分子生物学发展简史PPT讲稿.ppt
分子生物学发展简史第1页，共44页，编辑于2022年，星期五The term has more than one definitionDefine in broadly:to understand biological phenomena in molecular terms (difficult to distinguish from biochemistry)Define in restrictively:to study gene structure and function at the molecular levelWhat is Molecular biology?第2页，共44页，编辑于2022年，星期五GeneconceptGenestructureGenereplicationGeneexpressionGenerecombinationGenemutationMolecular Biology of the Gene（狭义的分子生物学）（狭义的分子生物学）第3页，共44页，编辑于2022年，星期五第一章第一章 分子生物学发展简史分子生物学发展简史l分子生物学是研究分子生物学是研究核酸、蛋白核酸、蛋白质等生物大分子质等生物大分子的结构与功的结构与功能，并从分子水平上阐述蛋能，并从分子水平上阐述蛋白质与核酸、蛋白质与蛋白白质与核酸、蛋白质与蛋白质之间相互作用的关系及其质之间相互作用的关系及其基因表达调控的机理的学科。基因表达调控的机理的学科。第4页，共44页，编辑于2022年，星期五中国步入世界中国步入世界生命科学强国生命科学强国1859-20091859Darwin一夜间销售而空一夜间销售而空经典遗传学理论经典遗传学理论1900.-1926.1952 J.Watson and F.Crick 对基因的概念、结构与功能的认识发生了质的飞跃对基因的概念、结构与功能的认识发生了质的飞跃Modern Genetics1973年年斯坦福大学斯坦福大学Cohn加州大学加州大学Boyer重组重组DNA技术技术1944Avery肺炎球菌转化试验肺炎球菌转化试验DNA是遗传信息的载体是遗传信息的载体2000年年6月月HGP提前完成提前完成功能基因组时代到来功能基因组时代到来第5页，共44页，编辑于2022年，星期五NobelmedalHalfapoundof23-karalgold.2.5inchesacross近半个世纪以来近半个世纪以来医学，化学中重大突破与成就者医学，化学中重大突破与成就者NobelPrize分子生物学发展的分子生物学发展的里程碑与主要内容里程碑与主要内容第6页，共44页，编辑于2022年，星期五for his discoveries concerning the role played by the Chromosome in heredity,demonstratedthatgenesareonthechromosomeThomas Hunt MorganinPhysiologyorMedicine1933NobelPrize（基因学说）（基因学说）第7页，共44页，编辑于2022年，星期五 The Nobel Prize in Chemistry 1946for his discovery that enzymes can be crystallizedfor their preparation of enzymes and virus proteins in a pure form James Batcheller Sumner John Howard Northrop Wendell Meredith Stanley Cornell University Rockefeller Institute USA Rockefeller Institute USA 1887-19551891-19871904-1971TheNobelPrizeinChemistry1946第8页，共44页，编辑于2022年，星期五1958J.Lederberg(33y)PhagetransductionThe Nobel Prize in Chemistry 1958“for his work on the structure of proteins,especially that of insulin“（两度获诺贝尔化学奖）（两度获诺贝尔化学奖）Frederick Sanger Cambridge University 1918-Beadle&Tatum 1：一个基因一个酶假说（揭示了基因的基本功能）：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）：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采用大肠杆菌的营养缺陷型发现了细菌的遗传重组遗传重组第9页，共44页，编辑于2022年，星期五Francis Crick(35y)1951分子生物学的重要里程碑分子生物学的重要里程碑JamesWatson(23y)丹麦丹麦哥本哈根哥本哈根剑桥大学剑桥大学CavendishLab.闫春霞等闫春霞等.詹姆斯詹姆斯沃森与弗朗西斯沃森与弗朗西斯克里克克里克.遗传遗传.2003，25（3）：）：C0011953年年4月，沃森和克里克在月，沃森和克里克在自然自然杂志发表了不足千字的短文杂志发表了不足千字的短文-核酸的分子核酸的分子结构结构-脱氧核糖核酸的一个结构模型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。，报告了这一改变世界的发现。第10页，共44页，编辑于2022年，星期五M.H.F.Wilkins&Rosalind Frankin Xray photograph of DNA with high quality(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.KingsLab.LondonUniversityUK第11页，共44页，编辑于2022年，星期五James Watson(34y)Francis Crick(46y)Maurice Wilkins(46y)DNADoubleHelixmodel19531962（DNA双螺旋结构）双螺旋结构）第12页，共44页，编辑于2022年，星期五Francois Jacob(44y)Jacques Monod(55y)(French)1：Lac.OperonTheory19652：ConceptofmRNA（操纵子理论、（操纵子理论、mRNA理论）理论）第13页，共44页，编辑于2022年，星期五1968R.Holley H.G.Khorana M.Nirenberg H.GobindKhorana(46y)HowtosynthesizetripletRNAMarshallNirenberg(41y)GeneticcodenRobertHolley(46y)tRNAphecloverleafstructure（遗传密码的破译）（遗传密码的破译）第14页，共44页，编辑于2022年，星期五1975.Howard Temin(41y)David Baltimore(37y)Reversetranscription（反转录酶）（反转录酶）第15页，共44页，编辑于2022年，星期五 The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1978for the discovery of restriction enzymes and their application to problems of molecular geneticsWerner Arber Daniel Nathans Hamilton O.Smith SwitzerlandBiozentrumderUniversittJohnsHopkinsUniversitySchoolofMedicineBaltimore,USAJohnsHopkinsUniversitySchoolofMedicineBaltimore,USA1929-1928-19991931-发现限制与修饰现象；发现限制与修饰现象；分离出分离出I型内切酶型内切酶分离出分离出II型内切酶型内切酶用用II型内切酶切割型内切酶切割DNA（内切酶）（内切酶）第16页，共44页，编辑于2022年，星期五The Nobel Prize in Chemistry 1980Walter Gilbert Biological Laboratories Cambridge,MA,1932-for their contributions concerning the determination of base sequences in nucleic acidsFrederick Sanger MRC Laboratory of Molecular Biology Cambridge,Great Britain 1918-（核酸测序）（核酸测序）第17页，共44页，编辑于2022年，星期五The Nobel Prize in Chemistry 1980for his fundamental studies of the biochemistry of nucleic acids,with particular regard to recombinant-DNAPaul Berg Stanford University 1926-（DNA重组技术）重组技术）第18页，共44页，编辑于2022年，星期五1983.Barbara McClintock(86y)DNAtransposableelement（转座子）（转座子）第19页，共44页，编辑于2022年，星期五 The Nobel Prize in Chemistry 1989for their discovery of catalytic properties of RNA Ribozyme Sidney Altman Thomas R.Cech Yale University New Haven,CT,USA University of Colorado Boulder,CO,USA 1939-1947（核酶：具有催化作用的（核酶：具有催化作用的RNA）第20页，共44页，编辑于2022年，星期五The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1993 “for their discovery of split genes In1978”Richard J.Roberts Phillip A.Sharp（断裂基因（断裂基因对基因概念的新的理解）对基因概念的新的理解）第21页，共44页，编辑于2022年，星期五The Nobel Prize in Chemistry 1993forhisinventionofthepolymerasechainreaction(PCR)methodKary B.Mullis 1944-（PCR技术）技术）第22页，共44页，编辑于2022年，星期五Stanley B.Prusiner University of California,School of Medicine,USA 1942-forhisdiscoveryofPrions-anewbiologicalprincipleofinfectionTheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1997患有库鲁病的小孩患有库鲁病的小孩（朊病毒）（朊病毒）第23页，共44页，编辑于2022年，星期五discovered key regulators of the cell cycleLeland H.Hartwell R.Timothy(Tim)Hunt Paul M.NurseThe Nobel Prize in Physiology or Medicine 2001发现了细胞周期蛋白发现了细胞周期蛋白（cyclins）-调节功能的调节功能的蛋白质蛋白质细胞周期的一个关键调节物细胞周期的一个关键调节物质（细胞周期蛋白依质（细胞周期蛋白依赖激酶赖激酶)发现了控制细胞周期的一发现了控制细胞周期的一类特异基因类特异基因第24页，共44页，编辑于2022年，星期五ProgrammedCellDeath(PCD)anddevelopment2002NobelPrizeinPhysiologyorMedicine（细胞的程序性死亡与发育：细胞凋亡）（细胞的程序性死亡与发育：细胞凋亡）H.RobertHorvitzUSA SydneyBrennerUK(开创用线虫做开创用线虫做生物学研究材料生物学研究材料)JohnSulstonUK第25页，共44页，编辑于2022年，星期五for their discoveries concerning magnetic resonance imagingTheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine2003Paul C.LauterburUSAPeter MansfieldUK（核磁共振成像的研究）（核磁共振成像的研究）第26页，共44页，编辑于2022年，星期五for the discovery of ubiquitin-mediated protein degradation“TheNobelPrizeinChemistry2004Aaron CiechanoverIsraelIrwin RoseUSAAvram HershkoIsrael（泛素介导的蛋白质降解）（泛素介导的蛋白质降解）第27页，共44页，编辑于2022年，星期五fortheirdiscoveriesofodorantreceptorsandtheorganizationoftheolfactorysystemTheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine2004Richard AxelUSALinda B.BuckUSA（近（近1000种嗅觉基因）种嗅觉基因）第28页，共44页，编辑于2022年，星期五“for their discovery of the bacterium Helicobacter pylori(幽门螺杆菌幽门螺杆菌)and its role in gastritis(胃炎胃炎)and peptic ulcer disease（消化性溃疡消化性溃疡）TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine2005Barry J.Marshall（Australia）J.Robin Warren（Australia）（幽门螺旋杆菌与胃炎、胃溃疡等肠道疾病）（幽门螺旋杆菌与胃炎、胃溃疡等肠道疾病）第29页，共44页，编辑于2022年，星期五TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine2006AndrewZ.Fire(USA，47y)华盛顿卡耐基研究院华盛顿卡耐基研究院CraigC.Mello(USA，45y)马萨诸塞大学医学院马萨诸塞大学医学院“RNA interference”（RNAi原理与技术）原理与技术）第30页，共44页，编辑于2022年，星期五TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine2007MarioR.CapecchiMartinJ.EvansOliverSmithiesgenetargetembryostemcellgenetarget（基因打靶及胚胎干细胞的培养）（基因打靶及胚胎干细胞的培养）第31页，共44页，编辑于2022年，星期五TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine2008哈拉尔德哈拉尔德楚尔楚尔豪森（德）豪森（德）发现某些类型的发现某些类型的HPV就就是宫颈癌的病原体是宫颈癌的病原体巴尔巴尔-西诺西西诺西（法）（法）艾滋病病毒艾滋病病毒发现者之一发现者之一吕克吕克蒙塔尼（法）蒙塔尼（法）艾滋病病毒的发现者之一艾滋病病毒的发现者之一（艾滋病病毒（艾滋病病毒HIV及人乳头状瘤病毒及人乳头状瘤病毒HPV）第32页，共44页，编辑于2022年，星期五The Nobel Prize in Chemistry 2008The Nobel Prize in Chemistry 2008RogerY.Tsien(钱永健钱永健，USA)解释其荧光机制，并拓展出其他解释其荧光机制，并拓展出其他可标记的颜色可标记的颜色下村修（下村修（OsamuShimomura，USA）首次分离出首次分离出GFP蛋白蛋白马丁马丁查尔菲查尔菲(MartinChalfie)，USA首次将其在线虫中表达首次将其在线虫中表达（绿色荧光蛋白）（绿色荧光蛋白）第33页，共44页，编辑于2022年，星期五分子生物学发展的分子生物学发展的三大支持学科三大支持学科细胞生物学、遗传学、生物化学细胞生物学、遗传学、生物化学第34页，共44页，编辑于2022年，星期五1839-1847年年 Matthias Schleiden&Theodor Schwann细胞的化学组成，细胞器的结构，细胞骨架，生细胞的化学组成，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物大分子在细胞中的定位及功能 生物体由细胞组成生物体由细胞组成 所有组织的最基本单元所有组织的最基本单元-形状相似，高度分化的细胞形状相似，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细胞学说细胞学说第35页，共44页，编辑于2022年，星期五GregorMendel1864年年GeneticsMolecularGeneticsGenestructureGeneduplicationGeneexpressionGenerecombinationGenemutation分子生物学发展的三大支撑学科分子生物学发展的三大支撑学科分子生物学发展的三大支撑学科分子生物学发展的三大支撑学科遗传因子假说遗传因子假说Genetics第36页，共44页，编辑于2022年，星期五BiochemistryNucleicAcidChemistryProteinChemistry(1936年年JamesSumner)NobelPrizeinChemistry1946分子生物学发展的分子生物学发展的分子生物学发展的分子生物学发展的 三大支撑学科三大支撑学科三大支撑学科三大支撑学科Enzymatic nature of crystalline ProteinBiochemistryWhatgenesare&Howtheyact?第37页，共44页，编辑于2022年，星期五分子生物学研究的分子生物学研究的三大主要领域三大主要领域第38页，共44页，编辑于2022年，星期五基因分子生物学基因分子生物学结构生物学结构生物学生物大分子的结构与功能生物大分子的结构与功能生物大分子之间的互作生物大分子之间的互作 DNAprotein Hormonereceptor Enzyme-substrate基因的概念基因的概念基因的结构基因的结构基因的复制基因的复制基因的表达基因的表达基因的重组基因的重组基因的突变基因的突变生物技术理论生物技术理论与应用与应用基因工程基因工程细胞工程细胞工程酶工程酶工程发酵工程发酵工程蛋白质工程蛋白质工程狭义的分子生物学狭义的分子生物学第39页，共44页，编辑于2022年，星期五分子生物学研究领域共同遵循分子生物学研究领域共同遵循三大基本原则三大基本原则第40页，共44页，编辑于2022年，星期五构成生物大分子的构成生物大分子的单体单体是相同的是相同的生物遗传信息的表达的生物遗传信息的表达的中心法则中心法则相同相同DNARNApolypeptidesproteincharacter高级结构高级结构生物大分子之间的互作生物大分子之间的互作个性个性分子生物学的三大原则分子生物学的三大原则分子生物学的三大原则分子生物学的三大原则共同的核酸语言共同的核酸语言 共同的蛋白质语言共同的蛋白质语言生物大分子生物大分子单体的各种排列组合单体的各种排列组合（核苷酸，氨基酸）（核苷酸，氨基酸）protein第41页，共44页，编辑于2022年，星期五分子生物学分子生物学分子结构生物学分子结构生物学分子发育生物学分子发育生物学分子神经生物学分子神经生物学分子育种学分子育种学分子肿瘤学分子肿瘤学分子细胞生物学分子细胞生物学分子免疫学分子免疫学分子病毒学分子病毒学分子生理学分子生理学分子考古学分子考古学分子遗传学分子遗传学分子数量遗传学分子数量遗传学分子生态学分子生态学分子进化学分子进化学.分子生物学的延伸分子生物学的延伸分子生物学分子生物学已经渗透到生物学的几乎所有领域已经渗透到生物学的几乎所有领域分子生物学分子生物学已经成为生命科学领域的带头学科已经成为生命科学领域的带头学科 第42页，共44页，编辑于2022年，星期五基因的分子生物学基因的分子生物学.杨焕明译杨焕明译.科学出版社科学出版社.2005主要参考书目录主要参考书目录Gene(IX).BenjaminLewin.科学出版社科学出版社.2007GenesVIII.BenjaminLewin,OxfordUniversityPress,2004基因基因9网上阅读：网上阅读：http:/
