文档介绍：第一章引论
一、分子遗传学的含义
分子遗传学是分子生物学的一个重要分支,或者说是狭义的分子生物学。它依
据物理、化学的原理来解释遗传现象,并在分子水平上研究遗传机制及遗传物质对代谢
过程的调控。因此,分子遗传学是在生命信息大分子的结构、功能及相互关系的基
础上来研究遗传与变异的科学。
分子遗传学不同于一般的遗传学。传统的遗传学“主要研究遗传单元在各世代的分
布情况”,而分子遗传学则着重研究遗传信息大分子在生命系统中的储存、复制、表
达及调控过程。它的研究范畴如图所示:
信息源信息模板工作分子(生长分化发育代谢)
中心法则
图分子遗传学的研究范畴
(一)不能把分子遗传学单纯地理解成中心法则的演绎
传统的观念把分子遗传学理解为: 与的复制与转录以及的翻
译,也就是中心法则的全过程。分子遗传学的研究范畴要比中心法则广泛得多,它
首先是遗传学;其坚实的理论基础仍然是摩尔根( )的《基因论。中心法
则只是对基因、性状及突变在核酸分子水平上的解释。但是,从中心法则到性状的形
成,仍然是一个复杂的甚至未知的遗传、变异与发育的生物学过程。分子遗传学家把目
光紧紧盯在、蛋白质上的时间已经太久,分子遗传学应该研究活细胞内与
遗传变异有关的一切分子事件。正如突变的先躯者所说双螺
旋的发现是我们在理解突变方面的巨大飞跃,但这既不是突变研究的开始也不是突变研
究的终结”,“突变是在活细胞内发生的一种过程,这样的过程不能用的简单化学
反应来说明”。而的双螺旋模型在解释复制、转录以及折叠压
缩成染色体等问题上还存在着不少困难和争论
(二)分子遗传学不是核酸及其产物(蛋白质)的生物化学
分子遗传学研究的对象是分子水平上的生物学过程遗传及变异的过程。它
研究的是动态的生命过程,而不是脱离生物体,在试管里孤立地研究生物大分子的结构
与功能。年, 杂志的主编曾著文
出:“现在有那么一群叫做分子生物学家的人,他们的文章无视全部的动
物、植物,也很少言及它们的生理学。对这些人来说,实验的资料大部分来自所谓
‘凝胶’⋯⋯”,而“分子生物学在很大程度上正变成定性的科学。如果事情只
是简单地说明某个基因版本与某种遗传病相关,那么分离这种片段(如电泳),然后测
序,即已足矣”。但是,“以往几年的巨大成就表明,生命过程是由严格控制下进行的一
些有序事件所组成”,“如果在生物的发育过程中不同部分的出现是决定于分子的形态因
子( )的扩散作用,那么它们要何种浓度才能满足正常的发育?”。
这就需要研究活细胞内的动态的、整体性的分子事件才能作出比较真实的回答。而那种
只管因( )果(蛋白质/酶),不管过程的定性式的研究是无法回答这类实质
性问题的。警告说:“在人们长期地为细胞生物学现象寻找定性的解释中,他
们将会相信细胞只不过是一个充满了分子开关的袋子,它们作为分子传动器或开或关而
出现在预定的事件序列中。这会造成一种印象,按照还原主义者的程序所进行的,对有
条理地分割与干燥了的生物体的描述不会远离事物的真相。”,“因此分子生物学家
应当修正他们的路线,重振质量作用定律(
要真正地在分子水平上了解遗传变异的本质,仅仅研究核酸或蛋白质的生物化学是
远远不够的。对于那些从活细胞中分离出来的、“干燥”了的生物大分子的化学研究是
必要的;但决不是分子遗传学研究的中心内容,更不是它的全部内容。分子遗传学所研
究的应该是细胞中动态的遗传变异过程,以及与此相关的所有的分子事件。很显然,这
些事件决不限于中心法则,也不限于核酸、蛋白质。
二、分子遗传学的产生
分子遗传学是微生物学、遗传学、化学、物理等学科相互交叉、相互渗透的学科,
究其来源,错综复杂。这里我们仅将分子遗传学发展的几个主要阶段作一简略叙述。
( 一) 物理学的渗透
年奥地利物理学家、量子力学的创始人之一薛定谔)的
《生命是什么一书出版。他倡导用物理学的思想和方法探讨生命的秘密。他说:“目
前的物理和化学虽然还缺乏能力来说明生物体中发生的各种事件,然而丝毫没有理由怀
疑它们是不能用这两门科学来说明的”。
本世纪前期,人们认为生命现象并不服从热力学定律,因而不能用物理学定律来解
释。根据热力学第二定律,自然界演化的方向是从有序到无序,而生命的发生、演化、
分化、生长等过程,显然是从组织程度较低的无序到组织程度较高的有序。生命使其内
部的熵降低,这是无生命世界中难以实现的。在薛定谔的《生命是什么》一书中给出了
正确的解释。他说:“某一个有机体在不断地增加它的熵(你或者可以说在增加正熵)并
趋于接近最大值的熵的危险状态,那就是死亡。要摆脱死亡或