MolecularBiology9/21/20232生命科學學院對同學們的幾點要求：1、認真聽講，勤做筆記課堂紀律2、舉一反三，溫故知新做好預習、復習。3、勤學多問，孜孜不倦善于勤學多問，與老師、同學多交流探討。4、跟蹤前沿，引申思維經常查閱相關文獻，關注有關科技新聞。9/21/20233生命科學學院9/21/20234生命科學學院轉基因超級鼠(supermouse)9/21/20235生命科學學院綠色熒光蛋白(greenfluorescentprotein,GFP)9/21/20236生命科學學院9/21/20237生命科學學院抗除草劑作物9/21/20238生命科學學院Twotomatoplantsartificiallyinoculatedwithbacterialspeckdisease9/21/20239生命科學學院GMcottonGM,geneticallymodified9/21/202310生命科學學院9/21/202311生命科學學院Chapter1Introduction1.ThedefinitionofMolecularBiologyandthedevelopmenthistory2.Modelorganisms3.MethodologyofMolecularBiology9/21/202312生命科學學院指從分子水平研究蛋白質、核酸等生物大分子的結構與功能，從而闡明生命現象本質的科學。ThedefinitionofMolecularBiology1、廣義上的定義9/21/202313生命科學學院Biomacromolecule(生物大分子)核酸（Nucleicacid）

、蛋白質（Protein）、多糖(Saccharide)等具有重要功能的較大分子量物質。molecularweight(mw)104-1012p152、研究對象NucleicacidProteinSaccharide9/21/202314生命科學學院3、狹義上的定義UniversityofKansasRobertF.WeaverMolecularbiologyisthestudyofgenesandtheiractivitiesatthemolecularlevel,includingDNAreplication,transcription,translation,recombinationandtranslocation.偏重于核酸方面的研究，指研究DNA的復制、轉錄、翻譯、重組和易位等過程。9/21/202315生命科學學院MolecularBiologyBiochemistryMicrobiologyCellBiologyGeneticsBioinformaticsImmunologyNeurobiologyOthers4、與其它學科之間的關系9/21/202316生命科學學院1.準備和醞釀階段（19世紀后期－20世紀50年代）2.現代分子生物學的建立和發展階段（20世紀50年代－70年代）3.初步認識生命本質并開始改造生命的深入發展階段（20世紀70年代后）Thedevelopmenthistoryofmolecularbiology9/21/202317生命科學學院1.準備和醞釀階段確定了蛋白質是生命的主要基礎物質19世紀末證明酵母無細胞提取液能使糖發酵產生酒精，第一次提出酶（enzyme）的名稱，酶是生物催化劑。20世紀20-40年代提純和結晶了一些酶（包括尿素酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、黃酶、細胞色素C、肌動蛋白等），證明酶的本質是蛋白質。1902年EmilFisher證明蛋白質結構是多肽；40年代末，Sanger創立二硝基氟苯（DNFB）法、Edman發展異硫氰酸苯酯法分析肽鏈N端氨基酸；1953年Sanger和Thompson完成了第一個多肽分子--胰島素A鏈和B鏈的氨基全序列分析。9/21/202318生命科學學院確定了生物遺傳的物質基礎是DNA1868年F.Miescher就發現了核素（nuclein），但是在此后的半個多世紀中并未引起重視。20世紀20-30年代已確認自然界有DNA和RNA兩類核酸，并闡明了核苷酸的組成。1944年O.T.Avery等證明了肺炎球菌轉化因子是DNA；1952年A.D.Hershey和M.Chase用DNA35S和32P分別標記T2噬菌體的蛋白質和核酸，感染大腸桿菌的實驗進一步證明了是遺傳物質。1949-1952年S.Furbery等的X-線衍射分析闡明了核苷酸并非平面的空間構像，提出了DNA是螺旋結構；1948-1953年Chargaff等用新的層析和電泳技術分析組成DNA的鹼基和核苷酸量，積累了大量的數據，提出了DNA鹼基組成A=T、G=C的Chargaff規則，為堿基配對的DNA結構認識打下了基礎。9/21/202319生命科學學院2.現代分子生物學的建立和發展階段遺傳信息傳遞中心法則的建立1953年Watson和Crick提出的DNA雙螺旋結構模型作為現代分子生物學誕生的里程碑開創了分子遺傳學基本理論建立和發展的黃金時代。1956年A.Kornberg首先發現DNA聚合酶；1958年Meselson及Stahl用同位素標記和超速離心分離實驗為DNA半保留模型提出了證明；60年代Nirenberg、Ochoa以及Khorana等幾組科學家的共同努力破譯了RNA上編碼合成蛋白質的遺傳密碼;1968年Okazaki（岡畸）提出DNA不連續復制模型；1972年證實了DNA復制開始需要RNA作為引物；70年代初獲得DNA拓撲異構酶，并對真核DNA聚合酶特性做了分析研究；這些都逐漸完善了對DNA復制機理的認識。9/21/202320生命科學學院對蛋白質結構與功能的進一步認識1956-58年Anfinsen和White根據對酶蛋白的變性和復性實驗，提出蛋白質的三維空間結構是由其氨基酸序列來確定的。1958年Ingram證明正常的血紅蛋白與鐮刀狀細胞溶血癥病人的血紅蛋白之間，亞基的肽鏈上僅有一個氨基酸殘基的差別，使人們對蛋白質一級結構影響功能有了深刻的印象。9/21/202321生命科學學院3.初步認識生命本質并開始改造生命的深入發展階段1967-1970年R.Yuan和H.O.Smith等發現的限制性核酸內切酶為基因工程提供了有力的工具；1972年Berg等將SV-40病毒DNA與噬菌體P22DNA在體外重組成功，轉化大腸桿菌，使本來在真核細胞中合成的蛋白質能在細菌中合成,打破了種屬界限；1977年Boyer等首先將人工重組入質粒，成功地在大腸桿菌中合成得到這14肽；1978年Itakura（板倉）等使人生長激素191肽在大腸桿菌中表達成功；1979年美國基因技術公司用人工合成的人胰島素基因重組轉入大腸桿菌中合成人胰島素。至今我國已有人干擾素、人白介素2、人集落刺激因子、重組人乙型肝炎疫苗、基因工程幼畜腹瀉疫苗等多種基因工程藥物和疫苗進入生產或臨床試用，世界上還有幾百種基因工程藥物及其它基因工程產品在研制中，成為當今農業和醫藥業發展的重要方向，將對醫學和工農業發展作出新貢獻。9/21/202322生命科學學院1944,AveryOT,etal——GeneticMaterialisDNA,notproteinAveryOTMacLeodCMMcCartyM9/21/202323生命科學學院1953"fortheirdiscoveriesconcerningthemolecularstructureofnucleicacidsanditssignificanceforinformationtransferinlivingmaterial"TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine19629/21/202324生命科學學院DNAX-raydiffractionfromFranklinPaulingLinusWatson&Crick9/21/202325生命科學學院TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine19681966

"fortheirinterpretationofthegeneticcodeanditsfunctioninproteinsynthesis"HolleyRWKhoranaHGNirenbergMW9/21/202326生命科學學院9/21/202327生命科學學院TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1978ArberWNathansDSmithH1968

"forthediscoveryofrestrictionenzymesandtheirapplicationtoproblemsofmoleculargenetics"9/21/202328生命科學學院theNobelPrizeinchemistry1980BoyerHBergP1972"forhisfundamentalstudiesofthebiochemistryofnucleicacids,withparticularregardtorecombinant-DNA"9/21/202329生命科學學院TheNobelPrizeinChemistry1980SangerF1977"fortheircontributionsconcerningthedeterminationofbasesequencesinnucleicacids"9/21/202330生命科學學院TheNobelPrizeinChemistry1993MullisF1985"forhisinventionofthepolymerasechainreaction(PCR)method"9/21/202331生命科學學院1996,WilmutcreatedthefirstsomaticclonedsheepWilmutIandDolly9/21/202332生命科學學院9/21/202333生命科學學院Humangenomeproject54%

1%7%33%

2%

3%9/21/202334生命科學學院楊煥明9/21/202335生命科學學院WhatisModelorganismTheorganismchosenforunderstandbroadbiologicalprinciplesiscalledamodelorganism.模式生物的選擇主要是根據研究的目的、取材的方便、實驗方法的可行、生物周期的長短、遺傳背景情況、是否具有遺傳改造和表型分析手段、是否有利于國際同行的交流等因素而決定的。

9/21/202336生命科學學院TheCharacteristicsofGood

ModelOrganisms

rapiddevelopmentwithshortlifecycles,smalladultsize,readyavailability,tractability（溫順的）(Bolker,1995).9/21/202337生命科學學院CommonModelOrganismsDrosophilaMelanogaster(FruitFly,果蠅)CaenorhabditisElegans(Nematode,線蟲)MusMusculus(Mouse,小鼠)DanioRerio(Zebrafish,斑馬魚)ArabidopsisThamana(CommonWallCress,擬南芥)Escherichiacoli

（大腸桿菌）……9/21/