分子生物学诞生的准备和酝酿阶段.PPT

医学分子生物学 生物学：研究生命现象、生命本质、生命活动及其规律的科学。 细胞水平 整体水平 分子水平 一、分子生物学是生物学研究的一个分支 分子生物学的定义 分子生物学即从分子水平研究生命现象、生命本质、生命活动及其规律的科学。 二、分子生物学发展历史 1、分子生物学诞生的准备和酝酿阶段 19世纪后期至20世纪50年代，是分子生物学诞生的准备和酝酿阶段，这一时期产生了对生命本质的两点认识上的重大突破。 ① 确定了蛋白质是生命的主要基础物质。 19世纪末Buchner 兄弟证明了酵母细胞提取液能使糖发酵产生酒精，第一次提出了酶的名称，酶是催化剂。20世纪40年代，提纯和结晶了一些酶如：尿素酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶等，通过X射线衍射技术，从而证明了酶是蛋白质。随后陆续发现生命的许多现象都与酶和蛋白质相联系。 ② 确定了生物遗传的物质基础是DNA 1868年F.米歇尔发现了核素； 20世纪20-30年代确认了自然界有DNA和RNA两类核酸，并阐明了核苷酸组成； 1944年Avery通过肺炎球菌转化实验证明了DNA是遗传物质； 1952年Hershey等人用同位素示踪技术标记T2噬菌体的蛋白质和核酸，感染大肠杆菌，进一步证明了DNA是遗传物质； 2、现代分子生物学建立 1953年Watson和Crick提出的DNA双螺旋结构模型是现代分子生物学诞生的里程碑，开创了分子遗传学基本理论建立和发展的黄金时期。 1956年发现DNA聚合酶；1958年用同位素标记和超速离心实验为DNA半保留复制模型提供证据；1968年冈畸提出不连续复制模型；1972年证实了DNA复制开始需要RNA作为引物，从而逐步完善了对DNA复制机理认识。 同时先后发现依赖于DNA的RNA聚合酶及RNA-DNA杂交实验证明了mRNA与DNA序列互补，逐步阐明RNA转录合成的机理。 与此同时认识到蛋白质是接受RNA遗传信息而合成。50年代发现微粒体是蛋白质合成场所；57年首先分离出tRNA，并提出了其在蛋白质合成中转运氨基酸功能的假说；61年观察到蛋白质合成过程中mRNA与核糖体结合；同期科学工作者还破译了合成蛋白质的遗传密码，并在随后研究发现遗传密码具有通用性，从而认识了蛋白质翻译合成的基本过程。 通过上述重要发现，共同建立了以“中心法则”为基础的遗传学基本理论体系。70年代发现以RNA为模板合成DNA的反转录酶，进一步补充和完善了“中心法则”。 3、20世纪70年代以来分子生物学飞速发展 ①、逆转录酶的发现； ②、一些工具酶的先后发现； ③、断裂基因的发现； ④、DNA测序方法建立； ⑤、核酶的发现； ⑥、PCR技术建立； ⑦、基因的上游调控序列发现； ⑧、显微注射技术运用； ⑨、基因重组技术发展、基因治疗技术发展； ⑩、人类基因组计划实施 三、分子生物学研究的内容 1、生物大分子、基因组和基因信息传递 ①核酸和蛋白质的结构与功能 ②基因组的结构与功能 ③基因的复制、表达、调控及生物学效应 2、分子相互作用和细胞信号传导 ①生物大分子之间相互作用 ②细胞间通讯 ③细胞内信号传导 3、基因分析与操作 ①基因的结构、功能、表达调控的分析 ②基因的制备、改造、调控和应用的技术