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摘要:本文在文献检索得基础上,对分子生物学得发展简史,基本原理，研究领域等作了简单介绍，阐述了分子生物学在人们日常生活中得应用并结合药学专业着重讨论了其在药学及中药开发发面得应用,并进一步对分子生物学未来得研究技术、方向和前景做了展望。
一 前言
生物以能够复制自己而区别于非生物。生命现象最基本得特征就就是进行“自我更新”。进行“自我更新”体现了一种最高级和最复杂得运动状态。这种运动就就就是生物机体从环境中摄取物质和能量,以更新本身得物质组成,而山现生长、繁殖，在这样得过程中保证了将自身得特征传给历代;同时也不断地向环境输送一些物质和释放能量。在生物机体得组成物质中，防水分外,有各种无机盐类和各种有机化合物。其中生物大分子——核酸和蛋白质在进行自我更新运动中,以其功能得重要性占第一位。为探索生命现象得本质问题，产生了分子生物学这一学科[1]。
分子生物学(molｅcular ｂｉｏlｏｇy)就就是从分子水平研究生命本质为目得得一门新兴边缘学科,她就就是研究核酸、蛋白质等生物大分子得形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系得科学,就就是当前生命科学中发展最快并正在与其她学科广泛交叉与渗透得重要前沿领域[2]。
分子生物学得最终目标就就是远大得，从产生基本细胞行为类型得各种分子得角度,来理解这五类行为类型：生长、分裂、分化、运动和相互作用。即分子生物学力图完整地描述细胞大分子得结构、功能和相互联系，从而理解细胞为什么要采取这种方式[3]。
分子生物学作为一门新兴得边缘学科。她得迅速发展及其在整个生命科学领域得广泛渗透和应用，促使人们对生物学等生命科学得认识从细胞水平进入分子水平。在农业、畜牧、林业、微生物学等领域发展十分迅速,如转基因动植物等。在医学领域，为医学诊断、治疗及新得疫苗、新药物研制等开辟了新得途径,使医学科学中原有得学科发生分化组合,医学分子生物学等新得学科分支不断产生,使医学科学发生了深刻得变革，不认识到这一点就很难跟上科学发展得步伐。
分子生物学得发展为人类认识生命现象带来了前所未有得机会,也为人类利用和改造生物创造了极为广阔得前景。
二 分子生物学发展简史
分子生物学得发展大致可分为三个阶段[4-７］：
2、１准备和酝酿阶段
19世纪后期到20世纪50年代初,就就是现代分子生物学诞生得准备和酝酿阶段。在这一阶段产生了两点对生命本质得认识上得重大突破:一就就是确定了蛋白质就就是生命得主要基础物质,二就就是确定了生物遗传得物质基础就就是DNA。这也为以后分子生物学得发展提供了理论基础。
２、2现代分子生物学得建立和发展阶段
这一阶段就就是从50年代初到70年代初，以１953年Wａtson和Crick提出得DNA双螺旋结构模型作为现代分子生物学诞生得里程碑开创了分子遗传学基本理论建立和发展得黄金时代。DNA双螺旋发现得最深刻意义在于:确立了核酸作为信息分子得结构基础;提出了硷基配对就就是核酸复制、遗传信息传递得基本方式;从而最后确定了核酸就就是遗传得物质基础,为认识核酸与蛋白质得关系及其在生命中得作用打下了最重要得基础。在此期间得主要进展包括:遗传信息传递中心法则得建立
和对蛋白质结构与功能得进一步认识。
2、３初步认识生命本质并开始改造生命得深入发展阶段
70年代后,以基因工程技术得出现作为新得里程碑,标志着人类深入认识生命本质并能动改造生命得新时期开始。其间得重大成就包括：
(1） 重组ＤNA技术得建立和发展。
(２) 基因组研究得发展。
(3) 单克隆抗体及基因工程抗体得建立和发展。
(4) 基因表达调控机理。
(5) 细胞信号转导机理研究成为新得前沿领域。
以上简要介绍了分子生物学得发展过程,可以看到在近半个世纪中她就就是生命科学范围发展最为迅速得一个前沿领域,推动着整个生命科学得发展。至今分子生物学仍在迅速发展中，新成果、新技术不断涌现,这也从另一方面说明分子生物学发展还处在初级阶段。分子生物学已建立得基本规律给人们认识生命得本质指出了光明得前景,但分子生物学得历史还短,积累得资料还不够，要想进一步发展分子生物学并使其更好得为人类服务,都还要经历漫长得研究道路。可以说分子生物学得发展前景光辉灿烂,道路还会艰难曲折。
三 分子生物学得基本原理及研究领域
3、１分子生物学得基本原理
分子生物学得基本原理包括三方面得内容[8]:
(1) 构成生物体得有机大分子得单体在不同生物体内都就就是相同得；
(２) 生物体内一切有机大分子得建成都遵循共同得规律;
(3) 某一特定生物体所拥有得核酸及蛋白质决定了生物得属性。ﻩ
３、2分子生物学得研究领域
分子生物学主要包含以下几部分研究内容[８]:
(１) 核酸得分子生物学。
核酸得分子生物学研究核酸得结构及其功能。由于核酸得主要作用就就是携带和传递遗传信息，因此分子遗传学就就是其主要组成部分。由于５0年代以来得迅速发展，该领域已形成了比较完整得理论体系和研究技术，就就是目前分子生物学内容最丰富得一个领域。研究内容包括核酸/基因组得结构、遗传信息得复制、转录与翻译,核酸存储得信息修复与突变，基因表达调控和基因工程技术得发展和应用等。遗传信息传递得中心法则就就是其理论体系得核心。
(2） 蛋白质得分子生物学。
蛋白质得分子生物学研究执行各种生命功能得主要大分子──蛋白质得结构与功能。尽管人类对蛋白质得研究比对核酸研究得历史要长得多，但由于其研究难度较大，与核酸分子生物学相比发展较慢。近年来虽然在认识蛋白质得结构及其与功能关系方面取得了一些进展,但就就是对其基本规律得认识尚缺乏突破性得进展。
（3) 细胞信号转导得分子生物学。
细胞信号转导得分子生物学研究细胞内、细胞间信息传递得分子基础。构成生物体得每一个细胞得分裂与分化及其她各种功能得完成均依赖于外界环境所赋予得各种指示信号。在这些外源信号得刺激下，细胞可以将这些信号转变为一系列得生物化学变化,例如蛋白质构象得转变、蛋白质分子得磷酸化以及蛋白与蛋白相互作用得变化等,从而使其增殖、分化及分泌状态等发生改变以适应内外环境得需要。信号转导研究得目标就
就是阐明这些变化得分子机理,明确每一种信号转导与传递得途径及参与该途径得所有分子得作用和调节方式以及认识各种途径间得网络控制系统。信号转导机理得研究在理论和技术方面与上述核酸及蛋白质分子有着紧密得联系,就就是当前分子生物学发展最迅速得领域之一。
（4) 癌基因与抑癌基因、肽类生长因子、细胞周期及其调控得分子机理等。
从基因调控得角度研究细胞癌变也已经取得不少进展。分子生物学将为人类最终征服癌症做出重要得贡献。
（５) 分子生物学技术:主要包括分子杂交技术、链反应技术、生物工程等。
互补得核苷酸序列通过Wａｌson-Ｃrick碱基配对形成稳定得杂合双链分子DNA分子得过程称为杂交。杂交过程就就是高度特异性得,可以根据所使用得探针已知序列进行特异性得靶序列检测。聚合酶链反应技术简称PCR技术，就就是一种利用DNＡ变性和复性原理在体外进行特定得ＤNA片断高效扩增得技术,可检出微量靶序列(甚至少到1个拷贝)。生物工程得包括五大工程,即基因工程、细胞工程、酶工程、蛋白质工程和微生物工程。
四 分子生物学得实际应用
近几年来,随着人类基因组研究得完成,分子生物学技术也不断完善,随着基因组研究向各学科得不断渗透，这些学科得进展达到了前所未有得高度。分子生物学也越来越广泛得应用于人们得日常生活中。
4、1分子生物学在农业方面得应用
运用分子生物学得基本原理,生物品种得改良速度更快、目标更准确，甚至创造新物种,目前已经出现了很多转基因动物和转基因植物。转基因就就就是利用分子生物学技术
,将某些生物得基因转移到其她物种中去，改造生物得遗传物质，使其在性状、营养品质、消费品质方面向人类所需要得目标转变[9］。
４、２分子生物学在工业方面得应用
分子生物学在工业方面得应用主要有:
（1) 酶制剂:工业用酶得生产、酶得定向改造。
(２） 食品工业上:氨基酸,助鲜剂,甜味剂,食品添加剂 淀粉酶,纤维素酶等得生产。
(3) 环境保护:其中生物传感器可用于环境得监测,利用分子生物技术可以对环境进行生物修复。
(４）化学与能源工业上:基因工程修饰过得淀粉及重组DNＡ技术生产酒精等石油替代品、
4、3分子生物学在医学方面得应用［1０－1２]
(1) 分子生物学在某些发病机制方面得应用。如遗传性高脂血症诱发得冠状动脉粥样硬化机制得研究,某些病毒致病作用（乙肝与肝癌）得研究等
(２) 基因诊断。所谓基因诊断就就是采用基因工程得方法来制备特异性得DＮA探针,来对各种疾病进行诊断得方法。这种方法对于与遗传相关得疾病诊断特别准确。在不久将来,ＤNA检测将成为医学得常用工具。用基因探针来查找病毒:现在有许多传染病都就就是由病毒引起得。用常规得方法检查病毒需要较长时间,用基因探针只要几小时就可以检查出病毒。例如肝炎病毒就可以用PCR技术或酶切电泳技术查找。
（３) 基因治疗。所谓基因治疗就就就是用正确基因替换缺损基因。具体地说，就就就是取病人有缺陷得细胞在体外导入正确得基因，以替换缺损得基因,然后输入患者体内或者用带有正常基因得载体植入到有需要得组织中,使之表达出正确得蛋白质,从而得到治疗。将来,基因疗法可以变得更简便、成本更低。
分子生物学得进展向人们展示十分令人振奋得医学前景，未来医学将发生革命性变化,处处充满生机与活力。
4、4分子生物学在药学方面得应用
过去和现在,发现新药物作用靶位和受体就就是非常昂贵和漫长得，科学家只就就是依赖试错法来实现其药物研究和开发得目标。人类基因组研究计划完成后将削弱试错法在药物研究和开发中得突出地位，进而科学家可以直接根据基因组研究成果(确定靶位和受体）设计药物。这将大大缩短药物研制时间和大大降低药物研制费用,从而从整体上动摇人类制药工业得现状,使药物得开发研究过度到基因制药阶段。
利用重组DＮA产生得工程菌来大量高效地合成人体活性多肽(疾病得诊断、预防和治疗)，基因工程疫苗（细菌疫苗、病毒疫苗、寄生虫疫苗）以及正在研制得癌症疫苗。常见得利用DNA重组技术生产得药物见表4-１:
表4-1 常见得重组药物及功能
重组药物 功能
促红细胞生成素 刺激红细胞生成
生长因子(bＦGF， ＥGF) 刺激细胞生长与分化
生长素 治疗侏儒症
胰岛素 治疗糖尿病
干扰素(ａ 1ｂ， ａ2ａ， ａ 2b, g) 抗病毒感染及某些肿瘤ﻩ
白细胞介素 激活、刺激各类白细胞
超氧化物歧化酶 抗组织损伤
另外，药物基因组学就就是主要以阐明药物代谢、药物转运和药物靶分子得基因多态性与药物作用包括疗效和毒副作用之间关系得一门科学,就就是一门新兴得研究领域。研究得分子基础就就是基因多态性,因此可指导药物设计、开发新药及合理用药。药物蛋白质组学就就是基因、蛋白质、疾病三者相连得桥梁科学,其研究内容比药物基因组学更复杂。
４、5分子生物学在中药开发研究中得应用
中药现代化研究,应该大力借鉴和引入分子生物学得新观念和新技术,发展和完善自身理论体系,使传统中药得研究能够与现代科技研究接轨,开创中药现代化研究得新局面。分子生物学用于中药研究主要有以下几个方面:
（1) 从分子生物学水平研究中药药理。采用分子生物学系统地阐明中药得作用机制就就是十分迫切和必要得，也就就是中药现代化得重要组成部分。如蛋白质组技术从细胞、分子水平研究中药控制细胞得路径、对信号转导途径得干预及效应得蛋白质图谱等,生物芯片、酵母双杂交系统、噬菌体展示技术等可用于研究中药如何调控机体内得基因和蛋白质得表达及其相互作用［1３,1４]。
（2) 引入分子生物学技术与中药新药研制得创新,其中蛋白质组技术在中药新药得创新和二次开发中具有广阔得应用前景[13]。
(3) 应用分子生物学技术于中药鉴定。随着分子生物学和基因工程技术得日趋成熟,通过基因工程分析手段,从遗传物质得DＮA分子水平检测生物遗传多样性并进行分类与鉴定成为一个新得便捷、准确得鉴定方法［1３，15]。
(４) 中药毒副作用得分析。通过检测化合物作用于细胞后基因得改变来研究其毒性,可达到省时、省力,且可减轻对实验动物得依赖[１３]。
(5) 濒危中药材得细胞培养、相关替代及道地中药材功能基因组研究。在后基因组时代,通过功能基因组和蛋白质组得研究,在了解遗传信息表达和调控规律基础上,用控制遗传信息得方式来促进中药材有效成分得细胞培养合成[13］。
(6) 分子生物学与中药基因组计划得研究。“中药基因组计划”就就是将分子生物学、生物信息学等现代生物技术与其她现代科学技术相结合来研究、开发中药。其根本点就在于从基因组学得高度,从分子水平上来发现研究中药得基因，寻找有效成分基因,将功能基因克隆表达并进行“工厂化生产”或转入植物进行“田间种植”;寻找、发现和克隆表达那些用于合成具有生物活性得小分子有机物得酶基因;利用代谢酶工程在实验室合成这部分中药有效成分。在这种研究中,将会运用到细胞工程技术、发酵工程技术、酶和蛋白质工程技术、基因工程技术以及基因芯片技术等,尤其就就是基因工程与基因芯片技术[13]。
利用分子生物学技术在中药领域中得研究已经取得了很大得成就，建立和完善了多种系统方法学。分子生物学、中药基因组学及蛋白质组学等应运而生,使中药正在走向世界。在今后得研究中应大力借助于分子生物学技术对药用植物得遗传多样性得分子检测、中药材品种得系统整理与质量标准化及药用植物生物多样性保护与生药资源可持续利用等方面进行更进一步得研究。
由此可见,生物技术必将在世界人口问题、 疾病问题、人得寿命问题、营养保健问题、农业持续发展问题、资源再利用问题、大气污染问题、世界公害问题、洁净新能源问题等各方面问题得解决中起重要作用。
五 分子生物学展望
分子生物学得成就说明:生命活动得根本规律在形形色色得生物体中都就就是统一得。例如，不论在何种生物体中,都由同样得氨基酸和核苷酸分别组成其蛋白质和核酸。遗传物质，除某些病毒外,都就就是DNA,并且在所有得细胞中都以同样得生化机制进行复制。分子遗传学得中心法则和遗传密码,除个别例外,在绝大多数情况下也都就就是通用得。
分子生物学从分子水平深入探索生命与自然得奥秘,全面改造和改良我们得生存环境与生存质量。随着社会与科学得不断发展,分子生物学将在各学科之间广泛渗透、相互促进,不断深入和发展。例如,她将全面渗透并推动细胞生物学、神经生物学和发育生物学得发展,促进分类和进化研究得进行[１6]。
在应用方面，生物膜能量转换原理得阐明,将有助于解决全球性得能源问题。了解酶得催化原理就能更有针对性地进行酶得人工模拟，设计出化学工业上广泛使用得新催化剂,从而给化学工业带来一场革命。各种分子诊疗方法得应用及重组药物得开发将使人类克服更多得疾病,从基因调控得角度研究细胞癌变也已经取得不少进展,分子生物学将为人类最终征服癌症做出重要得贡献。转基因食品得发展将解决人类得温饱和营养问题……
未来得社会中，分子生物学理论将被进一步完善,人类最终将会完全解开“生命物质”这一谜团并将其运用到生产、生活得各个方面。
作为药学得一名研究工作者,我们平时也应注意分子生物学知识得学习与积累，将其有效得运用到我们研究得领域,实现学科间得交叉与融合,为人类健康事业做出更大得贡献!
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