Molecular Biology,1.1 二十世紀生命科學的回顧,數、理、化相關學科,生物學實驗技術,滲透 交叉,近代生物學,個性,共性,宏觀生物學（生態學為核心）,微觀生物學（分子生物學為核心）,細胞水平,分子水平,結構生物學，發育生物學，神經生物學等新興學科發展,生物多樣性研究,資源保護與利用,人類生態環境的保護工農業生產持續發展,分子生物學,分子生物學的延伸,21世紀生命科學發展的重要態勢,Define in broadly:understand biological phenomena in molecular terms (difficult to distinguish from biochemistry),Define in restrictively: study of gene structure and their activities in molecular level,1.2 分子生物學的概念,Gene concept Gene structureGene replication Gene expression Gene recombinationGene mutation,Molecular Biology of Gene,What is the gene? Basic property Replication Expression Mutation,DNA Double Helix model,1952 J .Watson and F. Crick,分子生物學誕生,Crick：.我本人的思想是基于兩個基本原理，我 稱之為 序列假說（sequence hypothesis） 和中心法則（central dogma )Sequence hypothesis ： 核酸片段的特異性完全由其堿基序列所決定， 且這種序列是某一蛋白質氨基酸序列的密碼.Central dogma ： 信息一旦進入蛋白質，它就不可能再輸出.,構成生物大分子的單體相同,生物遺傳信息的表達的中心法則相同,高級結構,生物大分子之間的互作,核酸語言(Nt) 蛋白質語言(aa),生物大分子單體的排列（核苷酸，氨基酸）,分子生物學研究領域共同遵循的三大原則,結構生物學,基因分子生物學,生物技術理論與應用,分子生物學研究的三大主要領域,狹義的分子生物學,分子生物學的三大支持學科,細胞生物學 遺 傳 學 生物化學,1839-1847年 Matthias Schleiden & Theodor Schwann,細胞的化學組成，細胞器的結構，細胞骨架，生物大分子在細胞中的定位及功能，細胞的信號傳導等,Molecular Cell biology,Gregor Mendel1864 年,Genetics,Molecular Genetics,Gene structure Gene duplication Gene expression Gene recombination Gene mutation,遺傳因子假說,Genetics,Nucleic Acid Chemistry,Protein Chemistry,(1936年 James Sumner ) Nobel Prize in Chemistry 1946,Enzymatic nature of crystalline Protein,What genes are & How they act?,分子生物學：從分子水平理解生命活動細胞生物學：從細胞水平理解生命活動遺傳學： 從遺傳角度理解生命活動 生物化學：從化學組成角度來理解生物大 分子和生物代謝。普通生物學（動物&植物）& 微生物學： 不同生物類型的特點,分子生物學：從分子水平理解生命活動，主要指遺傳信息的傳遞（復制）、保持（損傷和修復）、基因的表達（轉錄和翻譯）與調控。強調以上各種生命活動（Biochemical processes）：1是什么（what，生物學重要性和具體過程），2所涉及的生物大分子（DNA、RNA、蛋白質) 是如何相互作用使之發生的（how）。,1.3 分子生物學的發展歷程,for his discovery that enzymes can be crystallized,for 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 - 1955,1891 - 1987,1904 - 1971,The Nobel Prize in Chemistry 1946,1958 J. Lederberg (33y),Phage transduction,The Nobel Prize in Chemistry 1958,for his work on the structure of proteins, especially that of insulin,Frederick Sanger,Cambridge University,1918 -,G. Beadle & E. Tatum,One gene-one enzyme,Arthur Kornberg (41y),DNA replication,Isolation of DNA polymerase I,Brooklyn,1959,分子生物學的重要里程碑,1951. James Watson （Luria的第一個研究生 23y),丹麥 哥本哈根 Kalckar Lab.Post-Do,意大利那不勒斯動物研究所 Kings Lab. London Univ. Maurice Wilkins,M. H. F. Wilkins & Rosalind Frankin,Xray photograph of DNA with high quality (核糖與磷酸連接成的扭曲繩子，每一節上都有配對的堿基),1951. Kings Lab. London University UK,Francois Jacob (44y)Jacques Monod (55y) (French),Lac. Operon Theory,1965,Concept of mRNA,1968,R. Holley H.G. Khorana M. Nirenberg,The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1978,for the discovery of restriction enzymes and their application to problems of molecular genetics,Werner Arber,Daniel Nathans,Hamilton O. Smith,Switzerland,Biozentrum der Universitt,Johns Hopkins University School of Medicine Baltimore, USA,Johns Hopkins University School of Medicine Baltimore, USA,1929 -,1928 - 1999,1931 -,The Nobel Prize in Chemistry 1980,for his fundamental studies of the biochemistry of nucleic acids, with particular regard to recombinant-DNA,Paul Berg,Stanford University,1926 -,基因工程誕生,The Nobel Prize in Chemistry 1993,for his invention of the polymerase chain reaction (PCR) method,Kary B. Mullis,1944 -,Programmed Cell Death (PCD) and development,1.4 21世紀生物學 的新熱點及領域,生物大分子的高級三維結構與功能的統一,生物大分子之間的互作 基因的社會學,(Nature 雜志增設 Natural developing biology分冊),Genomics,基因組的全序列 高密度的分子標記圖譜 高精度的物理圖譜 轉錄水平上的表達圖譜 大規模的蛋白質構型模擬,Structural genomics,Functional genomics,利用結構基因組提供的信息 大規模地分析基因的功能 不僅提供基因功能的簡單列表 最終要闡釋基因 如何工作 細胞 組織 個體,計算計語言,分辨，