分子生物学 第一章 概论

第一章 概论

1.1.1分子生物学的概念以及发展简史

• 广义的定义：

  • 在分子水平上解释生物学现象。
    （难以与生物化学区分）

• 严格的定义：

  • 在分子水平上研究基因的结构和功能。

• 起源于遗传学genetics和生物化学biochemistry，然后形成了分子生物学molecular biology

• 分子生物学发展

  • 两个阶段，DNA双螺旋的发展，从奠基阶段到了发展阶段

  • 奠基阶段：传递遗传学

    • 孟德尔：遗传因子
    • 摩根：遗传的染色体理论，证明基因在染色体上

  • 发展阶段

    • 分子遗传学

    • 研究内容：基因的结构和功能

    • 1. 基因的结构
         1. DNA的发现：米歇尔，白细胞，分离出细胞核，得到了酸性成分（核素）
         2. DNA的组成成分：分离得到单核苷酸，核酸主要部分：核糖、磷酸、碱基
         3. DNA的空间结构：里程碑式，1953发表在nature。
      2. 基因的功能
         1. DNA是遗传物质：肺炎双球菌，S型和R型
         2. DNA的半保留复制
         3. one-genelone-enzyme hypothesis：一个基因一种酶，从尿黑酸症发现，一个缺陷的基因会导致一个缺陷的酶。后面通过俊证明了基因和酶的关系。目前更准确的表述：大多数基因含有产生一条多肽链的信息
         4. 基因如何决定多肽？
            1. 转录
            2. 翻译：
               1. 核糖体不是翻译机器，它是根据访问核糖体的mRNA的指令，合成各种不同的蛋白质
               2. 遗传密码的破译
         5. 逆转录的发现
            1. 正常：DNA->RNA->蛋白质，但是后来的发现对这一中心法则进行了补充。
            2. 这就是逆转录，遗传信息可以从RNA->DNA
      3. 基因工程的兴起
         1. 理论基础
         2. 关键技术
            1. 限制性内切酶等工具酶的发现：用来拼接
            2. DNA测序技术的建立：一种是化学反应，另一种是酶的方法，测了序才能进行设计
            3. 质粒载体、病毒载体的利用
         3. PCR技术
            1. 让我们现在需要测序变得非常快
            2. 给一些引物，用在体外，进行DNA的复制等等
      4. 其他进展
         1. 跳跃基因/转座元件
         2. 核酶/Ribozyme
         3. 果蝇中的发育调控
         4. 单细胞克隆技术
         5. 朊病毒的发现
         6. 细胞周期调控
         7. 细胞凋亡
         8. RNA干扰
         9. 基因打靶/gene targeting

1.2.1分子生物学研究概况

• 从还原论到整体论
  • 还原论就是从个体->染色体->基因->核苷酸
  • 整体论从整体揭示生命的奥秘，比如基因组学
• 分子生物学在现代生物学中的地位

• 分子生物学的延伸
• 21世纪生命科学发展的特点
  • 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