文档介绍:分子生物学的发展及应用研究
摘要:分子生物学是近三十年生物医学领域中发展最快的一门新学科。它的 发展对许多学科均起若孤有力的推动作用,医学是受益于分子生物学发展的主要 领城之一。特别是重组DNA技术和分子探针技术的应用,使人们不仅可以在基结构单位是a-氨基酸。常见的氨基酸共20种。它们 以不同的顺序排列可以为生命世界提供天文数字的各种各样的蛋白质。
蛋白质分子结构的组织形式可分为4个主要的层次。一级结构,也叫化学结 构,是分子中氨基酸的排列顺序。首尾相连的氨基酸通过氨基与哉基的缩合形成 链状结构,称为肽链。肽链主链原子的局部空间排列为二级结构。二级结构在空 间的各种盘绕和卷曲为三级结构。有些蛋白质分子是由相同的或不同的亚单位组 装成的,亚单位间的相互关系叫四级结构。
随着结构分析技术的发展,现在已有几千个蛋白质的化学结构和几百个蛋白 质的立体结构得到了阐明。70年代末以来,采用测定互补DNA顺序反推蛋白质 化学结构的方法,不仅提高了分析效率,而且使一些氨基酸序列分析条件不易得 到满足的蛋白质化学结构分析得以实现。发现和鉴定具有新功能的蛋白质,仍是 蛋白质研究的内容。
2蛋白质一核酸体系生物体的遗传特征主要由核酸决定。绝大多数生物的基 因都由DNA构成。简单的病毒,如入噬菌体的基因组是由46000个核昔酸按一 定顺序组成的一条双股DNA (由于是双股DNA,通常以碱基对计算其长度)。
遗传信息要在子代的生命活动中表现出来,需要通过复制、转录和转译。复 制是以亲代DNA为模板合成子代DNA分子。转录是根据DNA的核昔酸序列决定 一类RNA分子中的核昔酸序列;后者又进一步决定蛋白质分子中氨基酸的序列, 就是转译。因为这一类RNA起着信息传递作用,故称信使核糖核酸(mRNA)。由于 构成RNA的核昔酸是4种,而蛋白质中却有20种氨基酸,它们的对应关系是由 mRNA分子中以一定顺序相连的3个核昔酸来决定一种氨基酸,这就是三联体遗 传密码。
2. 3蛋白质一脂质体系生物体内普遍存在的膜结构,统称为生物膜。它包括细 胞外周膜和细胞内具有各种特定功能的细胞器膜。从化学组成看,生物膜是由脂 质和蛋白质通过非共价键构成的体系。很多膜还含少量糖类,以糖蛋白或糖脂形 式存在。1972年提出的流动镶嵌模型概括了生物膜的基本特征:其基本骨架是 脂双层结构。膜蛋白分为表在蛋白质和嵌入蛋白质。膜脂和膜蛋白均处于不停的 运动状态。
理论意义及应用
分子生物学的成就说明:生命活动的根本规律在形形色色的生物体中都是统 一的。过去生物进化的研究,主要依靠对不同种属间形态和解剖方面的比较来决 定亲缘关系。随着蛋白质和核酸结构测定方法的进展,比较不同种属的蛋白质或 核酸的化学结构,即可根据差异的程度,来断定它们的亲缘关系。由此得出的系 统进化树,与用经典方法得到的是基本符合的。采用分子生物学的方法研究分类 与进化有特别的优越性。首先,构成生物体的基本生物大分子的结构反映了生命 活动中更为本质的方面。其次,根据结构上的差异程度可以对亲缘关系给出一个 定量的,因而也是更准确的概念。第三,对于形态结构非常简单的微生物的进化, 则只有用这种方法才能得到可靠结果。
分子生物学在生物工程技术中也起了巨大的作用,1973年重组DNA技术的 成功,为基因工程的发展铺平了道路。80年代以来,已