步入世界生命科学强国1859-2009Darwin<物种的起源-第1版>

一夜间销售而空

经典遗传学理论

1900.-1926.1952J.WatsonandF.Crick

对基因的概念、结构与功能的认识发生了质的飞跃

ModernGenetics1973年斯坦福大学Cohn加州大学Boyer

重组DNA技术1944Avery肺炎球菌转化试验

DNA是遗传信息的载体2000年6月HGP提前完成功能基因组时代到来第1章分子生物学发展简史2NobelmedalHalfapoundof23-karalgold.2.5inchesacross

近半个世纪以来医学，化学中重大突破与成就者NobelPrize分子生物学发展的里程碑与主要内容第1章分子生物学发展简史2

"forhisdiscoveriesconcerningtheroleplayedbytheChromosomeinheredity,demonstratedthatgenesareonthechromosome"ThomasHuntMorganinPhysiologyorMedicine1933NobelPrize（基因学说）第1章分子生物学发展简史2

TheNobelPrizeinChemistry1946

"forhisdiscoverythatenzymescanbecrystallized""fortheirpreparationofenzymesandvirusproteinsinapureform"

JamesBatchellerSumnerJohnHowardNorthropWendellMeredithStanley

CornellUniversity

RockefellerInstituteUSARockefellerInstituteUSA1887-19551891-19871904-1971TheNobelPrizeinChemistry1946第1章分子生物学发展简史21958J.Lederberg(33y)PhagetransductionTheNobelPrizeinChemistry1958“forhisworkonthestructureofproteins,especiallythatofinsulin“（两度获诺贝尔化学奖）FrederickSangerCambridgeUniversity

1918-Beadle&Tatum1：一个基因一个酶假说（揭示了基因的基本功能）2：营养缺陷型研究方法（生化遗传）采用大肠杆菌的营养缺陷型发现了细菌的遗传重组第1章分子生物学发展简史2FrancisCrick(35y)1951分子生物学的重要里程碑JamesWatson(23y)丹麦哥本哈根剑桥大学CavendishLab.闫春霞等.詹姆斯·沃森与弗朗西斯·克里克.遗传.2003，25（3）：C0011953年4月，沃森和克里克在《自然》杂志发表了不足千字的短文-—《核酸的分子结构-—脱氧核糖核酸的一个结构模型》，报告了这一改变世界的发现。第1章分子生物学发展简史2M.H.F.Wilkins&RosalindFrankin

X~rayphotographofDNAwithhighquality

(核糖与磷酸连接成的扭曲绳子，每一节上都有配对的碱基)1951.King’sLab.LondonUniversityUK第1章分子生物学发展简史2JamesWatson(34y)FrancisCrick(46y)MauriceWilkins(46y)DNADoubleHelixmodel19531962（DNA双螺旋结构）第1章分子生物学发展简史2FrancoisJacob(44y)JacquesMonod(55y)(French)1：Lac.OperonTheory19652：ConceptofmRNA（操纵子理论、mRNA理论）第1章分子生物学发展简史21968R.HolleyH.G.KhoranaM.NirenbergH.GobindKhorana(46y)HowtosynthesizetripletRNAMarshallNirenberg(41y)GeneticcodenRobertHolley(46y)tRNAphecloverleafstructure（遗传密码的破译）第1章分子生物学发展简史2

HowardTemin(41y)DavidBaltimore(37y)Reversetranscription（反转录酶）第1章分子生物学发展简史2

TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1978"forthediscoveryofrestrictionenzymesandtheirapplicationtoproblemsofmoleculargenetics"WernerArberDanielNathansHamiltonO.Smith

SwitzerlandBiozentrumderUniversität

JohnsHopkinsUniversitySchoolofMedicine

Baltimore,USAJohnsHopkinsUniversitySchoolofMedicine

Baltimore,USA1929-1928-19991931-发现限制与修饰现象；分离出I型内切酶分离出II型内切酶用II型内切酶切割DNA（内切酶）第1章分子生物学发展简史2TheNobelPrizeinChemistry1980WalterGilbertBiologicalLaboratories

Cambridge,MA,1932-"fortheircontributionsconcerningthedeterminationofbasesequencesinnucleicacids"FrederickSangerMRCLaboratoryofMolecularBiology

Cambridge,GreatBritain1918-（核酸测序）第1章分子生物学发展简史2TheNobelPrizeinChemistry1980"forhisfundamentalstudiesofthebiochemistryofnucleicacids,withparticularregardtorecombinant-DNA"PaulBerg

StanfordUniversity

1926-（DNA重组技术）第1章分子生物学发展简史21983.BarbaraMcClintock(86y)DNAtransposableelement（转座子）第1章分子生物学发展简史2

TheNobelPrizeinChemistry1989"fortheirdiscoveryofcatalyticpropertiesofRNARibozyme"

SidneyAltmanThomasR.Cech

YaleUniversity

NewHaven,CT,USAUniversityofColorado

Boulder,CO,USA1939-1947（核酶：具有催化作用的RNA）第1章分子生物学发展简史2TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1993

“fortheirdiscoveryofsplitgenesIn1978”RichardJ.RobertsPhillipA.Sharp（断裂基因——对基因概念的新的理解）第1章分子生物学发展简史2TheNobelPrizeinChemistry1993"forhisinventionofthepolymerasechainreaction(PCR)method"KaryB.Mullis1944-（PCR技术）第1章分子生物学发展简史2StanleyB.PrusinerUniversityofCalifornia,SchoolofMedicine,USA1942-"forhisdiscoveryofPrions-anewbiologicalprincipleofinfection"

TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1997患有库鲁病的小孩（朊病毒）第1章分子生物学发展简史2discoveredkeyregulatorsofthecellcycleLelandH.HartwellR.Timothy(Tim)HuntPaulM.NurseTheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine2001发现了细胞周期蛋白（cyclins）--调节ＣＤＫ功能的蛋白质细胞周期的一个关键调节物质ＣＤＫ（细胞周期蛋白依赖激酶)发现了控制细胞周期的一类特异基因第1章分子生物学发展简史2ProgrammedCellDeath(PCD)anddevelopment2002NobelPrizeinPhysiologyorMedicine（细胞的程序性死亡与发育：细胞凋亡）H.RobertHorvitzUSA

SydneyBrennerUK(开创用线虫做生物学研究材料)JohnSulstonUK第1章分子生物学发展简史2"fortheirdiscoveriesconcerningmagneticresonanceimaging"

TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine2003

PaulC.LauterburUSAPeterMansfieldUK（核磁共振成像的研究）第1章分子生物学发展简史2"forthediscoveryofubiquitin-mediatedproteindegradation“

TheNobelPrizeinChemistry2004

AaronCiechanoverIsraelIrwinRoseUSAAvramHershkoIsrael（泛素介导的蛋白质降解）第1章分子生物学发展简史2"fortheirdiscoveriesofodorantreceptorsandtheorganizationoftheolfactorysystem"

TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine2004

RichardAxelUSALindaB.BuckUSA（近1000种嗅觉基因）第1章分子生物学发展简史2“fortheirdiscoveryofthebacteriumHelicobacterpylori(幽门螺杆菌

)anditsroleingastritis(胃炎)andpepticulcerdisease（消化性溃疡）"

TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine2005BarryJ.Marshall（Australia）J.RobinWarren（Australia）（幽门螺旋杆菌与胃炎、胃溃疡等肠道疾病）第1章分子生物学发展简史2

TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine2006AndrewZ.Fire(USA，47y)华盛顿卡耐基研究院Craig

C.

Mello(USA，45y)马萨诸塞大学医学院“RNAinterference”（RNAi原理与技术）第1章分子生物学发展简史2

TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine2007Mario

R.

CapecchiMartin

J.

EvansOliver

Smithiesgenetargetembryostemcellgenetarget（基因打靶及胚胎干细胞的培养）第1章分子生物学发展简史2

TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine2008哈拉尔德·楚尔·豪森（德）发现某些类型的HPV就是宫颈癌的病原体巴尔-西诺西（法）艾滋病病毒发现者之一吕克·蒙塔尼（法）艾滋病病毒的发现者之一（艾滋病病毒HIV及人乳头状瘤病毒HPV）第1章分子生物学发展简史2TheNobelPrizeinChemistry2008RogerY.Tsien(钱永健，USA)解释其荧光机制，并拓展出其他可标记的颜色下村修（OsamuShimomura，USA）首次分离出GFP蛋白马丁·查尔菲(MartinChalfie)，USA首次将其在线虫中表达（绿色荧光蛋白）第1章分子生物学发展简史2

分子生物学发展的三大支持学科细胞生物学、遗传学、生物化学第1章分子生物学发展简史21839-1847年MatthiasSchleiden&TheodorSchwann细胞的化学组成，细胞器的结构，细胞骨架，生物大分子在细胞中的定位及功能

生物体由细胞组成

所有组织的最基本单元----形状相似，高度分化的细胞

细胞的发生与形成是生物界普遍和永久的规律CytologyMolecularCellbiology细胞学说第1章分子生物学发展简史2GregorMendel1864年GeneticsMolecularGeneticsGenestructureGeneduplicationGeneexpressionGenerecombinationGenemutation

分子生物学发展的三大支撑学科遗传因子假说Genetics第1章分子生物学发展简史2BiochemistryNucleicAcidChemistryProteinChemistry(1936年JamesSumner)NobelPrizeinChemistry1946分子生物学发展的三大支撑学科EnzymaticnatureofcrystallineProteinBiochemistryWhatgenesare&Howtheyact?第1章分子生物学发展简史2

分子生物学研究的三大主要领域第1章分子生物学发展简史2基因