分子生物学常泓课件-绪论
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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
分子生物学第一章绪论详解演示文稿
，共55页。
二、现代分子生物学的建立和 发展阶段
第二十八页，共55页。
1、 DNA双螺旋模型的提出
1962年，Watson和Crick因为在1953年5月25日 的《Nature》提出DNA的反向平行双螺旋模型 而与Wilkins共获Noble生理医学奖，后者通过 X射线衍射证实了Watson-Crick模型。
第二十一页，共55页。
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
第二十二页，共55页。
3．断裂基因
1个基因被间隔区分成不连续的若干区段，这种编码序 列不连续的间断基因被称为断裂基因。
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。
第十一页，共55页。
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。
第三十五页，共55页。
1968年，Nirenberg，Holley和Khorana共享诺贝尔生 理医学奖
• Nirenberg：破译DNA遗传密码； • Holley：阐明了酵母丙氨酸tRNA的核苷酸序列，并证
实了所有tRNA具有结构上的相似性；
• Khorana：第一个合成了核酸分子，并且人工复制 了酵母基因。
第十四页，共55页。
分子生物学发展简史
第十五页，共55页。
二、现代分子生物学的建立和 发展阶段
第二十八页，共55页。
1、 DNA双螺旋模型的提出
1962年，Watson和Crick因为在1953年5月25日 的《Nature》提出DNA的反向平行双螺旋模型 而与Wilkins共获Noble生理医学奖，后者通过 X射线衍射证实了Watson-Crick模型。
第二十一页，共55页。
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
第二十二页，共55页。
3．断裂基因
1个基因被间隔区分成不连续的若干区段，这种编码序 列不连续的间断基因被称为断裂基因。
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。
第十一页，共55页。
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。
第三十五页，共55页。
1968年，Nirenberg，Holley和Khorana共享诺贝尔生 理医学奖
• Nirenberg：破译DNA遗传密码； • Holley：阐明了酵母丙氨酸tRNA的核苷酸序列，并证
实了所有tRNA具有结构上的相似性；
• Khorana：第一个合成了核酸分子，并且人工复制 了酵母基因。
第十四页，共55页。
分子生物学发展简史
第十五页，共55页。
完整版《分子生物学》 ppt课件
底物
模板 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ
识别 起始 延伸 终止
启动子（－10区、－35区） 转录单位相关概念 CAP位点 识别过程
不依赖ρ因子的终止子: 内在终止子（intrinsic terminator ） 依赖ρ因子的终止子（ ρ-dependent terminator ）有发夹结构，但GC含量少， 无U串
核mRNA内含子的剪接 Ⅰ内含子的剪接 Ⅱ类内含子的剪接 反式剪接
核mRNA的 拼接体的拼接
类型ⅰ 自我拼接
类型ⅱ自我 拼接
剪接、3’末端CCA结构、碱基修饰 内含子切除（核酸酶的作用，不是
转酯反应） 连接外显子
蛋 白 参与蛋白质生物合成的物质 质 的 蛋白质生物合成过程 生 物 蛋白质合成的干扰与抑制 合 成 蛋白质的降解
一般模式 复制型转座模式 非复制型转座模式 保守型转座模式 TnA转座模式
通过反义RNA的翻译水平控制 甲基化作用控制转座酶合成及
其与DNA的结合
转座引起插入突变 造成插入位点靶DNA的少量碱基
对重复 插入位点出现新基因 引起染色体畸变 转座引起的生物进化 切除效应 外显子改组
动子：（上游控制元件），－165～ －40，影响转录的频率。
♠ -25bp:TATA盒（Hogness box）,识别起 始位点
♠ -75bp:CAAT盒(CAATCT) ，决定启动子
♠ -110bp:GC盒的(G转G录GC频G率G)，R调N控A起始聚和合酶I的启动子
转录频率
RNA聚合酶Ⅱ的启动子
分子生物学 Molecular Biology
总结复习 Review and Summarize
2020/12/22
1
绪论
引言 分子生物学简史 分子生物学的研究内容 分子生物学进展 分子生物学展望
2024分子生物学(全套课件396P)pdf
分子生物学(全套课件396P)pdf目录•分子生物学概述•DNA的结构与功能•RNA的结构与功能•蛋白质的结构与功能•基因表达的调控•分子生物学技术与应用PART01分子生物学概述分子生物学的定义与发展分子生物学的定义分子生物学是研究生物大分子，特别是蛋白质和核酸的结构、功能、相互作用及其在生命过程中的作用机制和调控规律的科学。
分子生物学的发展自20世纪50年代以来，随着DNA双螺旋结构的发现、遗传密码的破译、基因工程技术的建立等一系列重大科学事件的发生，分子生物学迅速崛起并渗透到生命科学的各个领域，推动了整个生物科学的飞速发展。
分子生物学的研究对象与任务分子生物学的研究对象主要包括蛋白质、核酸、糖类等生物大分子，以及由这些大分子所组成的各种亚细胞结构和细胞器。
分子生物学的研究任务揭示生物大分子的结构、功能及其相互作用机制；阐明生物大分子在生命过程中的作用机制和调控规律；探索生物大分子的进化与起源等问题。
分子生物学是在遗传学的基础上发展起来的，遗传学为分子生物学提供了研究对象和研究方法。
同时，分子生物学的发展也推动了遗传学的深入研究，使得遗传学从传统的表型遗传学向分子遗传学转变。
生物化学是研究生物体内化学过程的科学，而分子生物学则是研究生物大分子的结构和功能的科学。
两者在研究对象和研究方法上有一定的重叠和交叉，但侧重点不同。
生物化学更注重生物体内化学过程的动态变化，而分子生物学则更注重生物大分子的静态结构和功能。
细胞生物学是研究细胞结构和功能的科学，而分子生物学则是研究细胞内生物大分子的结构和功能的科学。
两者在研究对象和研究方法上相互补充，共同揭示细胞的生命活动规律。
细胞生物学为分子生物学提供了研究对象和研究背景，而分子生物学则为细胞生物学提供了更深入的研究手段和视角。
与遗传学的关系与生物化学的关系与细胞生物学的关系分子生物学与其他学科的关系PART02DNA的结构与功能1 2 3脱氧核糖核苷酸，由磷酸、脱氧核糖和含氮碱基组成。
分子生物学课件(共51张PPT)(2024)
四级结构
由两条或两条以上的多肽链组 成的一类结构，每一条多肽链
都有完整的三级结构。
21
蛋白质的功能与分类
结构蛋白：作为细胞的结构，如膜蛋白，染色体蛋白等 。 酶：催化生物体内的化学反应。
抗体：参与免疫应答。
2024/1/29
功能蛋白
激素：调节生物体的生理活动。
蛋白质的分类还可以根据其溶解度、形状等进行划分。 例如，根据溶解度可分为清蛋白、球蛋白等；根据形状 可分为纤维状蛋白和球状蛋白等。
RNA的基本组成单位是核糖核苷酸， 由磷酸、核糖和碱基组成。
磷酸二酯键
核糖核苷酸之间通过磷酸二酯键连接 形成RNA链。
碱基
RNA中的碱基主要有腺嘌呤（A）、 鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和尿嘧啶 （U）。
2024/1/29
12
RNA的种类与结构
mRNA
信使RNA，负责携带遗 传信息并指导蛋白质合
成。
翻译水平调控
通过控制翻译的起始、延伸和 终止来调控基因表达。
蛋白质水平调控
通过控制蛋白质的活性、稳定 性和相互作用来调控基因表达
。
表观遗传学调控
通过改变染色质结构和DNA 甲基化等方式来调控基因表达
。
2024/1/29
18
05
蛋白质的结构与功能
2024/1/29
19
蛋白质的分子组成
氨基酸
蛋白质的基本组成单元，共有20 种标准氨基酸。
2024/1/29
tRNA
转运RNA，负责携带氨 基酸并识别mRNA上的
遗传密码。
rRNA
其他RNA
核糖体RNA，是核糖体 的组成部分，参与蛋白
质合成。
13
如miRNA、snRNA等， 在基因表达调控等方面
由两条或两条以上的多肽链组 成的一类结构，每一条多肽链
都有完整的三级结构。
21
蛋白质的功能与分类
结构蛋白：作为细胞的结构，如膜蛋白，染色体蛋白等 。 酶：催化生物体内的化学反应。
抗体：参与免疫应答。
2024/1/29
功能蛋白
激素：调节生物体的生理活动。
蛋白质的分类还可以根据其溶解度、形状等进行划分。 例如，根据溶解度可分为清蛋白、球蛋白等；根据形状 可分为纤维状蛋白和球状蛋白等。
RNA的基本组成单位是核糖核苷酸， 由磷酸、核糖和碱基组成。
磷酸二酯键
核糖核苷酸之间通过磷酸二酯键连接 形成RNA链。
碱基
RNA中的碱基主要有腺嘌呤（A）、 鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和尿嘧啶 （U）。
2024/1/29
12
RNA的种类与结构
mRNA
信使RNA，负责携带遗 传信息并指导蛋白质合
成。
翻译水平调控
通过控制翻译的起始、延伸和 终止来调控基因表达。
蛋白质水平调控
通过控制蛋白质的活性、稳定 性和相互作用来调控基因表达
。
表观遗传学调控
通过改变染色质结构和DNA 甲基化等方式来调控基因表达
。
2024/1/29
18
05
蛋白质的结构与功能
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19
蛋白质的分子组成
氨基酸
蛋白质的基本组成单元，共有20 种标准氨基酸。
2024/1/29
tRNA
转运RNA，负责携带氨 基酸并识别mRNA上的
遗传密码。
rRNA
其他RNA
核糖体RNA，是核糖体 的组成部分，参与蛋白
质合成。
13
如miRNA、snRNA等， 在基因表达调控等方面
分子生物学 -绪论
第13章：真核基因与基因组4h 第18章：基因表达调控4h 第20章：常用分子生物学技术 第21章：DNA重组及重组DNA技术
生物化学与分子生物学
第22章：基因结构与功能分析2h 第23章：癌基因、肿瘤抑制基因 与生长因子2h 第24章：疾病相关基因的克隆 第25章：基因诊断与基因治疗
从而逐步完善了对DNA复制机理认识。
目录
同时先后发现依赖于DNA的RNA聚合酶及RNADNA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。
1950年代发现微粒体是蛋白质合成场所；
1957年首先分离出tRNA，并提出了其在蛋白质
目录
医学分子生物学研究内容：
1、研究人体发育、分化和衰老的分子生物学基础 2、细胞增殖调控的分子基础 3、人体三大调控系统（神经、内分泌、免疫）的
分子生物学基础 4、基因的结构异常或调控异常与疾病发生发展之
间关系 5、应用分子生物学理论和技术体系开展疾病的基
因诊断和基因治疗、生物制药及卫生防疫。
讲授内容
目录
分子生物学是生物化学、生物物理学、遗传学、 微生物学、细胞生物学等多学科相互渗透、综合 融会而产生并发展起来的。生命活动的一致性， 是生物学范围内所有学科在分子水平上的统一。
目录
分子生物学的延伸
分ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ生物学已经渗透到生物学的几乎所有领域 分子生物学已经成为生命科学领域的前沿学科
分子结构生物学 分子发育生物学 分子神经生物学 分子育种学 分子肿瘤学
合成中转运氨基酸功能的假说；
目录
1961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，
生物化学与分子生物学
第22章：基因结构与功能分析2h 第23章：癌基因、肿瘤抑制基因 与生长因子2h 第24章：疾病相关基因的克隆 第25章：基因诊断与基因治疗
从而逐步完善了对DNA复制机理认识。
目录
同时先后发现依赖于DNA的RNA聚合酶及RNADNA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。
1950年代发现微粒体是蛋白质合成场所；
1957年首先分离出tRNA，并提出了其在蛋白质
目录
医学分子生物学研究内容：
1、研究人体发育、分化和衰老的分子生物学基础 2、细胞增殖调控的分子基础 3、人体三大调控系统（神经、内分泌、免疫）的
分子生物学基础 4、基因的结构异常或调控异常与疾病发生发展之
间关系 5、应用分子生物学理论和技术体系开展疾病的基
因诊断和基因治疗、生物制药及卫生防疫。
讲授内容
目录
分子生物学是生物化学、生物物理学、遗传学、 微生物学、细胞生物学等多学科相互渗透、综合 融会而产生并发展起来的。生命活动的一致性， 是生物学范围内所有学科在分子水平上的统一。
目录
分子生物学的延伸
分ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ生物学已经渗透到生物学的几乎所有领域 分子生物学已经成为生命科学领域的前沿学科
分子结构生物学 分子发育生物学 分子神经生物学 分子育种学 分子肿瘤学
合成中转运氨基酸功能的假说；
目录
1961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，
分子生物学课件
分子生物学
第一章 绪论
第一节 分子生物学的定义和研究内容
一、定义 分子生物学是从分子水平研究生命现象及其规
律的一门新兴、前沿学科& 它以核酸和蛋白质等生物大分子的结构、功能
及其在信号传递中的作用为研究对象;其发展非常 迅速&
分子生物学以其崭新的观点和技术向其他学科 的全面渗透;推动了许多学科向分子水平发展&
• 因此;分子生物学技术已成为推动生物科 学的各个领域向分子水平发展的重要工 具或手段;也是服务于人类和社会;推动医 药和工、农业发展的强大动力&
二、分子生物学的研究内容
• 分子生物学的研究内容主要包括以下三个方面 &
• 1、核酸分子生物学： • 主要研究核酸的结构及其功能& • 2、蛋白质分子生物学： • 主要研究蛋白质的结构与功能&尽管人类对蛋
三基因组研究的进展
• 基因组genome是指一个物种遗传信息的总和&
• 2001年2月11日;参加人类基因组计划的六国科学 家、美国塞莱拉遗传信息公司、美国《科学》杂 志和英国《自然》杂志联合宣布;继科学家于 2000年绘制成功人类基因组工作框架图之后;又 绘制出了更加准确、清晰、完整的人类基因组图 谱;对人类基因组的面貌有了新的发现&
• 因此;分子生物学开辟了研究各种不同种属生物 的生命现象最基本、最重要的途径&
• 分子生物学的发展为人类认识生命现象带来 了前所未有的机遇;也为人类利用和改造生物创 造了极为广阔的前景&
•
• 由于生物化学、生物物理学、细胞生物学、 遗传学、应用微生物学及免疫学以及数学、 化学、物理学、计算机科学和信息学等专 业技术的渗透;分子生物学已发明和创造了 一系列新的技术&
第一章 绪论
第一节 分子生物学的定义和研究内容
一、定义 分子生物学是从分子水平研究生命现象及其规
律的一门新兴、前沿学科& 它以核酸和蛋白质等生物大分子的结构、功能
及其在信号传递中的作用为研究对象;其发展非常 迅速&
分子生物学以其崭新的观点和技术向其他学科 的全面渗透;推动了许多学科向分子水平发展&
• 因此;分子生物学技术已成为推动生物科 学的各个领域向分子水平发展的重要工 具或手段;也是服务于人类和社会;推动医 药和工、农业发展的强大动力&
二、分子生物学的研究内容
• 分子生物学的研究内容主要包括以下三个方面 &
• 1、核酸分子生物学： • 主要研究核酸的结构及其功能& • 2、蛋白质分子生物学： • 主要研究蛋白质的结构与功能&尽管人类对蛋
三基因组研究的进展
• 基因组genome是指一个物种遗传信息的总和&
• 2001年2月11日;参加人类基因组计划的六国科学 家、美国塞莱拉遗传信息公司、美国《科学》杂 志和英国《自然》杂志联合宣布;继科学家于 2000年绘制成功人类基因组工作框架图之后;又 绘制出了更加准确、清晰、完整的人类基因组图 谱;对人类基因组的面貌有了新的发现&
• 因此;分子生物学开辟了研究各种不同种属生物 的生命现象最基本、最重要的途径&
• 分子生物学的发展为人类认识生命现象带来 了前所未有的机遇;也为人类利用和改造生物创 造了极为广阔的前景&
•
• 由于生物化学、生物物理学、细胞生物学、 遗传学、应用微生物学及免疫学以及数学、 化学、物理学、计算机科学和信息学等专 业技术的渗透;分子生物学已发明和创造了 一系列新的技术&