《分子生物学许晓东》课件.pptVIP

**********************分子生物学探索生命的奥秘,掌握生命的奥义。分子生物学是研究生物体内各种分子及其相互作用过程的学科,揭示了生命活动的分子基础。课程简介什么是分子生物学?分子生物学是研究生命体内生命活动的基本分子过程和分子机制的生物学分支学科。课程内容本课程将全面介绍DNA、RNA和蛋白质等生命分子的结构和功能,以及基因的表达和调控等内容。学习目标通过学习,学生将掌握分子生物学的基本知识和原理,并应用于生物学研究和实践。学习目标了解分子生物学的基本概念掌握DNA、RNA和蛋白质的基本结构和功能,理解基因表达的过程。掌握分子生物学实验技能学习常见的分子生物学实验方法,如PCR、测序、基因克隆等。了解分子生物学的应用前景认识分子生物学在生物医药、农业、环境保护等领域的广泛应用。分子生物学的发展历程1古典时期最初的细胞理论和遗传研究2近代时期DNA双螺旋结构的发现和基因表达过程的研究3现代时期基因工程和基因组学的发展分子生物学作为一门新兴的学科,其发展历程可以追溯到19世纪中期。从早期的细胞理论和遗传研究,到20世纪初DNA分子结构的解析,再到现代基因工程和基因组学的飞速发展,分子生物学不断推动着生命科学的进步。其历程见证了生命奥秘的逐步揭示。DNA的历史发现11869年瑞士生物学家弗雷德里克·米施尔首次从细胞核中分离出一种新的物质,并命名为核酸。21944年奥斯瓦尔德·阿弗里、麦克拉克等人证实了DNA是遗传物质的重要成分。31953年华生和克里克提出DNA双螺旋结构模型,揭示了DNA分子的基本结构。DNA分子结构DNA分子结构是遗传信息的基础。DNA由两条多核苷酸链组成,呈双螺旋结构。核苷酸由脱氧核糖、磷酸和四种氮基化合物(腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶)组成。碱基通过氢键配对形成碱基对,其中腺嘌呤配对鸟嘌呤,胞嘧啶配对胸腺嘧啶。这种特定配对确保了DNA分子的稳定性和复制准确性。DNA复制1发现DNA复制1953年沃森和克里克提出了DNA双螺旋模型2半保留复制双链DNA在复制时,每条链都复制并生成一条新链3DNA复制的酶DNA聚合酶负责将遗传信息正确复制到新DNA链上4复制步骤起始、延伸和终止等关键步骤确保DNA按正确方式复制DNA复制是遗传信息传递的关键过程。通过DNA聚合酶的作用,双链DNA能够半保留地复制并生成新的遗传物质,确保生命得以延续。这一过程经历起始、延伸和终止等多个关键步骤,确保DNA得以正确复制。基因表达-转录转录起始转录酶识别并结合至启动子序列,启动基因表达过程。核心启动子提供转录酶结合的基本序列,决定转录的起始点。Enhancer增强子通过与转录因子结合来增强基因表达水平。转录延伸转录酶沿着DNA模板合成互补的mRNA分子。3末端加工mRNA分子的3端加聚腺苷酸尾和甲基化帽结构。基因表达-翻译1RNA翻译成蛋白质利用核糖体将mRNA中的遗传信息翻译成氨基酸序列2氨基酸连接形成多肽链通过多肽链的合成和折叠形成最终的三维蛋白结构3翻译后修饰和加工如切割、磷酸化、糖基化等过程进一步成熟蛋白在基因表达的过程中,将遗传信息从DNA转录到mRNA,最后利用核糖体将mRNA翻译成氨基酸序列,通过多肽链的折叠形成具有特定三维结构的功能性蛋白质。这个复杂的过程需要严格的调控,确保基因能够高效表达并合成所需的蛋白质。转录后修饰多样性转录后修饰过程能够增加蛋白质的多样性,如不同的翻译后改变、蛋白质的折叠和定位。调控作用转录后修饰能够精细调控基因表达水平和蛋白质功能,为生命过程提供灵活性。RNA修饰包括mRNA剪接、端帽修饰、聚腺苷酸化等,影响转录效率和mRNA稳定性。蛋白质修饰常见的有磷酸化、乙酰化、甲基化等,改变蛋白质的结构和功能。蛋白质的折叠1疏水相互作用疏水力量驱动蛋白质折叠2氢键形成氢键稳定蛋白质结构3二硫键形成二硫键交联稳定蛋白质4分子伴侣协助分子伴侣协助蛋白质正确折叠蛋白质的折叠过程是一系列复杂的化学和物理过程的结果。从初级结构到最终的三维结构,蛋白质通过疏水相互作用、氢键形成、二硫键交联等作用力达到稳定的折叠状态。分子伴侣蛋白的辅助作用也是保证蛋白质正确折叠的重要因素。基因突变突变的定义基因突变是指基因序列中发生的任何结构性变化,会导致基因功能的改变或失去。这些变化可能发生在编码蛋白质的DNA序列上,也可能在非编码区域。突变的类型常见的突变类型包括碱基替换、插入、缺失和框移突变等。这些突变会导致蛋白质结构和功能的改变,从而影响生物体的生理过程。突