分子生物学第1章
分子生物学第一章绪 论
Avery 在1944年更精密的实验设计
• 提取可能的转化因子：DNA、RNA、蛋白质、荚膜进行试 验
• 分别用降解DNA、RNA、蛋白质的酶作用于S型菌细胞抽 提物
• 组分提纯试验结果：DNA组分纯度越高，转化效率越高。
结论：使R型菌变为S型菌的物质是S型菌的DNA
• Avery在1944年的报告中这样写道：当溶 液中酒精的体积达到9/10时，有纤维状物 质析出；如稍加搅动，这种物质便会像棉 线绕在线轴上一样绕在硬棒上，溶液中的 其他成分则以颗粒状沉淀留在下面。溶解 纤维状物质并重复沉淀数次，可提高其纯 度。这一物质具有很强的生物学活性，初 步实验证实它很可能就是DNA。
4．假基因 不能合成出功能蛋白质的失活基因 。
5．重叠基因 不同基因的核苷酸序列有时是可以共用的 即重叠 的。
1983年，McClintock由于在50年代提出并发 现了可移动遗传因子（jumping gene或称 mobile element）而获得Nobel奖。
Barbra McClintock
• 阐明这些复杂的结构及结构与功能的关系是分子生 物学的主要任务。
一、基因的发展
1. Mendel的遗传因子阶段 2. 摩尔根的基因阶段 3. 顺反子阶段 4. 现代基因阶段
Mendel的遗传因子阶段
• Mendel提出：生物的某种 性状是由遗传因子负责传 递的。是颗粒性的，体细 胞内成双存在，生殖细胞 内成单存在。遗传因子是 决定性状的抽象符号。
T2噬菌体感染试验 （1952年，Hershey & Chase）
病毒重建试验
杂种病毒的感染 特征和蛋白质外 壳的特性是由其 中的RNA决定的， 而不是蛋白质决
定的
结论
第一章 绪论3分子生物学课件
1.3 分子生物学与生物化学之间的关系
分子生物学发展的三大支撑学科： 1、细胞学：研究细胞的结构与功能。细胞的化学组
成，细胞器的结构，细胞骨架，生物大分子在细胞中
的定位及功能。 2、遗传学：研究基因的遗传与变异。基因结构，基 因复制，基因表达，基因重组，基因突变。 3、生物化学：研究活性物质代谢规律。
第一个细菌基因的克隆，开创了基因工程新纪元，标志
着人类认识生命本质并能主动改造生命的新时期开始，
1980年。
5. 1975年，Kohler和Milstein巧妙地创立了
淋巴细胞杂交瘤技术，获得了珍贵的单克隆抗体；
1984年。
6. 1975-1977年，Sanger和Gilbert发明了 DNA序列测定技术；1977年第一个全长5387个核苷 酸的Φ X174基因组序列由Sanger测定完成；1980年， 1958年。
划，2003年4月14日美、英、日、法、德和中国科学家经
过13年努力共同绘制完成了人类基因组序列图）。
3. PCR技术的建立（1983年，Mullis，PCR被喻 为加速分子生物学发展进程的一项“简单而晚熟”的 技术，1993年）。 4. 单克隆抗体及基因工程抗体的发展和应用 （生物制品生产，如酶、细胞因子、干扰素、生长激 素、胰岛素等，疾病的诊断、治疗和研究）。 5. 基因表达调控机理（反义RNA技术、RNAi干扰、 基因芯片）。 6. 细胞信号转导机理研究成为新的前沿领域（G 蛋白、细胞凋亡、细胞癌变、细胞分化）。 7. 基因组学、蛋白质组学、生物信息学成为新 的前沿领域。
分子结构生物学 分子发育生物学 分子细胞生物学 分子免疫学 分子遗传学 分子数量遗传学
分子神经生物学
分子育种学 分子肿瘤学
分子生物学考试重点
分子生物学分子生物学 第一章第一章1分子生物学的定义：从分子水平上研究生命现象的物质基础的学科。
研究细胞的成分的物理，化学的性质和变化以及这些性质和变化与生命现象的关系，如遗传信息的传递，基因的结构，复制转录，翻译，表达调控和表达产物的生理功能，以及细胞信号的转导。
功能，以及细胞信号的转导。
2分子生物学研究的三条原理：a 构成生物体各类有机大分子的单体在不同的生物体中是相同的同的 b 生物体一切有机大分子的构成都遵循共同的规则生物体一切有机大分子的构成都遵循共同的规则 c 某一特定生物体所拥有的核酸及蛋白质分子决定了它的属性。
及蛋白质分子决定了它的属性。
3分子生物学研究的主要内容：a a DNA DNA 重组技术；b 基因表达调控的研究；c 生物大分子的结构功能研究——结构分子生物学；d 基因组，功能基因组与生物信息学研究；基因组，功能基因组与生物信息学研究；4 DNA 的英文全称：Deoxyribonucleic acid RNA 的英文全称：ribonucleic acid 5染色体的定义：由脱氧核糖核酸、蛋白质和少量核糖核酸组成的线状或棒状物，蛋白质和少量核糖核酸组成的线状或棒状物，是生物主是生物主要遗传物质的载体要遗传物质的载体6生物大分子无论是核酸，蛋白质或者多糖，在发挥生物学功能时的两个前提是：a 拥有特定的空间结构；b 在发挥生物学功能的工程中必定存在结构和构象的变化；在发挥生物学功能的工程中必定存在结构和构象的变化；第二章第二章1 染色体的结构：染色体位于真核生物细胞核仁内，是遗传信息的载体，真核细胞染色体中，NDA, 和非组蛋白及部分RNA 组成了染色体；组成了染色体；2染色体的特征：a 分子结构相对稳定；b 能够自我复制，使亲代之间保持连续性；c 能够指导蛋白质的合成，进而控制整个生命过程；d 能够产生可遗传的变异；能够产生可遗传的变异；3蛋白质分为组蛋白和分组蛋白，组蛋白是染色体的结构蛋白，它与DNA 组成核小体（H H2A H2B H3及H4）组蛋白包括RNA 聚合酶；聚合酶；4组蛋白的特性：a 进化上极端保守；b 无组织特异性；c 肽链上氨基酸分布的不对称性；d 组蛋白的修饰作用；e 富含赖氨酸的组蛋白Ｈ５；富含赖氨酸的组蛋白Ｈ５；５非组蛋白包括：高速泳动蛋白；ＤＮＡ结合蛋白；Ａ２４非组蛋白；收缩蛋白；骨架蛋白；核孔复合蛋白；肌动蛋白；肌球蛋白；微管蛋白；原肌蛋白；核孔复合蛋白；肌动蛋白；肌球蛋白；微管蛋白；原肌蛋白；６真核细胞的ＤＮＡ序列分：ａ不重复序列；ｂ中度重复序列；ｃ高度重复序列；６真核细胞的ＤＮＡ序列分：ａ不重复序列；ｂ中度重复序列；ｃ高度重复序列；７ＤＮＡ的一级结构：所谓的DNA的一级结构，就是指4种核苷酸的链接及排列顺序，表示了该DNA分子的化学构成。
第一篇 分子生物学基本原理(共57张PPT)
第二节 真核生物基因组
一、真核生物染色质DNA的高级结构 • DNA高级结构中的蛋白质
组蛋白与非组蛋白
• DNA与蛋白质的结 合与染色体的组装
二、真核生物核基因组结构和功能特点
• 基因组大，编码蛋白质多，一般编码蛋白都 超过1万个以上。在DNA复制时，有多个复制 起始点。 • 真核生物的结构基因都是单顺反子。 • 真核生物的基因组中含有大量的重复序列 (45%)。 • 真核生物的基因组中存在大量的非编码区。
⒑含有多种功能的识别区域，如复制起始区、复制终止区、 转录起动区和终止区等。
大肠杆菌染色体基因组的结构和功能
大肠杆菌染色体基因组是研究最清楚的基因组。估计
大肠杆菌基因组含有3500个基因，已被定位的有900个左
右。在这900个基因中，有260个基因已查明具有操纵子结
构，定位于75个操纵子中。在已知的基因中8％的序列具
• 真核基因为断裂基因，在它的结构基 因中含有外显子和内含子。
• 真核生物的基因组中存在着各种基因 家族。
• 真核生物基因组中也存在移动基因。
•基因组中结构基因所占区域远小于非 编码区。
三、真核生物基因组的结构
㈠结构基因
• 断裂基因(split gene)：真核生物的结构基 因是不连续的编码氨基酸的序列被非编码 序列所打断，因此被称为断裂基因。
是指一组由多基因家族及单基因组成的更大基因 家族。其代表为免疫球蛋白基因超家族
㈣重复序列(repeat sequence):
在真核生物基因组存在着的大量的碱基序列重复出 现的情况。
重复序列中，除了编码RNA、RNA和组蛋白的结构基 因外，大部分是非编码序列。但对它们的功能还不十分清楚。
分子生物学笔记
第一章基因的结构第一节基因和基因组一、基因(gene)是合成一种功能蛋白或RNA分子所必须的全部DNA序列．一个典型的真核基因包括①编码序列—外显子(exon)②插入外显子之间的非编码序列—内合子(intron)③5'-端和3'-端非翻译区(UTR)④调控序列(可位于上述三种序列中)绝大多数真核基因是断裂基因(split-gene)，外显子不连续。
二、基因组(genome)一特定生物体的整套(单倍体)遗传物质的总和，基因组的大小用全部DNA的碱基对总数表示。
人基因组3X1 09(30亿bp)，共编码约10万个基因。
每种真核生物的单倍体基因组中的全部DNA量称为C值，与进化的复杂性并不一致(C-value Paradox)。
人类基因组计划（human genome project, HGP）基因组学（genomics）,结构基因组学（structural genomics）和功能基因组学（functional genomics）。
蛋白质组（proteome）和蛋白质组学（proteomics）第二节真核生物基因组一、真核生物基因组的特点：，①真核基因组DNA在细胞核内处于以核小体为基本单位的染色体结构中．②真核基因组中，编码序列只占整个基因组的很小部分(2—3％)，二、真核基因组中DNA序列的分类?(一)高度重复序列(重复次数>lO5)卫星DNA(Satellite DNA)(二)中度重复序列1．中度重复序列的特点①重复单位序列相似，但不完全一样，②散在分布于基因组中．③序列的长度和拷贝数非常不均一，④中度重复序列一般具有种属特异性，可作为DNA标记．⑤中度重复序列可能是转座元件(返座子)，2．中度重复序列的分类①长散在重复序列(long interspersed repeated segments．) LINES②短散在重复序列(Short interspersed repeated segments) SINES SINES：长度<500bp，拷贝数>105．如人Alu序列LINEs：长度>1000bp(可达7Kb),拷贝数104-105，如人LINEl(三)单拷贝序列(Unique Sequence)包括大多数编码蛋白质的结构基因和基因间间隔序列，三、基因家族(gene family)一组功能相似且核苷酸序列具有同源性的基因．可能由某一共同祖先基因(ancestral gene)经重复(duplication)和突变产生。
分子生物学(1)
第一章（绪论）1.目前临床分子生物学检验最常用的分子靶标是( )（本题1分）A.基因组DNAB.cDNAC.RNAD.蛋白质E.代谢物[解析]正确答案：A2. 某DNA片段与5＇-ATCGT的互补片段是( )（本题1分）A.5＇-TAGCAB.5＇-ACGATC.5＇-ACGAUD.5＇-UAGCAE.5＇-ATCGT[解析]正确答案：B3.真核mRNA的特点不包括( )（本题1分）A.有5＇-m7GpppG帽B.有3＇-polyA尾C.含量多，更新慢D.包含有遗传密码E.为单顺反子结构[解析]正确答案：C4.关于microRNA（miRNA）的特征描述不正确的是( )（本题1分）A.大小长约20~25ntB.主要发挥基因录后水平的调控C.在血清中稳定存在D.不具有组织特异性E.初始产物具有帽子结构和多聚腺苷酸尾巴[解析]正确答案：D5. 下列关于原核生物基因结构的说法错误的是( )（本题1分）A.一般以操纵子形式存在B.由编码区和非编码区组成成C.编码区可能含多种蛋白遗传信息D.编码区通常是不连续的，分外显子和内含子E.启动子、终止子、操纵元件均位于非编码区[解析] 正确答案：D6. 下列关于真核生物基因结构的描述，不正确的是( )（本题1分）A.真核生物的基因大多数是由非编码序列隔开的断裂基因B.编码区能够转录为相应的RNA，经加工参与蛋白质的生物合成C.非编码区对基因的表达起调控作用D.启动子、侧翼序列均位于非编码区E.只有内含子序列是不能编码蛋白质的序列[解析]正确答案：E7. 下列哪种情况不属于表观遗传现象？( )（本题1分）A.DNA插入/缺失突变B.组蛋白乙酰化修饰C.DNA甲基化修饰D.RNA干扰E.miRNA调控[解析] 正确答案：A8. 在人类基因组DNA序列中，DNA甲基化主要发生在( )（本题1分）A.腺嘌呤的N-6位B.胞嘧啶的N-4位C.鸟嘌呤的N-7位D.胞嘧啶的C-5位E.鸟嘌呤的C-5位[解析] 正确答案：D9.下列不属于原核生物基因组结构特点的是( )（本题1分）A.基因组相对较小，基因数目少B.结构基因多以操纵子形式存在，不含内含子C.转录产物为多顺反子D.具有编码同工酶的基因E.基因组序列不可移动[解析]正确答案：E10. 下列哪项不能被列入可移动基因的范畴( )（本题1分）A.插入序列B.质粒C.染色体DNAD.转座子E.可转座噬菌体[解析]正确答案：C11. 病毒的遗传物质是( )（本题1分）A.DNAB.DNA和蛋白质C.RNA和蛋白质D.RNA和DNAE.DNA或RNA[解析] 正确答案：E12. 在人类基因组中指导蛋白质合成的结构基因大多数为( )（本题1分）A.单一序列B.散在重复序列C.串联重复序列D.多基因家族成员E.回文结构[解析] 正确答案：A第二章1. 一种标记核酸与另一种核酸单链进行配对形成异源核酸分子双链，这一过程称为( )（本题1分）A.变性B.复性C.复杂性D.杂交E.探针[解析]正确答案：D2.硝酸纤维素膜的最大优点是( )(本题1分）A.脆性大B.本底低C.共价键结合D.非共价键结合E.吸附核酸能力强[解析]正确答案：B3.以等位基因特异的寡核苷酸探针杂交法诊断某常染色体隐性遗传病时，若能与突变探针及正常探针结合，则该样本为( )（本题1分）A.正常人B.杂合体患者C.纯合体患者D.携带者E.不能确定[解析]正确答案：D4.最常用的DNA探针标记方法是( )（本题1分）A.随机引物标记B.DNA缺口平移标记C.全程RNA探针标记D.PCR法标记E.末端标记[解析]正确答案：A5.下列关于Southern印迹杂交的描述正确的是( )（本题1分）A.不仅可以检测DNA样品中是否存在某一特定基因，而且还可以获得基因片段大小及酶切位点的分布信息B.检测目标是RNAC.常用于基因定位分析D.可用于阳性菌落的筛选E.可用于蛋白水平的检测[解析]正确答案：A6.荧光原位杂交可以用于( )（本题1分）A.快速确定是否存在目的基因B.检测目标是RNAC.常用于基因定位分析D.常用于阳性菌落的筛选E.常用于蛋白水平的检测[解析]正确答案：C7.下列关于核酸探针的描述正确的是( )（多选题）A.可以是DNAB.可以是RNAC.可用放射性标记D.可用非放射性标记E.必须是单链核酸[解析]正确答案：A,B,C,D8. 关于RNA探针的优点描述正确的是( )（本题1分）A.制备方法简便B.不易被降解C.标记方法比较成熟D.杂交效率和杂交体的稳定性高E.非特异性杂交较少[解析]正确答案：D,E9. DNA分子中A-T含量越高，Tm值越高。
分子生物学
对蛋白质结构与功能的进一步认识
1956-58年Anfinsen和White根据对酶 蛋白的变性和复性实验，提出蛋白质的 三维空间结构是由其氨基酸序列来确定 的。1958年Ingram证明正常的血红蛋白 与镰刀状细胞溶血症病人的血红蛋白之 间，亚基的肽链上仅有一个氨基酸残基 的差别，使人们对蛋白质一级结构影响 功能有了深刻的印象。与此同时，对蛋 白质研究的手段也有改进，1969年Weber 开始应用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳测定 蛋白质分子量；
(二)、现代分子生物学的建立和发展阶段
这一阶段是从50年代初到70年代初， 以1953年Watson和Crick提出的DNA双螺 旋结构模型作为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 和发展的黄金时代。DNA双螺旋发现的最 深刻意义在于：确立了核酸作为信息分 子的结构基础;提出了碱基配对是核酸复 制、遗传信息传递的基本方式；从而最 后确定了核酸是遗传的物质基础，为认 识核酸与
蛋白质的关系及其在生命中的作用打下了 最重要的基础。在此期间的主要进展包 括：
遗传信息传递中心法则的建立
在发现DNA双螺旋结构同时，Watson 和Crick就提出DNA复制的可能模型。其 后在1956年A.Kornbery首先发现DNA聚合 酶；1958年Meselson及Stahl用同位素标 记和超速离心分离实验为DNA半保留模型 提出了证明；1968年Okazaki（冈畸）提 出DNA不连续复制模型；1972年证实了 DNA复制
S.Furbery等的X-线衍射分析阐明了核苷酸 并非平面的空间构像，提出了DNA是螺旋 结构；1948-1953年Chargaff等用新的层 析和电泳技术分析组成DNA的碱基和核苷 酸量，积累了大量的数据，提出了DNA碱 基组成A=T、G=C的Chargaff规则，为碱 基配对的DNA结构认识打下了基础。
分子生物学基础第一章绪论 第二节分子生物学发展简史
第二节 分子生物学发展简史
4．生物分类学与分子生物学
分类和进化研究是生物学中最古老的领域，它们同样由于分子生物 学的渗透而获得了新生。过去研究分类和进化，主要依靠生物体的形态， 并辅以生理特征，来探讨生物间亲缘关系的远近。现在，反映不同生命 活动中更为本质的核酸、蛋白质序列间的比较，已被大量用于分类和进 化的研究。由于核酸技术的进步，科学家已经可能从已灭绝的化石里提 取极为微量的DNA分子，并进行深入的研究，以此确证这些生物在进化 树上的地位。
从学科范畴上讲，分子生物学包括生物化学；从研究的 基本内容讲，遗传信息从DNA到蛋白质的过程，其许多内容 又属于生物化学的范畴。
第二节 分子生物学发展简史
2．分子生物学与细胞生物学 细胞生物学是在细胞、细胞超微结构和分子水平等不同 层次上，以研究细胞结构、功能及生命活动为主的基础学科。 分子生物学是细胞生物学的主要发展方向，也就是说，在分 子水平上探索细胞的基本生命规律，把细胞看成是物质、能 量、信息过程的结合，而且着重研究细胞中的遗传物质的结 构、功能以及遗传信息的传递和调节等过程。 3．遗传学与分子生物学 遗传学是分子生物学发展以来受影响最大的学科。孟德 尔著名的皱皮豌豆和圆粒豌豆子代分离实验以及由此得到的 遗传规律，纷纷在近20年内得到分子水平上的解释。越来越 多的遗传学原理正在被分子水平的实验所证实或摈弃，许多 遗传病已经得到控制或矫正，许多经典遗传学无法解决的问 题和无法破译的奥秘，也相继被攻克，分子遗传学已成为人 类了解、阐明和改造自然界的重要武器。
第二节 分子生物学发Hale Waihona Puke 简史三、分子生物学的现状与展望
1．功能基因组学 2．蛋白质组学 3．生物信息学
分子生物学基础
第一章 绪 论
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tRNAphe cloverleaf structure
How to synthesize triplet RNA Genetic coden
1.3.4 信使RNA的发现
Crick (1957）在英国实验生物学学会演讲 第一次论述了―中心法则‖ 和―序列假说‖
我本人的思想是基于两个基本原理
sequence hypothesis ：
1928-1944 进行16年的肺炎链球菌遗传转化研究 证明DNA是转化因子 The lifelong pity was due to…..
科学家对核酸的了解还知之甚少
DNA分子的功能也就更不为人所知 蛋白质可能是遗传专一性的决定分子 DNase失活实验中未能完全排除对蛋白酶的失活
第一个动摇了“蛋白质是基因”的理念 奠定了“DNA是遗传物质”的理论基础
Cytology Biochemistry
Genetics
研究细胞的结构与功能的细胞学 研究基因的遗传与变异的遗传学 研究活性物质代谢规律的生物化学
1.2 分子生物学的诞生
进化论
“物种起源” 物竟天择 自然选择 适者生存 生存斗争
从根基上动摇 了上帝创造万 物的“创世说”
1859 Charles Darwin
尽管Avery的实验 未引起概念的革命
但他的研究工作引起了Erwin Chargaff的极大兴趣
为提出DNA双螺旋结构模型起到了非常重要的作用
1952年（ 8年后） M. Delbruck，S.E. Luria，A. Hershey 对噬菌体繁殖过程开展了深入的研究 证明了DNA是主要的遗传物质
Hershey
Rosalind Franklin
King’s Lab. London University UK
1962
James Watson (34y) Francis Crick (46y) Maurice Wilkins (46y) DNA Double Helix model 1953
1.3.3
遗传密码的破译
Ser-C14….
Leu-C14 ….
Lys-C14 ….
Gly-C14 ….
体外蛋白质合成系统方法进行改进 利用不同polyNt指导蛋白质的合成
Aug/1961 , Nov/1961 (3个月内)
Marshall Nirenberg
两篇文章投稿 <美国国家科学院进展 PNAS>
遗传密码的破译找到了突破口
★ 生物大分子单体的排列（核苷酸，氨基酸）
高级结构
生物大分子之间的互作
分子生物学研究的
三大主要领域
分子生物学研究的三大主要领域
生物大分子的结构与功能 生物大分子之间的互作
狭义的分子生物学 基因分子生物学
DNA—protein Hormone—receptor
Enzyme--substrate
生物技术理论 与应用
1.1 分 子 生 物 学 的 概 念
What is Molecular Biology ?
分子生物学是研究核酸、蛋白质等所 有生物大分子的形态、结构特征及其 重要性、规律性和相互关系的科学， 是人类从分子水平上真正揭开生物世 界的奥秘，由被动地适应自然界转向 主动地改造和重组自然界的基础科学。
DNA是 遗传物质 蛋白质是一切 性状的体现
DNA如何控制 性状的表现？
Marshall Nirenberg
1968 NP
破解遗传密码
DNA双螺旋结构揭示之后的又一研究热点 遗传学家：根据DNA的分子结构和基因在细胞中的作
用推断蛋白质合成过程中DNA的作用
生物化学家：建立体外的蛋白质合成系统 生物化学家在破解遗传密码中所作出的贡 献成为分子生物学中最卓越的发现之一
Forward Genetics 在不知基因化学本质的前提下
分析突变体在世代间的传递规律 研究基因的特性和染色体的定位 描述基因突变和染色体变异效应
遗传学是依靠逻辑分析 的推理性科学
二十世纪中叶的遗传学家们不再满
足于基因的抽象观念
将研究的前沿聚焦到揭示基因的本
质和它们的作用机制
Biochemistry的双重使命：
Gene concept Gene structure Gene replication Gene expression Gene recombination Gene mutation
Molecular Biology of Gene
分子生物学的 三大支撑学科
Molecular Biology
I
Concept of mRNA
F. Jacob (44y) J. Monod (55y) A. Lwoff (63y)
Delbruck
Luria
1969 Nobel medal
D.H.L成功的因素
• 人们已经认识到DNA可能在遗传过程中重要作用 • 他们的科学论文几乎与Watson, Crick的论文同时 发表，从而得到了媒体的广泛宣传
• O. Avery是孤立的研究者，较少参加学术交流与
科学讨论，研究结果未能引起人们的注意 • D.H.L.的结果通过―噬菌体研究组‖的学术关系 得到了迅速的传播和广泛的理解
G. Beadle & E. Tatum
奥斯瓦德· 埃弗里
分子生物学领 域里的孟德尔
Oswald Avery
的历史贡献
1948. retired, The Nobel committee has been criticized for not recognizing Avery’s achievement before his death ( 1877-1955 )
基因的概念 基因的结构 基因的复制 基因的表达 基因的重组 基因的突变
结构生物学 基因工程 细胞工程 酶工程 发酵工程 蛋白质工程
1.3. 分子生物学发 展的历程
MILESTONE
Nobel medal
Half a pound of 23-karal gold. 2.5 inches across
出生于一个传统的教徒家庭
在Andre Lwoff 的带领下，开始了“微生物营养的研究 生涯, 发现了细菌的“二度生长” (diauxy)现象
Francois Jacob 退役军医。被A. Lwoff 招聘, 从事生物学研究 利用Hfr的接合实验，对原噬菌体在细菌 染色体上的整合位点进行了非常准确的定位
1951 Cavendish Lab. Cambridge University UK
―对文章和实验进行讨 论交流是重中之重， 理论、讨论和实验、 观察一样重要‖
在确定DNA分子结构的研究 中，没有用DNA分子做任何 一个实验！
―研究与讨论，分析与 推论是建立在大量实 验数据和科学论文的 基础上的‖
国家级精品课程
分 子 生 物 学 （Molecular Biology）
练 兴 明
华中农业大学生命科学技术学院 国 家 生 物 学 理 科 人 才 培 养 基 地 国家生命科学与技术人才培养基地 Tel: 87281080 Email: xmlian@
第１章 绪论
二十一世纪——生命科学世纪
"for his discoveries concerning the role played by the Chromosome in heredity , demonstrated that genes are on the chromosome"
1933
Thomas Hunt Morgan
早期的遗传学家们研究基因
进 入
研究遗传物质－基因的本质 理解基因调控生化代谢过程 遗传学和生物化学是
分子生物学发展的根基
分子生物学是遗传学和
生物化学融合的结果
What is the gene? Basic property Replication
Expression
Mutation
DNA Double Helix model
Imagination is more important then knowledge
在确定DNA分子结构的研 究中，没有用DNA分子做 任何一个实验！
优秀女科学家
在双螺旋结构发现几年后，因癌症而病逝，
对揭示DNA双螺旋结构作出过重要贡献。
X~ray photograph of DNA with high quality
22/May/1961，Mon J. Matthaei: 细菌提取物、可溶性RNA组分 （tRNA）、20种aa(其中1种被标记) ATP、缓冲液、polyU 混合，35℃下，1hr， 结果表明：polyU存在时，被标记的aa进入到蛋白质中 27/May/1961，Sat 答 案： polyU存在时， 合成了Phe－Phe－Phe….肽链 1周时间内： J. Matthaei 破译了第一个遗传密码
分析细胞的组成成分（静态世纪末到二十世纪初 生物化学的重要发展时期
• 组成蛋白质的20种基本氨基酸被揭示 • 蛋白质中连接氨基酸的“肽键”被证实 • 糖酵解途径、尿素循环、三羧酸循环的发现 • “pH‖ 概念，“缓冲”系统，“胶体”理论 • 大分子之间以氢键和离子键互作重要性的揭示
Gobind Khorana 建立了合成具有特定碱基序列的oligo Nt的有效方法 简便快速的生化方法促进了遗传密码的破译
R. Holley H.G. Khorana M. Nirenberg
1968
Nobel
Robert Holley(46y) H. Gobind Khorana(46y) Marshall Nirenberg(41y)
1953 J .Watson and F. Crick
分子生物学诞生
分子生物学的三大原则