文档介绍：肖延峰学号:2010445035专业:生物技术
分子遗传学简述
分子遗传学是在分子水平上研究生物遗传和变异机制的遗传学分支学科。经典遗传学的研究课题主要是基因在亲代和子代之间的传递问题;分子遗传学则主要研究基因的本质、基因的功能以及基因的变化等问题。分子遗传学的早期研究都用微生物为材料,它的形成和发展与微生物遗传学和生物化学有密切关系。
发展简史
1944年,美国学者埃弗里等首先在肺炎双球菌中证实了转化因子是脱氧核糖核酸(DNA),从而阐明了遗传的物质基础
1953年,美国分子遗传学家沃森和英国分子生物学家克里克提出了 DNA分子结构的双螺旋模型,这发现常被认为是分子遗传学的真正开端。
分子遗传学的另一重要概念——基因调控在1960~1961年由法国遗传学家莫诺和雅各布提出。他们根据在大肠杆菌和噬菌体中的研究结果提出乳糖操纵子模型。接着在1964年,又由美国微生物和分子遗传学家亚诺夫斯基和英国分子遗传学家布伦纳等,分别证实了基因的核苷酸顺序和它所编码的蛋白质分子的氨基酸顺序之间存在着排列上的线性对应关系,从而充分证实了一个基因一种酶假设。此后真核生物的分子遗传学研究逐渐开展起来。
分子遗传学的贡献
用遗传学方法可以得到一系列使某一种生命活动不能完成的突变型,例如不能合成某一种氨基酸的突
变型、不能进行DNA复制的突变型、不能进行细胞分裂的突变型、不能完成某些发育过程的突变型、不能表现某种趋化行为的突变型等。不过许多这类突变型常是致死的,所以各种条件致死突变型,特别是温度敏感突变型常是分子遗传学研究的重要材料。
在得到一系列突变型以后,就可以对它们进行遗传学分析,了解这些突变型代表几个基因,各个基因在染色体上的位置,这就需要应用互补测验,包括基因精细结构分析等手段。
抽提、分离、纯化和测定等都是分子遗传学中的常用方法。在对生物大分子和细胞的超微结构的研究中还经常应用电子显微镜技术。对于分子遗传学研究特别有用的技术是顺序分析、分子杂交和重组DNA技术。
核酸和蛋白质是具有特异性结构的生物大分子,它们的生物学活性决定于它们的结构单元的排列顺序,因此常需要了解它们的这些顺序。如果没有这些顺序分析,则基因DNA和它所编码的蛋白质的线性对应关系便无从确证;没有核酸的顺序分析,则插入顺序或转座子两端的反向重复序列的结构和意义便无从认识,重叠基因也难以发现。
分子遗传学是从微生物遗传学发展起来的。虽然分子遗传学研究已逐渐转向真核生物方面,但是以原核生物为材料的分子遗传学研究还占很大的比重。此外,由于微生物便于培养,所以在分子遗传学和重组DNA技术中,微生物遗传学的研究仍将占有重要的位置。
分子遗传学方法还可以用来研究蛋白质的结构和功能。例如可以筛选得到一系列使某一蛋白质失去某一活性的突变型。应用基因精细结构分析可以测定这些突变位点在基因中的位置;另外通过顺序分析可以测定各个突变型中氨基酸的替代,从而判断蛋白质的哪一部分和特定的功能有关,以及什么氨基酸的替代影响这一功能等等。
生物进化的研究过去着眼于形态方面的演化,以后又逐渐注意到代谢功能方面的演变。自从分子遗传学发展以来又注意到DNA的演变、蛋白质的演变、遗传密码的演变以及遗传机构包括核糖体和tRNA等的演变。通过这些方面的研究,对于生物进化过程将会有更加本质性的了解。
将雌性激素注射雄鸡,可以促使雄鸡的肝脏细胞合成卵黄蛋白。这一事实说明雄鸡和雌鸡一样,在肝脏细胞中具有卵黄蛋白的结构基因,激素的作用只在于激活这些结构基因。
激素作用机制的研究也属于分子遗传学范畴,属于基因调控的研究。个体发生过程中一般并没有基因型的变化,所以发生问题主要是基因调控问题,也属于分子遗传学研究范畴。
分子遗传学研究的方法,特别是重组DNA技术已经成为许多遗传学分支学科的重要研究方法。分子遗传学也已经渗入到许多生物学分支学科中,以分子遗传学为基础的遗传工程则正在发展成为一个新兴的工业生产领域。
研究方法
遗传学方法
用遗传学方法可以得到一系列使某一种生命活动不能完成的突变型,例如不能合成某一种氨基酸的突
变型、不能进行 DNA复制的突变型、不能进行细胞分裂的突变型、不能完成某些发育过程的突变型、不能表现某种趋化行为的突变型等。正象40年代中在粗糙脉孢菌中利用不能合成某种氨基酸的突变型来研究这一种氨基酸的生物合成途径一样,也可以利用上述种种突变型来研究 DNA复制、细胞分裂、发生过程和趋化行为等。不过许多这类突变型常是致死的,所以各种条件致死突变型特别是温度敏感突变型常是分子遗传学研究的重要材料。