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chapt01绪论1

yeye
2013-03-20 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《chapt01绪论1ppt》,可适用于高等教育领域

田生礼胡章立田生礼胡章立sltianszueducnhuzlszueducnRoom:SRoom:S本门课的教学方法和形式*本门课的教学方法和形式一、教学方法教师主讲和学生参与相结合。教师主讲在规定的学时授课时间中为教师讲授。内容:教材与教师的教学课件。学生主动参与课堂教学积极完成教师布置的作业*二、教学形式教师与学生互动的形式。提倡学生提问题:()自己没听懂的问题()教师讲错的问题()自己课余收集来的问题()本门课相关的问题提倡学生课余阅读参考资料*()教师推荐的参考书()互联网上自己查询()学术期刊上自己查询要求学生完成老师留的作业本学期可能有随堂小测验。本门课的考核办法*本门课的考核办法将采用卷面成绩与平时成绩相结合的办法。一、期末考试形式闭卷考试内容以课堂讲授内容为主(包括期中考过内容)。*复习答疑不设专门的复习答疑时间。重点范围重点内容课堂讲授考前不指点重点范围。出题形式多样选择题、填空体、判断题、名词解释题、简答题、问答题等。*二、平时成绩随堂讨论和作业、考勤(占%)主要考查听课状况和对所学内容的理解随堂考试(占%)三、总成绩计算期末考试成绩()平时成绩()主要参考书主要参考书赵亚华分子生物学教程科学出版社朱玉贤李毅现代分子生物学高等教育出版社沈栩非方福德真核基因表达调控高教出版社BenjaminLewinGenesXI,PearsonPrenticeHall,RobertFWeaverMolecularbiologyMcGRAWHill*分子生物学教程分子生物学教程赵亚华编著科学出版社年月第三版第章绪论Introduction普通高等教育“十一五”国家级规划教材分子生物学的概念*分子生物学的概念分子生物学的概念(Whatismolecularbiology)是研究核酸、蛋白质等生物大分子结构与功能并从分子水平上阐述这些大分子之间相互作用的关系及其基因表达调控机理的学科。TheattempttounderstandbiologicalphenomenainmoleculartermsThestudyofgenestructureandfunctionatthemolecularlevel广义分子生物学:包括对蛋白质和核酸等生物大分子结构与功能的研究。狭义分子生物学:核酸的分子生物学范畴(或基因的分子生物学)。**人们对于生命活动的研究经历了一个漫长的过程。最早从研究动、植物的形态解剖和分类学到后来细胞学、遗传学、微生物学、生理学和生物化学的研究进入了细胞细胞水平。形态细胞染色体基因DNAdNt还原论*世纪末荷兰显微镜专家AntonyVanLeeuwenhoek德国植物学家和显微镜大师MatthiasSchleiden德国细胞学、生理学家和显微镜大师TheodorSchwann细胞学说*以生物大分子为研究目标的分子生物学逐渐形成为独立的学科并迅速成为现代生物学领域中最具活力的科学。对了解整个生命现象的本质起到了重要的推动作用然而这种了解仍然是独立、片面的并非完整的研究策略。*Genome:是一种生物体或个体细胞所具有的一套完整的基因及其调控序列。Genomics:StructuralGenomicsFunctionalgenomicsProteome:指的是基因组所表达的全部相应的蛋白质。(某种特定组织或细胞中的全部蛋白质)。ProteomicsFunctionalgenomics反向生物学阶段反向生物学:是指利用重组DNA技术和离体诱变的方法研究已知结构的基因导入相应的生物体中研究基因相应的功能。分子生物学的研究内容*分子生物学的研究内容分子生物学是研究生物学现象的分子基础所有生命科学的范畴。因此对分子生物学研究内容的界定也比较困难。但是按照狭义分子生物学的定义可以把现代分子生物学的研究内容概括如下。基因与基因组的结构与功能*基因与基因组的结构与功能年代以前从细胞染色体水平属于基因的染色体遗传学。年代之后从DNA分子水平基因的分子生物学。近年基因重组技术DNA测序技术的应用使基因的研究进入了反向生物学阶段。DNA的复制、转录和翻译*DNA的复制、转录和翻译主要研究的是基因的复制和转录过程中相关酶和蛋白调控因子的相互作用。转录产物mRNA的剪切和剪接机制。剪切复合体的组装激酶的调控等。蛋白质新生肽的折叠与功能等。基因的表达调控的研究*基因的表达调控的研究基因表达调控的信号传导基因表达调控的调控元件转录因子及RNA的剪接选择性剪切等。肿瘤细胞中基因的表达和调控。microRNA对基因表达调控的作用。*DNA重组技术DNA重组技术的主要目的()生产具有药用价值的多肽类物质比如干扰素重组人胰岛素等。()定向改造某些生物体的基因结构比如抗逆作物嗜油微生物等。()用于基础研究。比如基因治疗蛋白质工程等等。结构分子生物学*结构分子生物学生物大分子的作用前题:具有特定的结构发挥作用的过程中必定存在着结构和构象的变化。必须拥有特定的空间结构(三维结构)必定存在着结构和构象的变化。结构分子生物学:就是研究生物大分子特定的空间结构以及结构的运动变化与其生物学功能关系的科学。结构分子生物学在今后仍是生命科学发展的基础学科。*Crick:…我本人的思想是基于两个基本原理我称之为序列假说(sequencehypothesis)和中心法则(centraldogma)…Sequencehypothesis:核酸片段的特异性完全由其碱基序列所决定而且这种序列是某一蛋白质氨基酸序列的密码。Centraldogma:信息一但进入蛋白质它就不可能再输出。分子生物学研究的基本原则*★构成生物大分子的单体是相同的★生物遗传信息的表达的中心法则相同分子生物学的三大原则共同的核酸语言共同的蛋白质语言★生物大分子单体的排列(核苷酸氨基酸)*分子生物学与生物化学之间的关系Tounderstandbiologicalphenomenaatmolecularlevelisdifficulttodistinguishfrombiochemistry分子生物学是在分子水平上研究生命的现象。生物化学是在分子水平上研究生命现象的化学本质。*从学科范畴讲分子生物学包括了生物化学但研究的基本内容许多属于生物化学范畴。研究方向上分生:研究蛋白质、核酸大分子的结构与功能及其相互作用。而生化研究的是大分子的组成代谢等。研究方法上采用生物化学、遗传学探索结构与功能。而生化研究方法是采用化学和生理学的方法探索生命的化学过程。解决分子转化与能量转化的问题。*年MatthiasSchleidenTheodorSchwann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分子生物学发展的三大支撑学科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*GregorMendel年GeneticsMolecularGeneticsGenestructureGeneduplicationGeneexpressionGenerecombinationGenemutation分子生物学发展的三大支撑学科遗传因子假说Genetics*BiochemistryNucleicAcidChemistryProteinChemistry(年JamesSumner)NobelPrizeinChemistry分子生物学发展的三大支撑学科EnzymaticnatureofcrystallineProteinBiochemistryWhatgenesareHowtheyact*分子生物学的发展历程*NobelmedalHalfapoundofkaralgoldinchesacross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DNA遗传物质的确定和遗传信息传递的认识阶段*DNA遗传物质的确定和遗传信息传递的认识阶段人类对DNA和遗传信息的传递的认识阶段*人类对DNA和遗传信息的传递的认识阶段年瑞士化学家米歇尔(Miesher,F-)首先从脓细胞分离出细胞核用碱抽提再加入酸得一种含氮和磷特别丰富的沉淀物质当时曾叫它为核质。*GregorMendelAustriaScientist,Publishedtheresultsofhisinvestigationsofthe“inheritanceoffactors"inpeaplantsMendel'sprincipleswereindependentlydiscoveredandverified,markingthebeginningofmoderngeneticsGregorMendel**"forhisdiscoveriesconcerningtheroleplayedbytheChromosomeinheredity,demonstratedthatgenesareonthechromosome"Proposedatheoryofsexlinkedinheritanceforthefirstmutationdiscoveredinthefruitfly,Drosophila,whiteeyeThomasHuntMorganinPhysiologyorMedicineNobelPrize*GeorgeBeadleandEdwardTatumestablishthatonegenemakesoneenzymeorprotein,andsharetheTheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine*OswaldAvery,ColinMacLeod,MaclynMcCartyReportedthattheyhadpurifiedthetransformingprincipalinGriffith'sexperimentandthatitwasDNA年ErwinChargaff提出了Chargaff规则T=AC=G*年ErwinChargaff提出了Chargaff规则T=AC=G*X~rayphotographofDNAwithhighquality(核塘与磷酸连接成的扭曲绳子每一节上都有配对的碱基)King’sLabLondonUniversityUKunflatteringportrayalofFranklininhisaccountofthediscoveryofDNA'sstructure,entitled"TheDoubleHelix,"depictsFranklinasanunderlingofMauriceWilkins,wheninfactWilkinsandFranklinwerepeersintheRandalllaboratoryMauriceWilkinsRosalindFranklin(y)*AlfredHersheyMarthaChaseUsedphagesinwhichtheproteinwaslabeledwithSandtheDNAwithPforthefinalproofthatDNAisthemoleculeofheredityMarthaChase()AlfredHershey()*FrancisCrick(y)分子生物学的重要里程碑JamesWatson(y)丹麦哥本哈根剑桥大学CavendishLab年发表了著名论文**JLederberg(y)PhagetransductionTheNobelPrizeinChemistry"forhisworkonthestructureofproteins,especiallythatofinsulin"FrederickSangerCambridgeUniversity*年Kongberg从Ecoli中分离纯化了DNA聚合酶I这是能在试管中合成DNA的第一个核酸酶。TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicinein*FrancoisJacob(y)JacquesMonod(y)(French)LacOperonTheory()TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicineConceptofmRNA*年他们完成了mRNA上编码种氨基酸的三联密码子遗传密码的破译工作。SharedtheNobelPrizeforPhysiologyorMedicine*MaxDelbruck(y)SharedtheNobelPrizeforPhagegroupPhageinfectioncycleandDNAasgeneticmaterialAlfredHershey(y)重组DNA技术的建立和发展*重组DNA技术的建立和发展*DNA连接酶是年GellertM(NIHMaryland),OliveraBM(StanfordschoolofMedicine,CA)WeissB(HarvardMedicalSchool)三个实验室同时发现的。它是一种封闭DNA链上切口的酶借助ATP或NAD水解提供的能量催化DNA链的'P与另一DNA链的'OH生成磷酸二酯键。***PaulBergHerbBoyerProducedthefirstrecombinantDNAmoleculesTheySharedtheNobelPrizeinChemistry"forhisfundamentalstudiesofthebiochemistryofnucleicacids,withparticularregardtorecombinantDNA",*重组DNA技术的应用和分子生物学迅速发展阶段*重组DNA技术的应用和分子生物学迅速发展阶段*TheNobelPrizeinChemistry“forherdiscoveryofDNAtransposableelement”genesaretransposabletheycanmovearoundonandbetweenchromosomesBarbaraMcClintockColdSpringHarborLaboratoryinNewYork*TheNobelPrizeinChemistry"fortheirdiscoveryofcatalyticpropertiesofRNARibozyme"SidneyAltmanYaleUniversityNewHaven,CT,USAThomasRCechUniversityofColoradoBoulder,CO,USA      *KaryBMullisPublishedapaperdescribingthepolymerasechainreaction(PCR),themostsensitiveassayforDNAyetdevisedTheNobelPrizeinChemistry"forhisinventionofthepolymerasechainreaction(PCR)method"***PatrickOBrown,ProfessorofStanfordUniversitypresentedthe'genechip'containingdifferentgenespecificsequencesoftheyeastgenomeThisisofgreatbenefitinmappingthegenomes*IanWilmutatScotland'sRoslinInstitutepresented"Dolly",asheepclonedfromthecellofanadultmammarygland*WilmutandhiscoworkerscompletedtheirfeatbytransferringthenucleifromvarioustypesofsheepcellsintounfertilizedsheepeggsfromwhichthenaturalnucleihadbeenremovedbymicrosurgeryOncethetransferwascomplete,therecipienteggscontainedacompletesetofgenes,justastheywouldiftheyhadbeenfertilizedbyspermTheeggswerethenculturedforaperiodbeforebeingimplantedintosheepthatcarriedthemtoterm,oneofwhichculminatedinasuccessfulbirthTheresultinglambwas,asexpected,anexactgeneticcopy,orclone,ofthesheepthatprovidedthetransferrednucleus,notofthosethatprovidedtheegg***“fortheirdiscoveriesconcerninggeneticregulationoforgandevelopmentandprogrammedcelldeath”in*TheNobelPrizeinChemistry"fordiscoveriesconcerningchannelsincellmembranes"PeterAgreJohnsHopkinsUniversitySchoolofMedicineBaltimore,MD,USARockefellerUniversityNewYork,NY,USAHowardHughesMedicalInstitutebRoderickMacKinnonJohnsHopkinsUniversitySchoolofMedicineBaltimore,MD,USARockefellerUniversityNewYork,NY,USAHowardHughesMedicalInstituteb"forthediscoveryofwaterchannels""forstructuralandmechanisticstudiesofionchannels"*HowardHughesMedicalInstitute,ColumbiaUniversity,NewYork,NY,USALindaBBuckRichardAxelFredHutchinsonCancerResearchCenterSeattle,WA,USAb瑞典卡罗林斯卡医学院和瑞典皇家科学院宣布了年度诺贝尔医学生理学奖的归属。美国科学家RichardAxel和LindaBBuck因为在气味受体和嗅觉系统的研究贡献而一同分享了今年的生理学医学奖。()"fortheirdiscoveryofRNAinterferencegenesilencingbydoublestrandedRNA“()*"fortheirdiscoveryofRNAinterferencegenesilencingbydoublestrandedRNA“()AndrewZFireStanfordUniversitySchoolofMedicineStanford,CA,USACraigCMelloUniversityofMassachusettsMedicalSchool"fortheirdiscoveriesofprinciplesforintroducingspecificgenemodificationsinmicebytheuseofembryonicstemcells“()*"fortheirdiscoveriesofprinciplesforintroducingspecificgenemodificationsinmicebytheuseofembryonicstemcells“()MarioRCapecchiUniversityofUtahSaltLakeCity,UT,USAHowardHughesMedicalInstitute(inItaly)SirMartinJEvansUnitedKingdomCardiffUniversityCardiff,UnitedKingdomOliverSmithiesUniversityofNorthCarolinaatChapelHillChapelHill,NC,(inUnitedKingdom)"forhisdiscoveryofhumanpapillomavirusescausingcervicalcancer"*"forhisdiscoveryofhumanpapillomavirusescausingcervicalcancer"HaraldzurHausenGermanyGermanCancerResearchCentreHeidelberg,Germany"fortheirdiscoveryofhumanimmunodeficiencyvirus“()FrançoiseBarréSinoussiFranceRegulationofRetroviralInfectionsUnit,VirologyDepartment,InstitutPasteurParis,FranceHaraldzurHausenFranceWorldFoundationforAIDSResearchandPreventionParis,France"forthediscoveryofhowchromosomesareprotectedbytelomeresandtheenzymetelomerase“()*"forthediscoveryofhowchromosomesareprotectedbytelomeresandtheenzymetelomerase“()RobertGeoffreyEdwards,physiologistandpioneerinreproductivemedicine,andinvitrofertilizationHewontheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine"forthedevelopmentofinvitrofertilization"*TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicineshallbedivided,withonehalfjointlytoBruceABeutlerandJulesAHoffmannfortheirdiscoveriesconcerningtheactivationofinnateimmunityandtheotherhalftoRalphMSteinmanforhisdiscoveryofthedendriticcellanditsroleinadaptiveimmunity*JulesAHoffmannBruceABeutlerRalphMSteinman*二十一世纪生物学发展的趋势*世纪生命科学发展的趋势对生命现象的认识从单基因水平向全基因组整体水平发展现代生命科学研究的理论与技术从较长期的积累走向应用人类基因组计划推动了基因组工业的兴起人类基因组计划的实施带动了新学科的产生和发展人类基因组计划的完成从序列结构向功能转移后基因组时代的主要任务是研究细胞内的全部表达谱即从基因组到蛋白组。基因组(Genome)、基因组学(Genomics)及功能基因组学(Functionalgenomics)蛋白组(Proteome)及蛋白组学(Proteomics)生物信息学(Bioinformatics)*世纪生命科学发展的趋势*Genomics功能基因组学基因组:是一种生物体或个体细胞所具有的一套完整的基因及其调控序列。*Structuralgenomics基因组的全序列高密度的分子标记图谱高精度的物理图谱转录水平上的表达图谱大规模的蛋白质构型模拟*蛋白组学(Proteomics)蛋白组学(Proteomics)*蛋白组:指的是一个基因组所表达的全部相应的蛋白质。(某种特定组织或细胞中所表达的全部蛋白质)。年科学家提出了功能蛋白质组(functionalproteome),指的是在特定时间、特定环境和实验条件下基因组活跃表达的蛋白质*计算计语言分辨提取分析比较预测生物信息生物大分子的结构与功能信息生物信息学(Bioinformatics)*结构生物学(StructuralBiology)分子发育生物学(MolecularDevelopingBiology)*神经基质神经通道信息传递分子神经生物学(MolecularNeurobiology)*个抑癌基因被证实(P,P,ERBA,WT,NF等)分子肿瘤学(MolecularTumorology)*分子生物学技术的进展DNA芯片技术的发展基因表达连续分析技术噬菌体表面展示技术分子标记技术研究酵母双杂交技术RNAi技术的研究*基因工程研究进展转基因植物转基因动物克隆动物基因治疗生物制药产业的发展*应用生物学发展生物技术*Thanks!

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