6分子生物学

分子生物学第一节分子生物学进展与研究内容一、分子生物学发展简史（一）准备与酝酿阶段(19世纪后期-20世纪50年代初)(1)确定了蛋白质是生命的主要物质--☉19世纪末Bucher兄弟:酶是生物催化剂☉20世纪30-40年代:酶的本质是蛋白质☉许多生命现象(生命代谢活动)与酶有关,可用纯酶或蛋白质在体外重复。(2)确定生物遗传基础物质是DNA--☉1944年O.T.Avey证明肺炎球菌转化因子是DNA☉1952年A.D.Hershey和M.Chase进一步证明DNA是遗传物质（二）现代分子生物学的建立和发展(50-70年代)里程碑:1953年Watson&CrickDNA双螺旋链。（1962nobel）JamesD.WatsonFrancisH.Crick♦本阶段的标志性进展：⑴遗传信息传递中心法则的建立:DNA复制将信息传给子代,RNA在遗传信息传到蛋白质过程中起着中介作用;mRNA与DNA序列互补。⑵认识到蛋白质是接受RNA的遗传信息而合成,破译了RNA上编码合成蛋白质的遗传密码，认识了蛋白质翻译过程中的基本过程。二、分子生物学主要研究内容1.核酸的分子生物学研究核酸的结构及功能(包括核酸/基因组的结构、遗传信息的复制、转录一翻译、核酸储存的信息修复与突变、基因表达调控和基因工程技术的发展等)2.蛋白质的分子生物学研究执行各种生命功能的主要大分子-蛋白质的结构与功能3.细胞信息转导的分子生物学研究细胞内/细胞间信息传递的分子基础。外源信号↓细胞（转为一系列生物化学变化如蛋白质构象转变、蛋白质分子磷酸化、蛋白相互间的变化等）↓细胞增殖/分化/分泌（适应环境需要）研究的目标是阐明每一种信号转导与传递的途径/参与该途径的所有分子的作用和调节方式/各途径间的网络调控系统。第二节基因与基因工程基因(1909年丹麦W.L.Johannsen)：DNA分子中含有特定遗传信息的一段核苷酸序列，是遗传物质的最小功能单位。基因位于细胞核的染色体上;其通过复制把遗传信息传递给下一代,从而使后代表现出与亲代相似的性状。正常人体有23对染色体,长度总和约1600亿公里;其中的性染色体X-Y是决定性别的。基因分三类：☉编码蛋白质基因（具有转录和翻译功能）☉只有转录功能限无翻译功能的基因☉不转录基因（调控基因）你能区别下列概念么？？DNA基因染色体、常染色体、性染色体染色质DNA基因染色体：核内，线形结构,由核酸和蛋白质构成,能被碱性染料着色（载有基因,有贮存和传递遗传信息的作用）。常染色体：在人体细胞的23对染色体中,第1～22对染色体是男女两性所共有的,称常染色体。性染色体：在人体细胞的23对染色体中,除了22对常染色体以外,还有1对直接与决定性别有关的性染色体。性染色体在女子是XX染色体,而在男子是XY染色体。染色质：染色体和染色质成分一样，但构型不一。它们是同样的物质在不同时期的两种形态。在细胞分裂间期，染色质呈丝状。染色质分为常染色质（疏松，活跃）和异染色质（致密）两种类型。在有丝分裂期，染色质螺旋化形成染色体。基因组：一个物种中所有基因的整体组成。即总体DNA核苷酸顺序。人类细胞基因组：通常指包括X-Y染色体在内的23对染色体中的所有基因。人类基因组计划(HumanGenomeProject,HGP)旨在阐明人类基因组30亿个碱基对的序列,发现所有人类基因并搞清其在染色体上的位置,破译人类全部遗传信息,使人类第一次在分子水平上认识自我。※HGP进展简况：--1985年美国科学家提出--1990年正式启动30亿美元--1996年后基因组学--2001年Venter（美）等报道完成了人类基因组草图测序。展望:利用基因组全系列所提供的信息进行各种疾病的基因定位研究和治疗Venter（美）二、基因工程基因工程：通过人的意志,对不同生物的遗传基因进行切割、拼接、和重组,再转入生物体内,产生出人们期望的产物，或创造出具有新遗传特征的生物类型。基因工程的核心技术是DNA重组技术基因工程步骤：(1)获取符合要求的DNA片段(目的基因)-(2)用特异限切酶切割目的基因和载体DNA-(3)重组DNA(将目的基因与质粒或病毒DNA连接)-(4)将重组DNA引入某种细胞–(5)把能表达的目的基因受体细胞挑选出来---从20世纪80年代始,基因工程药品疫苗等产品广泛应用于医药领域;基因工程技术在农、林、牧、渔等行业也大显身手,培育出许多高产质优抗性强的新品种。第三节基因与疾病一、基因结构变异♦基因突变：基因的核苷酸碱基或顺序发生改变。仅涉及DNA分子中单个碱基改变者称点突变;涉及多个碱基的还有缺失、重复、和插入等形式。♦基因突变的种类（略）：二、癌基因和抑癌基因（一）癌基因:在体外引起细胞转化、在体内引起癌瘤的一类基因。由于癌基因在正常细胞中以非激活形式存在,故又称为原癌基因。♦原癌基因的特点:⑴广泛存在于生物界中;⑵基因系列呈高度保守性;⑶其作用通过其表达产物蛋白质来体现。它们对维持正常生理功能/调控细胞生长和分化起重要作用，是细胞发育、组织再生、创伤愈合等所必需；⑷在某些因素作用（如射线、化学物质等)下,原癌基因被激活.♦常见的癌基因家族原癌基因功能相关肿瘤src家族非受体酪氨酸激酶鲁斯氏肉瘤ras家族G-蛋白肺癌、结肠癌、膀胱癌、直肠癌myc家族转录因子淋巴瘤、肺癌、早幼粒白血病Sis家族生长因子Erwing网瘤myb家族转录因子结肠癌(二)抑癌基因抑癌基因：一类抑制C过度生长、增殖,从而遏制肿瘤形成的基因。对于正常C,原癌基因和抑癌基因的协调表达是调控C生长的重要分子机制之一。两者相互制约维持相对稳定。原癌基因激活或过量表达(或抑癌基因的丢失或失活)，均可导致肿瘤的发生。