6分子生物学pvr.pptx

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1、分子生物学分子生物学第一节第一节分子生物学进展与研究内容分子生物学进展与研究内容一、分子生物学发展简史一、分子生物学发展简史（一）准备与酝酿阶段（一）准备与酝酿阶段(19世纪后期世纪后期-20世纪世纪50年代初年代初)(1)确定了蛋白质是生命的主要物质确定了蛋白质是生命的主要物质-19世纪末世纪末 Bucher兄弟兄弟:酶是生物催化剂酶是生物催化剂20世纪世纪30-40年代年代:酶的本质是蛋白质酶的本质是蛋白质许多生命现象许多生命现象(生命代谢活生命代谢活动动)与酶有关与酶有关,可用纯酶或蛋白质在体外重复。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确定生物遗传基础物质是DNA-1

2、944年年O.T.Avey 证明肺炎球菌转化因子是证明肺炎球菌转化因子是DNA1952年年A.D.Hershey 和和M.Chase进一步证明进一步证明DNA是遗传物质是遗传物质（二）现代分子生物学的建立和发展（二）现代分子生物学的建立和发展(50-70年代年代)里程碑里程碑:1953年年Watson&Crick DNA双螺旋链。双螺旋链。（1962nobel）James D.WatsonFrancis H.Crick 本阶段的标志性进展：本阶段的标志性进展：遗传信息传递中心法则的建立遗传信息传递中心法则的建立:DNA 复制将信息传给子代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

3、中介作用在遗传信息传到蛋白质过程中起着中介作用;mRNA与与DNA序列互补。序列互补。认识到蛋白质是接受认识到蛋白质是接受RNA的遗传信息而合成的遗传信息而合成,破译了破译了RNA上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。本过程。二、分子生物学主要研究内容二、分子生物学主要研究内容1.核酸的分子生物学核酸的分子生物学l研究核酸的结构及功能研究核酸的结构及功能(包括核酸包括核酸/基因组的结基因组的结构、遗传信息的复制、转录一翻译、核酸储存构、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的信息

4、修复与突变、基因表达调控和基因工程技术的发展等技术的发展等)2.蛋白质的分子生物学蛋白质的分子生物学l研究执行各种生命功能的主要大分子研究执行各种生命功能的主要大分子-蛋白质蛋白质的结构与功能的结构与功能 3.细胞信息转导的分子生物学细胞信息转导的分子生物学 研究细胞内研究细胞内/细胞间信息传递的分子基础。细胞间信息传递的分子基础。外源信号外源信号 细胞细胞 （转为一系列生物化学变化（转为一系列生物化学变化 如蛋白质构象转变、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）蛋白质分子磷酸化、蛋白相互间的变化等）细胞增殖细胞增殖/分化分化/分泌分泌 （适应环境需要）（适应环境需要）研究的

5、目标研究的目标是阐明每一种信号转导与传递的途径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参与该途径的所有分子的作用和调节方式/各途各途 径间的网络调控系统。径间的网络调控系统。第二节第二节 基因与基因工程基因与基因工程l基因基因(1909年丹麦年丹麦W.L.Johannsen)：DNA分分子中含有特定遗传信息的一段核苷酸序列子中含有特定遗传信息的一段核苷酸序列，是，是遗传物质的最小功能单位。遗传物质的最小功能单位。l基因位于细胞核的染色体上基因位于细胞核的染色体上;其通过复制把遗其通过复制把遗传信息传递给下一代传信息传递给下一代,从而使后代表现出与亲从而使后代表现

6、出与亲代相似的性状。代相似的性状。l正常人体有正常人体有23对染色体对染色体,长度总和约长度总和约1600亿公亿公里里;其中的性染色体其中的性染色体X-Y是决定性别的。是决定性别的。l基因分三类：基因分三类：编码蛋白质基因（具有转录和翻译功能）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只有转录功能限无翻译功能的基因不转录基因（调控基因）不转录基因（调控基因）你能区别下列概念么？你能区别下列概念么？lDNAl基因基因l染色体、常染色体、性染色体染色体、常染色体、性染色体l染色质染色质lDNAl基因基因l染色体染色体：核内，线形结构：核内，线形结构,由核酸和蛋白质构成由核酸

7、和蛋白质构成,能被碱性能被碱性染料着色（载有基因染料着色（载有基因,有贮存和传递遗传信息的作用）。有贮存和传递遗传信息的作用）。l常染色体常染色体：在人体细胞的：在人体细胞的23对染色体中对染色体中,第第122对染色体对染色体是男女两性所共有的是男女两性所共有的,称常染色体。称常染色体。l性染色体性染色体：在人体细胞的：在人体细胞的23对染色体中对染色体中,除了除了22对常染色对常染色体以外体以外,还有还有1对直接与决定性别有关的性染色体。性染色对直接与决定性别有关的性染色体。性染色体在女子是体在女子是XX染色体染色体,而在男子是而在男子是XY染色体。染色体。l染色质染色质：染色体和染色质成分

8、一样，但构型不一。它们是：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。成染色体。l基因组：基因组：一个物种中所有基因的整体组成。即一个物种中所有基因的整体组成。即总体总体DNA核苷酸顺序核苷酸顺序。l人类细胞基因组：通常指包括人类细胞基因组：通常指包括X-Y染色体在内染色体在内的的23对染色

9、体中的所有基因。对染色体中的所有基因。l人类基因组计划人类基因组计划(Human Genome Project,HGP)l旨在阐明人类基因组旨在阐明人类基因组30亿个碱基对的序列亿个碱基对的序列,发发现所有人类基因并搞清其在染色体上的位置现所有人类基因并搞清其在染色体上的位置,破破译人类全部遗传信息译人类全部遗传信息,使人类第一次在分子水平使人类第一次在分子水平上认识自我。上认识自我。HGP进展简况：进展简况：-1985年年 美国科学家提出美国科学家提出 -1990年年 正式启动正式启动 30亿美元亿美元 -1996年年 后基因组学后基因组学 -2001年年 Venter（美）等报道完成了人类

10、基因组（美）等报道完成了人类基因组草图测序。草图测序。展望展望:利用基因组全系列所提供的信息进行各种疾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病的基因定位研究和治疗Venter（美）（美）二、基因工程二、基因工程l基因工程：通过人的意志基因工程：通过人的意志,对不同生物的遗传对不同生物的遗传基因进行基因进行切割、拼接、和重组切割、拼接、和重组,再转入生物体再转入生物体内内,产生出人们期望的产物，或创造出具有新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。遗传特征的生物类型。l基因工程的核心技术是基因工程的核心技术是DNA重组技术重组技术l基因工程步骤：基因工程步骤

11、：(1)获取符合要求的获取符合要求的DNA片段片段(目的基因目的基因)-(2)用特异限切酶切割用特异限切酶切割 目的基因目的基因 和和载体载体DNA-(3)重组重组DNA(将目的基因与质粒或病毒将目的基因与质粒或病毒DNA连接连接)-(4)将将重组重组DNA 引入某种细胞引入某种细胞 (5)把能表达的目的基因受体细胞挑选出来把能表达的目的基因受体细胞挑选出来-从从20世纪世纪80年代始年代始,基因工程药品基因工程药品 疫苗等产品广泛疫苗等产品广泛 应用于医药领域应用于医药领域;基因工程技术在农、林、牧、渔等基因工程技术在农、林、牧、渔等行业也大显身手行业也大显身手,培育出许多高产质优抗性强的新

12、品种。培育出许多高产质优抗性强的新品种。第三节第三节 基因与疾病基因与疾病一、基因结构变异一、基因结构变异 基因突基因突变变：基因的核苷酸碱基或基因的核苷酸碱基或顺顺序序发发生改生改变变。仅仅涉及涉及DNA分子中分子中单单个碱基改个碱基改变变者称者称点突点突变变;涉及多涉及多 个碱基的个碱基的还还有有缺失缺失、重复重复、和、和 插入插入等形式。等形式。基因突变的种类（略）：基因突变的种类（略）：二、癌基因和抑癌基因二、癌基因和抑癌基因（一）癌基因（一）癌基因:在在体外体外引起细胞转化、在引起细胞转化、在体内体内引起引起癌瘤的一类基因。由于癌基因在正常细胞中以非癌瘤的一类基因。由于癌基因在正常细

13、胞中以非激活形式存在激活形式存在,故又称为故又称为原癌基因原癌基因。原癌基因的特点原癌基因的特点:广泛存在于生物界中广泛存在于生物界中;基因系列呈高度保守性基因系列呈高度保守性;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；伤愈合等所必需；在某些因素作用（如射线、化学物质等在某些因素作用（如射线、化学物质等)下下,原癌基因被激活原癌基因被激活.常见的癌基因家族常见的癌基因家族原癌基因原癌基因 功能功能 相

14、关肿瘤相关肿瘤src家族家族 非受体酪氨酸激酶非受体酪氨酸激酶 鲁斯氏肉瘤鲁斯氏肉瘤ras家族家族 G-蛋白蛋白 肺癌、结肠癌、膀胱癌、直肠癌肺癌、结肠癌、膀胱癌、直肠癌myc家族家族 转录因子转录因子 淋巴瘤、肺癌、早幼粒白血病淋巴瘤、肺癌、早幼粒白血病Sis家族家族 生长因子生长因子 Erwing网瘤网瘤myb家族家族 转录因子转录因子 结肠癌结肠癌(二二)抑癌基因抑癌基因l抑癌基因：一类抑癌基因：一类抑制抑制C过度生长、增殖过度生长、增殖,从而从而遏制遏制肿瘤形成的基因。肿瘤形成的基因。l对于正常对于正常C,原癌基因和抑癌基因的协调表达原癌基因和抑癌基因的协调表达 是调控是调控C生长的重要分子机制之一。两者相互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或抑癌基因的丢失或失活)，均可导致肿瘤的，均可导致肿瘤的发生。发生。谢谢观看/欢迎下载BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH