21世纪分子生物学发展的趋向
分子生物学的现状和今后的发展

姓名:胡冬雪学号:02104117学校:白城师范学院指导教师:赵娜写作时间:2013.09.05目录1.论文摘要.............................................................2.分支生物学的研究现状及前景...........................................3.参考文献资料.........................................................分子生物学的研究现状和今后的发展前景摘要分子生物学是利用分子生物学的技术和方法研究人体内源性或外源性生物大分子和大分子体系的存在、结构或表达调控的变化,从而为疾病的预防、预测、诊断、治疗和转归提供信息和决策依据的一门学科。
近些年其发展迅速,并渗透到了多门学科的研究领域。
分子生物学的发展前景是相当可观的。
关键字分子生物学现状及发展基因治疗蛋白质工程分子生物学(molecular biology)在分子水平上研究生命现象的科学。
研究生物大分子(核酸、蛋白质)的结构、功能和生物合成等方面来阐明各种生命现象的本质。
研究内容包括各种生命过程如光合作用、发育的分子机制、神经活动的机理、癌的发生等。
从分子水平研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象本质的科学。
自20世纪50年代以来,分子生物学是生物学的前沿与生长点,其主要研究领域包括蛋白质体系、蛋白质-核酸体系(中心是分子遗传学)和蛋白质-脂质体系(即生物膜)。
生物大分子,特别是蛋白质和核酸结构功能的研究,是分子生物学的基础。
现代化学和物理学理论、技术和方法的应用推动了生物大分子结构功能的研究,从而出现了近30年来分子生物学的蓬勃发展。
分子生物学和生物化学及生物物理学关系十分密切,它们之间的主要区别在于:①生物化学和生物物理学是用化学的和物理学的方法研究在分子水平,细胞水平,整体水平乃至群体水平等不同层次上的生物学问题。
21世纪分子生物学发展的趋向

21世纪分子生物学的展望(李振刚)一.分子生物学的发展20世纪是分子生物学发生发展的世纪。
1.分子生物学的诞生:1952年DNA双螺旋结构的发现(基因自决)1958年中心法则的提出(从基因到性状)1968年遗传密码的破译(从碱基到氨基酸)2.DNA重组技术的发展:使人类社会中出现了一类新的巨无霸产业——生物技术与基因工程。
从此,DNA重组技术、DNA分析技术应用到生物学的每一角落(分类、进化、考古、法医…)。
3.分子信息生物学的诞生:DNA序列分析技术的发展,毛细管电泳技术与机器人操作相结合,大大加快了序列分析的速度。
人类基因组计划将很快完成,并带动其他基因组的进行。
一门崭新的学科——《分子信息学》,将在21世纪诞生。
以人类基因组计划为契机,将逐步阐明各种代表性生物的DNA序列。
并企图以此为基础来说明生命活动的机制。
二.分子生物学的现状但是,一个学科在知识上的普及和应用上的深入,只是意味着它的成熟,并不一定意味着它的本质的持续发展。
21世纪是否还是分子生物学的世纪?这个问题值得思考。
目前的情况是:1.基因(遗传物质)的泛化与移位大家知道,分子生物学是从DNA双螺旋模型的建立而兴起的。
因为它解决了“基因是DNA”、“DNA能自我复制”(基因自决)等问题而使近代遗传学家(基因论者)欣喜若狂。
他们感到遗传学终于找到了分子水平的科学依据。
这种遗传学与分子生物学的统一,使当时的遗传学家以生物学界的“龙头”自居。
特别在我国的60-70年代中,前苏联的李森科-米丘林学派的垮台,近代遗传学家从重压下解放出来,大都以《基因论》的捍卫者自傲。
对于与基因论略有相左的观点,往往不能容忍,群起而攻之。
在当时看来,基因(核酸)就是门德尔因子,是排列在染色体上的成对的要素,细胞核是唯一的遗传器官。
近代遗传学是以孟德尔定律与摩尔根基因论为基础的。
近代遗传学的基因是严格地限制在染色体之上的。
摩尔根在《基因论》中斩钉截铁地说:“基因论认为个体上的种种性状都起源于生殖质内的成对的要素(基因),这些基因互相联合,组成一定数目的连锁群;认为生殖细胞成熟时,每一对的二个基因依孟得尔第一定律而彼此分离……”。
分子生物学的现况和今后的发展

分子生物学的现况和今后的发展分子生物学的现况和今后的发展唐宇轩MSN摘要分子生物学是利用分子生物学的技术和方法研究人体内源性或外源性生物大分子和大分子体系的存在、结构或表达调控的变化,从而为疾病的预防、预测、诊断、治疗和转归提供信息和决策依据的一门学科。
近些年其发展迅速,并渗透到了多门学科的研究领域。
分子生物学的发展前景是相当可观的。
关键字分子生物学现状及发展基因治疗蛋白质工程分子生物学的发展及其在临床医学上的应用已经走过了半个多世纪的路程,随着国际交往的增加,近年来我国分子生物学技术有了突飞猛进的发展。
目前在医学院校和省级以上的医院均建立了临床分子生物学实验室。
随着分子生物学的兴起和向各方面的渗透,生物科学的各分支学科也经历着兴衰更替的变化。
从目前的发展状况来看,分子生物学仍将保持带头分支学科的地位,分子生物学带动了整个生物科学的全面发展。
就分子生物学现状来看,现代生物科学是生物科学与众多学科之间相互交叉、渗透和相互促进的结果。
例如:分子生物学渗入到发育生物学产生了分子发育生物学(molecdar developmental biology), 生活周期短的一些动植物如线虫、果蝇、拟南芥已成为发育生物学的重点研究对象,它们的发育过程很多已从分子水平得到了解。
分子生物学与细胞生物学关系密切,已形成一门新的分子细胞生物学(molecdar cell biology)。
许多细胞生物学问题如细胞分裂、细胞骨架(cytoskeleton)、细胞因子(cytoldne)的研究都进入了分子水平。
免疫学与分子生物学结合,产生了分子免疫学(molecular immunology)。
病理学与分子生物学结合,产生了分子病理学(molecular pathology〉,其中病毒学与分子生物学结合,就是分子病毒学(molecular virology〉其他相关科学推动了生物科学对生命现象和本质的研究不断深入和扩大,生物科学的发展也为其他相关科学提出了许多新的研究课题,开辟了许多新的研究领域。
分子生物学技术的应用及发展趋势

分子生物学技术的应用及发展趋势随着科学技术的不断发展,人们对微观世界的研究也不断深入。
分子生物学技术是其中之一,以分子为研究对象,通过各种技术手段加以分析和研究,可将生物学研究推向更深层次和更广阔的领域。
分子生物学技术的应用和发展趋势,至关重要。
一、分子生物学技术的应用1. 基因工程分子生物学技术的一个非常重要的应用就是基因工程。
基因工程是利用分子生物学技术改变生物个体的遗传信息,以得到更好的性状或用于特定目的。
基因工程可以用于育种、药物研发、产业生产等多个领域。
比如利用基因工程,可以打破互花米草杂交难度限制,培育出性能更优秀、适应性更强的新品种;利用基因工程技术,可以提高药物生产的效率和质量,为人类健康做出更大贡献。
2. 基因诊断分子生物学技术在基因诊断方面的应用也非常广泛。
基因诊断是利用DNA序列的特异性,进行基因分型以确定某一疾病患者携带的特定病理基因的检查方法。
常用于婴儿遗传病的筛查,遗传性肿瘤与乳腺癌的早期诊断等。
基因诊断技术的发展,将为人类的健康保障提供更加可靠准确的手段,早期发现疾病,早期预防和治疗。
3. 基因治疗基因治疗是利用分子生物学技术对某些疾病基因进行修复和改变,从而达到治疗目的的一种新型疗法。
它可以通过对特定的基因进行修复,改变、增加或抑制该基因的表达,从而达到疾病治疗或预防的目的。
基因治疗是目前最具前途和潜力的基因技术之一。
它可作为一种创新的治疗手段,有望治愈一些当前难以治愈的疾病,例如利用基因治疗来治疗癌症、遗传性疾病及其它一些难以根治的疾病。
二、分子生物学技术的发展趋势1. 将生物技术与信息技术相结合随着分子生物学技术的不断发展,其应用场景也越来越广泛,可以将其应用于环境污染、粮食和医疗等领域。
这种广泛的应用离不开信息技术的支持。
未来,分子生物学技术将与信息技术相结合。
比如,利用大数据技术对基因信息进行深度挖掘,将更可能解决疾病的难题;利用区块链技术,将更好地保障基因信息的隐私安全等。
你认为二十一世纪分子生物学将在哪些领域取得进展?

课程小论文:你认为二十一世纪分子生物学将在哪些领域取得进展?我认为二十一世纪分子生物学将在基因上取得重大突破。
具体如下:我猜想,与生命活动有关的重要基因与重要疾病有关的基因将被陆续发现,我认为在二十一世纪剩下的基因将会全部被揭开它们的面纱。
目前,医学上对癌症的仍然是治标不治本,它只能延缓病毒的发作,而不能彻底把病根治,新的癌基因与抑癌基因的发现与其生物学功能的释明将大大提高对生命本质的了解。
癌症的治疗将有全面的突破,艾滋病的防治得到控制。
近日,英国科学家在美国《科学》杂志上发表最新研究结果称,在人体20000个基因中,有20个生来就是发生了病变的,而这些变异的基因并不会给人体带来任何伤害。
来自厄瓜多尔的一群患有莱伦氏综合症的人群不会患上癌症和糖尿病,在英国《每日邮报》提到的蓝皮人等,都说明了基因的研究仍在继续。
人类社会发展至今,我们对基因的了解依旧是微乎其微,科学家已经预测人类有2万个基因,基因总是披着神秘的面纱,科学家对基因的了解仍然很少,经过多年的科学研究了解到,基因是编码蛋白质或RNA等具有特定功能产物的遗传信息的基本单位,是染色体或基因组的一段DNA序列,具有遗传效应的DNA 分子片段。
包括编码序列(外显子)、编码区前后对于基因表达具有调控功能的序列和单个编码序列间的间隔序列(内含子)。
基因是生命的密码,记录和传递着遗传信息。
生物体的生、长、病、老、死等一切生命现象都与基因有关。
它同时也决定着人体健康的内在因素,与人类的健康密切相关。
然而,我们只了解到2万个基因中的极少部分,还剩许多基因我们未发现其用途以及与人类什么性状有关。
有人说我们人类有“98%”的“无用”基因,为什么我们人类有“98%”左右的“无用基因”,他们是哪里来的?其实,就我的看法,这些所谓的“无用基因”并非真的无用,只是基因体系实在过于庞大,我们还没有真正揭开基因的全部面纱,我们对基因的了解仍然只是冰山一角,假使有人缺少这些“无用基因”中的某一基因,我想也许他就无法成长成一个健康的人,例如“猫叫综合症”是人第5号染色体短臂缺失引起的遗传病,患儿一般表现为生长发育迟缓,哭声类似猫叫,并有严重的智能障碍。
对生物学的展望

对分子生物学的展望分子生物学是研究核酸等生物大分子的功能、形态结构特征及其重要性的科学。
它不仅是目前自然科学中进展最迅速、最具活力和生气的领域,也是新世纪的带头学科。
因此,我认为二十一世纪初,分子生物学将在许多领域取得进展。
在生态学方面,分子生物学将会取得很大的进展。
目前,已经形成了应用分子学方法研究生态问题的分子生态学,在二十一世纪初,分子生物学在生态学领域将进一步被应用,包括对物种进化、种群和群落的衍变等的研究,也可以在环境保护方面,用于环境微生态研究的新方法新手段不断出现。
利用这些分子生物学技术,可直接对环境样品的总DNA进行分析,绕开菌株分离和培养瓶颈,可以最大限度地获得相关微生物的遗传信息,全面地分析环境中微生物的多样性并可以开发新型环保能源,还可以应用于海洋研究方面。
在医学方面,分子生物学也将取得很大的进展,主要表现在医疗药物和医疗手段等方面,分子生物学使医学各科上升到基因水平、分子水平,从而出现了所谓分子微生物学、分子免疫学、分子生理学、分子病理学、分子药理学、分子心脏病学、分子神经病学、分子内分泌学等等全新的领域。
基因工程药物的广泛应用,在一定程度上缩小了药源难题,为国家节省了许多资金,因此,随着医学的发展,分子生物学在此领域一定会有更大的发展。
在临床实践上,分子生物学还将被广泛应用于基因诊断和基因治疗,例如艾滋病和癌症的研究上。
在农业方面,分子生物学将在农产品新品种的研发、农药及化肥的开发等方面被广泛应用。
分子生物学将被应用于养殖业,目前,人们已经获得转基因鸡、转基因猪、转基因鱼等,分子生物学技术能使养殖产品个体更大,缩短它们的成熟期等,可提高养殖动物的经济价值,因此,在将来,分子生物学在此方面将被更加广泛的应用。
在种植业上,分子生物学将被应用于抗病毒育种等方面上。
另外,分子生物学还将被应用于食品工业及其他工业,例如油漆和其它建筑材料的生产等。
分子生物学对现在生物学领域来说,既是发展的前沿,也是可以解释一切生物领域本源问题,因此现在研究动物学的、植物的、微生物的、遗传的、生态的问题,都可以应用分子生物学技术来研究,可见分子生物学在二十一世纪的发展前景之大。
生物教案谈论:分子生物学的未来前景

今天的社会中,随着科学技术的不断发展,许多新的生物学学科已经涌现出来。
其中,分子生物学是应用最为广泛的生物学分支之一。
分子生物学是一门研究生物大分子(如DNA、RNA 以及蛋白质)在生命过程中的功能、作用以及机制的学科。
它的理论基础主要是化学和物理学,而这些都可以被纳入到生物学领域来解释更广阔的生命现象。
随着分子生物学的发展,它的前景也变得日益广阔。
因此,本文将谈论分子生物学的未来前景。
一、分子生物学的应用分子生物学的应用非常广,它在许多领域都有深入的研究。
在医学上,分子生物学用于研究人类的基因、蛋白质以及与疾病有关的信号通路。
这有助于发现各种复杂的疾病的发病机理和治疗方法,从而为人类的健康提供更好的保障。
在农业上,分子生物学则着重研究与作物生长发育、产量和品质等相关的基因组和代谢途径,以提高作物的生长发育以及产量和品质。
这不仅有助于粮食的安全生产,还能够提高全球农业发展的质量和效率。
此外,分子生物学还被广泛应用于化妆品、纺织品、环境污染等领域的研究和开发领域。
二、分子生物学的未来发展分子生物学作为生物学的重要组成部分,其未来发展前景十分广阔。
未来,随着基因组学、蛋白质组学、代谢组学等技术的日益成熟,分子生物学在研究更复杂的生物学问题、探究生命本质的方面将有更大的发展。
以下是分子生物学在未来可能的发展趋势:1.基因编辑技术的发展随着基因编辑技术的发展,可以更轻松地对生物基因进行编辑,这将有助于实现更加高效地研究。
未来,随着人类对基因的认识不断深入,我们可以研究基因所控制的生物行为、生命过程以及如何将相应信息用于生物制造和生命工程。
未来,这一技术将允许人们更加精确地预测生命现象,并制定更好的预防、治疗和治愈疾病的策略。
2.大数据分析分子生物学中的大规模数据生成和生物信息学方法仍需要不断地发展。
随着越来越多的生物信息学数据被收集和存储,从而产生的生物网络的构建和集成将变得更加重要。
未来,这些数据处理和分析的过程需要更加智能化的方法来辅助科学家完成其中的研究。
分子生物技术发展的新趋势

分子生物技术发展的新趋势二十一世纪医学发展的主要特点之一是对生命现象和疾病本质的认识逐渐向分子水平深入。
随着基因克隆技术趋向成熟和基因测序工作逐步完善,后基因时代逐步到来。
人们逐渐认识到,无论健康或疾病状态都是生物分子的相互作用的结果,生物分子起关键性作用。
最近十年,分子生物技术已成为医学领域极其有力的研究工具,基因工程技术、人类基因组计划与核酸序列测定技术、基因诊断与基因体外扩增技术、生物芯片技术、分子纳米技术在医学研究中,如了解疾病的发生发展机制、疾病诊断和药物研制与开发中得到广泛应用。
同时,在结构基因组学、功能基因组学和环境基因组学逢勃发展的形势下,分子生物医学技术将会取得突破性进展,也给医学带来了崭新的局面,为医学事业的发展提供了新的机遇。
分子生物技术已经成为现代医学的前沿和热点。
1分子生物技术概述分子生物技术也称之为生物工程,是现代生物技术的主要标志,它是以基因重组技术和细胞融合技术为基础,利用生物体(或者生物组织、细胞及其组分)的特性和功能,设计构建具有预期性状的新物种或新品系,以及与工程原理相结合进行生产加工,为社会提供商品和服务的一个综合性技术体系,其内容包括基因工程技术、细胞工程技术、DNA测序技术、DNA芯片技术、酶工程技术等。
现代分子生物技术的诞生以70年代DNA重组技术和淋巴细胞杂交瘤技术的发明和应用为标志,迄今已走过了30多年的发展历程。
实践证明在解决人类面临的粮食、健康、环境和能源等重大问题方面开辟了无限广阔的前景,受到了各国政府和企业界的广泛关注,是21世纪高新技术产业的先导。
医学领域是分子生物技术最先登上的舞台,也是目前现代分子生物技术应用最广泛、成效最显著、发展最迅速、潜力也最大的一个领域。
据统计,国际上分子生物技术领域所取得研究成果的60%以上集中在医学领域。
2分子生物技术在医学领域的重要应用2.1分子生物传感器在医学中的应用分子生物传感器是利用一定的生物或化学固定技术,将生物识别元件(如酶、抗体、抗原、蛋白、核酸、受体、细胞、微生物、动植物组织)固定在换能器上,当待测物与生物识别元件发生特异性反应后,通过换能器将所产生的反应结果转变为可以输出、检测的电信号和光信号等,以此对待测物质进行定性和定量分析,从而达到检测分析的目的。
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21世纪分子生物学的展望(李振刚)一.分子生物学的发展20世纪是分子生物学发生发展的世纪。
1.分子生物学的诞生:1952年DNA双螺旋结构的发现(基因自决)1958年中心法则的提出(从基因到性状)1968年遗传密码的破译(从碱基到氨基酸)2.DNA重组技术的发展:使人类社会中出现了一类新的巨无霸产业——生物技术与基因工程。
从此,DNA重组技术、DNA分析技术应用到生物学的每一角落(分类、进化、考古、法医…)。
3.分子信息生物学的诞生:DNA序列分析技术的发展,毛细管电泳技术与机器人操作相结合,大大加快了序列分析的速度。
人类基因组计划将很快完成,并带动其他基因组的进行。
一门崭新的学科——《分子信息学》,将在21世纪诞生。
以人类基因组计划为契机,将逐步阐明各种代表性生物的DNA序列。
并企图以此为基础来说明生命活动的机制。
二.分子生物学的现状但是,一个学科在知识上的普及和应用上的深入,只是意味着它的成熟,并不一定意味着它的本质的持续发展。
21世纪是否还是分子生物学的世纪?这个问题值得思考。
目前的情况是:1.基因(遗传物质)的泛化与移位大家知道,分子生物学是从DNA双螺旋模型的建立而兴起的。
因为它解决了“基因是DNA”、“DNA能自我复制”(基因自决)等问题而使近代遗传学家(基因论者)欣喜若狂。
他们感到遗传学终于找到了分子水平的科学依据。
这种遗传学与分子生物学的统一,使当时的遗传学家以生物学界的“龙头”自居。
特别在我国的60-70年代中,前苏联的李森科-米丘林学派的垮台,近代遗传学家从重压下解放出来,大都以《基因论》的捍卫者自傲。
对于与基因论略有相左的观点,往往不能容忍,群起而攻之。
在当时看来,基因(核酸)就是门德尔因子,是排列在染色体上的成对的要素,细胞核是唯一的遗传器官。
近代遗传学是以孟德尔定律与摩尔根基因论为基础的。
近代遗传学的基因是严格地限制在染色体之上的。
摩尔根在《基因论》中斩钉截铁地说:“基因论认为个体上的种种性状都起源于生殖质内的成对的要素(基因),这些基因互相联合,组成一定数目的连锁群;认为生殖细胞成熟时,每一对的二个基因依孟得尔第一定律而彼此分离……”。
但是,由于基因已彻底地分子化为DNA,遗传学的发展就不得不依附于分子生物学的发展。
遗传学家们在以此为荣不久,就不得不为此作出牺牲。
因为不仅细胞核里有DNA,细胞质里也有DNA。
基因的DNA化,导致了基因的移位与泛化。
基因已不再仅仅是位于染色体上的成对的要素;存在于细胞质中并不依孟德尔定律分配的那些DNA分子也就顺理成章地称为基因。
基因工程实际上是基因移位与泛化的成功应用。
它往往是把高等动物的染色体基因(如胰岛素基因;细胞核遗传),通过与质粒(plasmid)的重组,转化为低等生物(大肠杆菌、枯草杆菌、酵母等)的细胞质遗传。
这对于依靠DNA来捍卫基因论的学者来说,是一个绝大的讽刺。
因此,近代遗传学以染色体为遗传核心的基因论从理论与实践上被淡化了。
随着逆转录酶、RNA编辑、朊病毒的发现,细胞质物质(RNA,蛋白质)在遗传上的作用却愈来愈重要了。
2.技术上,分子生物学已达顶峰离不开DNA重组(基因工程)、点突变(蛋白质工程)与序列分析。
没有新技术的突破。
大量的工作已进入利用上述技术进行资料积累的阶段。
分子生物学技术的杰作:(1)转基因食品已受到限制;(2)工程浩大,耗资已超过300亿美元的基因组计划,得到的将是一本DNA的天书。
(3)基因工程对高等生物(特别是动物)来说并不能创造新种,只能改良品种。
它遏制不了物种的加速绝灭。
到2000年,地球上的15-20%(45-100万个物种)已经绝灭。
就植物来说,目前由于人类的活动,平均每6个小时就有一种植物从地球上消失,地球上30-70%的植物将在今后100年内消失。
21世纪人类面对的严酷任务是挽救生态环境。
这是基因工程所无能为力的。
相反,DNA污染(免疫病——基因重组病、基因武器…)将使濒危的生态环境雪上加霜。
3.理论上,分子生物学已经完全成熟自DNA双螺旋结构学说及中心法则建立以来,已不见进一步的深化及发展。
DNA双螺旋结构学说解决了基因自我复制(即基因自决)的难题,而中心法则的提出,则认为是解决了基因通过蛋白质决定生物性状的问题。
但是,自七十年代以来分子生物学只是忙于维护本身理论的完整及应付愈来愈多的质疑和挑战。
如:反转录酶的发现、intron的发现、alternative splicing mRNA的发现、RNA编辑、朊病毒的发现等,都是Crick和Watson 所始料不及而仓促应战。
三.分子生物学的展望(从理论到实践)1.21世纪的生物学之谜在21世纪,生物学的一些重大问题(癌、爱滋病、遗传病激增〈从400种到4000种〉、物种的绝灭等),并没有因为分子生物学的发展而获得解决,有的问题更趋严重。
到头来却出现了分子生物学的两个黑箱问题:(1)自我意识:你为什么就意识到你是张三?他为什么就意识到他是李四?无论多么高级的电子计算机,它意识不到它本身的存在。
而人及某些高级动物却能意识到自身的存在,并把自身与身外的客体清楚地分开。
从生物学的角度来说,‘自我意识’是神经系统的一种功能,是一种遗传性状。
它的分子机制是什么?(2)细胞的完整性:100年前R.V irchow曾断言“细胞只能来自细胞”。
在DNA决定细胞一切特性的今天,一个被粉碎了的细胞,即使它的DNA在结构与功能上是完整的细胞却无法恢复。
这与DNA含有全部遗传信息的分子生物学明显相左。
如何从分子生物学的概念来回答上述两个问题是目前人类所拥有的物理与化学知识很难解决的,甚至无法接近的。
这两个问题的提出与解决,生物学家必须挣脱分子生物学的还原论,在整体的生物学概念上有所突破才行。
这要求某些概念要重新考虑。
分子生物学不能把自已看成是‘DNA 的生物学’,‘核酸的生物学’,而应该研究细胞中所有的分子事件(多糖、蛋白质、膜、细胞器)才能成为名副其实的分子生物学。
2.基因生态对转基因食品的限制,以及对转基因动植树技术的审慎,意味着人类已经意识到,DNA重组技术是对人类和其他生物的基因组即遗传内环境的破坏。
这与世界的科技进步对整个地球大环境的破坏一样:我们在获得现实利益的同时,可能要承受未来无法预料的灾难。
因此,在进行基因工程的同时,必须考虑到维持体内基因环境的平衡。
这是21世纪的一个新课题。
对基因的‘裁剪’必须以维持细胞功能与结构的完整为前提。
3.一门新的克隆技术与理论的兴起基因克隆将与细胞克隆相结合而形成一门新的技术学科。
‘克隆羊’的轰动以及克隆技术在21世纪的不可遏制,说明人们已经意识到:细胞的克隆比DNA的克隆要更有意义,要更困难。
因为人类虽然已能合成基因,但还根本不能合成一个细胞,一个心脏或一个肾!转基因在创造着无数的生物新特性、新品种,但对物种的迅速地从地球上绝灭束手无策。
“克隆羊”技术是以完整的细胞的概念来考虑问题的,虽然它还不是真正的体细胞克隆。
它在21世纪的发展是不可遏制的。
也许一个‘克隆’的科学界集团将悄悄地在21世纪兴起,“克隆羊”与“试管婴儿”的合流,克隆技术与DNA重组技术的结合是21世纪意料中的事情。
DNA分子的纯化及元件化,必将在电脑及信息科学中发挥重大作用。
在严禁对人进行克隆,以及克隆人对人类的巨大诱惑的双重压力下,动物克隆甚至人的克隆有着与机器人的制造相结合的趋势。
未来的机器人也许会具有真的人的肌肤与毛发,以及用DNA芯片分子元件构成的大脑。
4.朊病毒与蛋白质遗传朊病毒是一种能够迅速繁殖、传染的蛋白质病原体。
它只含蛋白质,不含核酸。
人的Kuru病、CKD、GSS病,羊瘙痒病(scrapi e),疯牛症(mad cow disease)等无药可治的极厉害的传染病都是它引起的。
朊病毒——PrP以其本身为模板,把细胞中具有正常功能的PrP转变为病原体PrP。
这二种蛋白质分子的一级结构是相同的,也就是说,它们被同一基因所编码。
但它们的立体构象不同,PrPsc比PrPc具有高得多的折叠结构。
可是PrPsc 能作为模板,把PrPsc转换为PrPc,而PrPc却不能作为模板把PrPsc转换为PrPc!所以PrPsc是不折不扣的、外来的、细胞质中的遗传模板。
它能把来自细胞核基因的蛋白质改造为细胞质的遗传模板。
疯牛病使世人对朊病毒认真起来,Prusiner, S. B.也荣获诺贝尔奖。
随着在酵母中各种prion的发现,也发现了在酵母中执行正常生理功能的prion。
这说明prion不仅是一种具有感染能力的蛋白质病毒,而且也是一种具有复制自身能力的蛋白质。
在20世纪末,21世纪初,许多论述蛋白质是遗传物质,蛋白质是基因的论文正在不断地出现,并愈来愈引起生物学界的重视。
早在1967年Griff ith, J. S. 在给《Nature》的信中就曾说过:“用不着惊慌,一种蛋白质的感染因子的存在将会砸烂分子生物学的整个理论框架”(J. S. Grif f ith, Nature, 215, 1043-1044, 1967.)。
蛋白质将作为一种遗传物质和分子模板向DNA作为唯一遗传物质的统治理论提出挑战。
在21世纪,分子生物学的遗传理论必将在分子模板多元化的形势下发生巨变。
21世纪分子生物学发展的趋向原定2005年完成人类基因组DNA测序的计划,已提前5年完成。
当前,人类基因组研究的重点正在由“结构”向功能转移,一个以基因组功能研究为主要研究内容的“后基因组”(post-genomics)时代已经到来。
它的主要任务是研究细胞全部基因的表达图式和全部蛋白图式,或者说“从基因组到蛋白质组”。
于是,分子生物学研究的重点似乎又将回到蛋白质上来,生物信息学也应运而生。
随着新世纪的到来,生命科学又将进入这样一个新时代。
一、功能基因组学遗传学最近的定义是,对生物遗传的研究和对基因的研究。
功能基因组学(f unctionalgenomics) 是依附于对DNA序列的了解,应用基因组学的知识和工具去了解影响发育和整个生物体的特定序列表达谱。
以酿酒酵母(S. cervisiae)为例,它的16条染色体的全部序列已于1996年完成,基因组全长12086 kb,含有5885个可能编码蛋白质的基因,140个编码rRNA基因,40个编码snRNA基因和275个tRNA基因,共计6340个基因。
功能基因组学是进一步研究这6000多个基因,在一定条件下,譬如酵母孢子形成期,同时有多少基因协同表达才能完成这一发育过程,这就需要适应这一时期的全套基因表达谱(gene expression pattern)。
要解决如此复杂的问题就必须在方法学上有重大的突破,创造出高效快速地同时测定基因组成千上万个基因活动的方法。
目前用于检测分化细胞基因表达谱的方法,有基因表达连续分析法(serial analysis Of gene expression,SAGE)、微阵列法(microarray)、有序差异显示(ordered differential display,ODD)和DNA芯片(DNA chips)技术等。