文档介绍：第一章绪论
⑴分子生物学的概念
⑵分子生物学诞生的背景
⑶分子生物学简史
⑷分子生物学的研究内容
⑸分子生物学展望
⑴掌握分子生物学的基本概念与研究内容;
⑵了解分子生物学发展简史和分子生物学的研究内容和发展趋势;
⑶掌握对分子生物学发展有密切关系的的关键事件;
⑷了解分子生物学的一些分支学科;
第一节分子生物学的含义
分子生物学是从分子水平研究生命本质的一门新兴边缘学科,它以核酸和蛋白质等生物大分子的结构及其在遗传信息和细胞信息传递中的作用为研究对象,是当前生命科学中发展最快并正在与其它学科广泛交叉与渗透的重要前沿领域。
狭义:偏重于核酸的分子生物学,主要研究基因或DNA的复制、转录、表达和调节控制等过程,其中也涉及与这些过程有关的蛋白质和酶的结构与功能的研究。
分子生物学的发展为人类认识生命现象带来了前所未有的机会,也为人类利用和改造生物创造了极为广阔的前景。
所谓在分子水平上研究生命的本质主要是指对遗传、生殖、生长和发育等生命基本特征的分子机理的阐明,从而为利用和改造生物奠定理论基础和提供新的手段。
这里的分子水平指的是那些携带遗传信息的核酸和在遗传信息传递及细胞内、细胞间通讯过程中发挥着重要作用的蛋白质等生物大分子。
这些生物大分子均具有较大的分子量,由简单的小分子核苷酸或氨基酸排列组合以蕴藏各种信息,并且具有复杂的空间结构以形成精确的相互作用系统,由此构成生物的多样化和生物个体精确的生长发育和代谢调节控制系统。
阐明这些复杂的结构及结构与功能的关系是分子生物学的主要任务。
第二节分子生物学的主要研究内容
分子生物学主要包含以下三部分研究内容:
核酸的分子生物学研究核酸的结构及其功能。由于核酸的主要作用是携带和传递遗传信息,因此分子遗传学(ics)是其主要组成部分。
由于50年代以来的迅速发展,该领域已形成了比较完整的理论体系和研究技术,是目前分子生物学内容最丰富的一个领域。
研究内容包括核酸/基因组的结构、遗传信息的复制、转录与翻译,核酸存储的信息修复与突变,基因表达调控和基因工程技术的发展和应用等。遗传信息传递的中心法则(centraldogma)是其理论体系的核心。
蛋白质的分子生物学研究执行各种生命功能的主要大分子──蛋白质的结构与功能。
尽管人类对蛋白质的研究比对核酸研究的历史要长得多,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的结构及其与功能关系方面取得了一些进展,但是对其基本规律的认识尚缺乏突破性的进展。
第三节分子生物学与其他学科的关系
分子生物学是由生物化学、生物物理学、遗传学、微生物学、细胞学、以至信息科学等多学科相互渗透、综合融会而产生并发展起来的,凝聚了不同学科专长的科学家的共同努力。它虽产生于上述各个学科,但已形成它独特的理论体系和研究手段,成为一个独立的学科。
分子生物学:从分子水平理解生命活动
细胞生物学:从细胞水平理解生命活动
遗传学:从遗传角度理解生命活动
生物化学:从化学组成角度来理解生物大分子和生物代谢。
普通生物学(动物&植物)& 微生物学:不同生物类型的特点
分子生物学:从分子水平理解生命活动,主要指遗传信息的传递(复制)、保持(损伤和修复)、基因的表达(转录和翻译)与调控。强调以上各种生命活动(Biochemical processes) :1是什么(what,生物学重要性和具体过程), 2所涉及的生物大分子(DNA、RNA、蛋白质) 是如何相互作用使之发生的(how)。
第四节分子生物学发展简史
一、准备和酝酿阶段
19世纪后期到20世纪50年代初,是现代分子生物学诞生的准备和酝酿阶段。在这一阶段产生了两点对生命本质的认识上的重大突破:
确定了蛋白质是生命的主要基础物质
确定了生物遗传的物质基础是DNA
确定了蛋白质是生命的主要基础物质
19世纪末Buchner兄弟证明酵母无细胞提取液能使糖发酵产生酒精,第一次提出酶(enzyme)的名称,酶是生物催化剂。
20世纪20-40年代提纯和结晶了一些酶(包括尿素酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、黄酶、细胞色素C、肌动蛋白等),证明酶的本质是蛋白质。
随后陆续发现生命的许多基本现象(物质代谢、能量代谢、消化、呼吸、运动等)都与酶和蛋白质相联系,可以用提纯的酶或蛋白质在体外实验中重复出来。在此期间对蛋白质结构的认识也有较大的进步。
1902年EmilFisher证明蛋白质结构是多肽;
40年代末,Sanger创立二硝基氟苯(DNFB)法、Edman发展异硫氰酸苯酯法分析肽链N端氨基酸;
1953年Sanger和Thompson完成了第一