现代分子生物学第一章ppt课件

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分子生物学PPT课件

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04 蛋白质的结构与功能
蛋白质的化学组成与结构
蛋白质的基本组成单 位
氨基酸,具有氨基和羧
基的有机化合物。
氨基酸的种类
20种常见氨基酸,根据 侧链R基的不同进行分 类。
蛋白质的一级结构
氨基酸的线性排列顺序 ,包括肽键和二硫键的 连接。
蛋白质的高级结构
二级结构(α-螺旋、β折叠等)、三级结构和 四级结构。
01
其他RNA
如miRNA、snRNA等,在基因表达调控、 RNA加工等方面发挥作用。
04
03
RNA的合成与加工
01
02
03
转录
以DNA为模板,通过RNA 聚合酶的作用,合成RNA 的过程。
加工
新合成的RNA需要经过一 系列加工过程,如剪接、 修饰等,才能成为成熟的 RNA分子。
转录后调控
通过RNA干扰、RNA编辑 等方式对RNA进行转录后 水平的调控,影响基因的 表达。
03
DNA连接酶的种类和应用
04
重组DNA分子的构建和筛选
PCR技术及其应用
01
PCR技术的原理及步骤
02
03
04
引物的设计与优化
PCR反应体系的组成及优化
PCR技术的应用举例
基因克隆与基因工程
基因克隆的定义和原理 基因表达载体的构建和选择
基因工程的基本步骤 基因工程的应用举例
分子生物学在医学、农业等领域的应用
医学领域的应用
基因诊断、基因治疗、药物研 发等
工业领域的应用
酶工程、发酵工程、生物制药 等
农业领域的应用
转基因作物、基因编辑育种、 农业生物技术等
环境领域的应用
环境监测、污染治理、生态修 复等

第一章 绪论3分子生物学课件

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

2024年《分子生物学》全册配套完整教学课件pptx

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2024/2/29
运输功能
如载体蛋白,血红蛋白等 ,在生物体内运输各种物 质。
免疫功能
如抗体蛋白,参与生物体 的免疫应答。
18
蛋白质的功能与调控
调节功能
如激素,生长因子等,调节生物 体的生长发育和代谢过程。
2024/2/29
储存功能
如植物种子中的贮藏蛋白,动物体 内的肌红蛋白等,储存能量和营养 物质。
个性化医疗
根据患者的基因信息,制定个 性化的治疗方案。
药物基因组学
预测患者对药物的反应和副作 用,指导合理用药。
30
基因治疗的原理与应用
基因治疗的原理
通过导入正常基因或修复缺陷基因, 从而治疗由基因突变引起的疾病。
遗传性疾病的治疗
如视网膜色素变性、腺苷脱氨酶缺乏 症等。
2024/2/29
癌症治疗
利用基因编辑技术,修复或敲除癌症 相关基因,抑制肿瘤生长。
基因表达调控的层次
基因表达调控可分为转录前调控、转录水平调控、转录后调控和翻 译水平调控等多个层次。
基因表达调控的意义
基因表达调控对于生物体的生长发育、代谢、免疫应答等生理过程具 有重要意义,同时也是疾病发生发展的重要因素。
2024/2/29
22
原核生物的基因表达调控
1 2 3
原核生物基因表达调控的特点
26
DNA损伤的修复机制
直接修复
针对某些简单的DNA损伤,如碱 基错配,可通过特定的酶直接进行 修复。
碱基切除修复
通过识别并切除受损碱基,再合成 新的DNA片段进行修复。
2024/2/29
核苷酸切除修复
针对较严重的DNA损伤,如嘧啶 二聚体,通过切除一段包含受损部

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肿瘤标志物
寻找和验证肿瘤特异性标志物,用于肿瘤的早期诊断、预后评估和 个性化治疗。
肿瘤免疫治疗
利用分子生物学技术,研究和开发肿瘤免疫治疗策略,如CAR-T细胞 疗法等。
免疫学中的分子生物学应用
免疫相关基因
研究免疫相关基因的突变、表达和调控,揭示免疫应答和免疫疾 病的分子机制。
疫苗研发
利用分子生物学技术,研究和开发新型疫苗,如mRNA疫苗、 DNA疫苗等。
03
DNA修复机制
当DNA受到损伤时,细胞会启动修复机制对损伤进行修复。常见的修
复方式包括直接修复、切除修复和重组修复等。这些修复机制能够确保
遗传信息的稳定性和准确性。
03
RNA的结构与功能
RNA的分子组成
核糖核苷酸
RNA的基本组成单位是核 糖核苷酸,由磷酸、核糖 和碱基组成。
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 )。
基因诊断与治疗
基因诊断
通过检测特定基因或基因突变来 预测或诊断疾病,如遗传性疾病
、癌症等。
基因治疗
通过修改或替换病变基因来治疗 疾病,如基因编辑技术CRISPR-
Cas9等。
个性化医疗
基于患者的基因组信息,制定个 性化的治疗方案,提高治疗效果
和减少副作用。
肿瘤分子生物学研究
肿瘤基因
研究肿瘤相关基因的突变、表达和调控,揭示肿瘤发生和发展的分 子机制。
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目 录
• 分子生物学概述 • DNA的结构与功能 • RNA的结构与功能 • 基因的表达与调控 • 分子生物学技术与方法 • 分子生物学在医学领域的应用
01
分子生物学概述

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基因组大小(Mb)
0.58 1.83 4.20 4.60 13.50 12.50 466 165 97 2700 3000
基因数
470 1743 4100 4288 6034 4929 30000 13601 18424 30000 25000
染色体数*
无 无 无 无 16 16 21 4 6 20 23
包括:
结构基因组学
功能基因组学
三个亚领域.
比较基因组学
28
29
一、病毒基因组 二、原核生物基因组 三、真核生物基因组
30
一、病毒基因组
基因组(genome) 1个配(精子或卵子),1个单倍 体细胞或1个病毒所包含的全套遗传物质的总和。病毒核酸 或为DNA或为RNA,可以统称为病毒染色体。
完整的病毒颗粒具有蛋白质外壳,以保护病毒核酸不 受核酸酶的破坏,并能识别和侵袭特定的宿主。
分子生物学
Molecular Biology
1
What is Molecular Biology?
分子生物学是从分子水平研究生命现象、生命规律和生命本质 的学科。
核心内容是从分子水平研究基因和基因的活动,这些活动主要 通过核酸和蛋白质的活动来实现。
医学分子生物学主要研究人体生物大分子和大分子体系的结构、 功能、相互作用及其与疾病发生、发展的关系。
16
三、基因的结构特点和分类
基因的结构
结构基因:编码区序列(coding region sequence )
在细胞内表达为蛋白质或功能RNA的DNA序列
转录调控序列:非编码序列(non-coding sequence)
基因表达需要的调控区(regulatory region)序列, 包括启动子(promoter)、增强子(enhancer)等。

现代分子生物学课件

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现代分子生物学课件一、引言分子生物学是研究生物大分子(如DNA、RNA和蛋白质)的结构、功能和相互作用的科学。

随着科学技术的飞速发展,现代分子生物学已经取得了许多重要的突破,为生命科学、医学、农业等领域的研究和应用提供了强大的理论和技术支持。

本课件旨在介绍现代分子生物学的基本原理、技术方法和研究进展,以帮助学生更好地理解分子生物学的基本概念,掌握相关实验技术,并为未来的科研工作打下坚实的基础。

二、DNA的结构与功能DNA是生物体内携带遗传信息的分子,其双螺旋结构由两条互相缠绕的链组成。

DNA分子由四种碱基(腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和鳞状细胞素)组成,它们通过氢键相互配对,形成碱基对。

DNA 的主要功能是存储和传递遗传信息,指导蛋白质的合成,从而调控生物体的生长、发育和代谢等生命活动。

三、基因的表达与调控基因的表达是指DNA序列转化为功能蛋白质的过程,包括转录和翻译两个阶段。

转录是指DNA模板上的信息被复制成RNA分子的过程,翻译是指RNA分子被翻译成蛋白质的过程。

基因的表达受到多种因素的调控,包括转录因子、染色质结构、DNA甲基化等。

这些调控机制确保了基因在适当的时空条件下表达,从而维持生物体的正常生理功能。

四、分子生物学技术1.PCR(聚合酶链反应):一种在体外扩增DNA片段的技术,具有高灵敏度、高特异性和操作简便等特点。

2.克隆技术:将DNA片段插入到载体中,使其在宿主细胞中复制和表达的技术。

3.基因敲除和敲入:通过基因编辑技术(如CRISPR/Cas9)对生物体的基因进行精确修改,以研究基因的功能。

4.蛋白质组学:研究生物体内所有蛋白质的表达、修饰和相互作用的技术。

5.代谢组学:研究生物体内所有代谢物的种类、含量和变化的技术。

五、现代分子生物学研究进展1.基因组学:人类基因组计划的完成,揭示了人类基因组的整体结构和功能。

2.系统生物学:通过整合生物学数据,研究生物系统的整体行为和调控机制。

2024年度现代分子生物学课件完整版

13
DNA重组的方式与意义
01
02
03
04
同源重组
发生在同源序列之间的重组, 包括交叉互换和非交叉互换两
种类型
位点特异性重组
发生在特定DNA序列之间的 重组,需要特定的重组酶催化
2024/3/24
转座重组
通过转座子的移动实现的 DNA重组
DNA重组的意义
促进生物进化,产生生物多样 性;参与基因表达调控;修复
翻译水平调控
通过mRNA的稳定性、翻译起始速率等因素控 制蛋白质合成的数量和质量。
表观遗传学调控
通过DNA甲基化、组蛋白修饰等方式影响基因表 达的可遗传变化。
2024/3/24
适应环境变化
使生物体能够根据不同环境条件调整基因表达模式 ,以维持内环境稳定。
细胞分化与发育
在细胞分化和发育过程中,基因表达调控确保不 同细胞类型具有独特的表型特征。
2024/3/24
4
分子生物学的研究内容
生物大分子的结构与功能
遗传信息的传递与表达
研究生物大分子如蛋白质、核酸等的结构 特点、理化性质以及生物功能。
研究DNA复制、RNA转录和蛋白质翻译等 遗传信息传递过程及其调控机制。
基因表达的调控
细胞信号传导与基因表达调控
研究基因表达的时空特异性以及环境因素 对基因表达的影响。
蛋白质相互作用研究
利用酵母双杂交、免疫共沉淀等技术研究蛋 白质之间的相互作用及其功能。
2024/3/24
蛋白质测序
利用质谱等技术对蛋白质序列进行测定,包 括肽质量指纹图谱、蛋白质组学等。
蛋白质表达与功能分析
通过基因工程手段在特定宿主中表达目标蛋 白质,研究其结构和功能。

分子生物学--绪论 ppt课件


• 第二个实验室是加州理工学院的大化学家 莱纳斯·鲍林(Linus Pauling)实验室。在此 之前,鲍林已发现了蛋白质的α螺旋结构。
• 第三个则是个非正式的研究小组,沃森到 剑桥大学做博士后时,虽然其真实意图是 要研究DNA分子结构,挂着的课题项目却 是研究烟草花叶病毒。比他年长12岁的克 里克当时正在做博士论文,论文题目是 “多肽和蛋白质:X射线研究”。
• 在同一期Nature上,还发表了弗兰克林和威尔金 斯的两篇论文,以实验报告和数据分析支持了沃 森、克里克的论文。
威尔金斯(Maurice Wilkins 1916~2004) 英国物理 学家,剑桥大学
弗兰克林(Rosalind Franklin 1920~1958)英国 物理学家,剑桥大学 分辨出了DNA的两种构型,并成功地拍摄了它 的X射线衍射照片。
分子生物学
主要内容
• 分子生物学的开端 • 生物大分子 • DNA的复制和修复 • 转录 • 翻译 • 分子生物学的研究方法
第一章 分子生物学的开端
内容提要 • 分子生物学开端的标志事件 • 证明DNA就是遗传物质的主要历史事件 • 分子生物学的学科特征
问题1:
科学史上哪些事件和分子生物学的诞生 关系密切?
• 1951年,23岁的生物学博士沃森来到卡文迪什实 验室做博后。到剑桥之前,曾经做过用同位素标 记追踪噬菌体DNA的实验,坚信DNA就是遗传物 质。
关于卡文迪什实验室
• 素以世界物理学家的圣地“麦加”和培养人才的 “苗圃”著称的英国剑桥大学卡文迪什实验室, 由于面向世界广揽优秀的科学人才,在放射性、 原子物理、核物理、分子生物学、射电天文学和 凝聚态物理等方面,取得了大量举世关注的重大 成就。
• 第一个学说是“序列假说”,它认为一段核酸的 特殊性完全由它的碱基序列所决定,碱基序列编 码一个特定蛋白质的氨基酸序列,蛋白质的氨基 酸序列决定了蛋白质的三维结构。

华中农大郑用琏分子生物学课件第一章第一节

(图片来源:不详)
1859
1910 1866
2000 1953
2002
(Source: Corbis/Bettmann Archive.)
1859 - 2000
(Source: Corbis/Bettmann Archive.)
(Source : sciencemag.or
(图片来源:不详)
人类进入
21 世纪
生命科学类各专业都将分子生物学列为学位 课程
(图片来源:不详)
人类进入
(图片来源:不详)
生命科学与技术是我国赶超世界发达国家生产 力水平,实现国力后发优势和经济快速发展最
有前景和希望的领域
生命科学与技术是我国赶超世界发达 国家生产力水平,实现国力后发优势 和经济快速发展最有前景和希望的领

(图片来源:不详)
国务院总理温家宝 2008 年 7 月 9 日
主持召开国务院常务会议 , 审源自并原则通过 《转基因生物新品种培育科技重大专项》
计划在 15 年内将投入 250 亿人民币开展涉及
水稻 玉米 小麦 棉花 大豆 猪牛羊
的转基因生物的培育与推广。
国务院总理温家宝 2009 年 5 月 13 日 主持召开国务院常务会议
2009 年安排328亿元, 2010 年安排300亿元左右 抓住世界生物科技革命和产业革命的机遇,大力发展
生物医药 生物农业 生物能源 生物制造 生物环保
现代生 物技术 产业
以 DNA 双螺旋结构模 型和“中心法则”为 核心的分子生物学所
引发的
(图片来源:不详)
(图片来源:不详)
图片来源:基础分子生物学 (第二版)( 2012 ) 郑用琏
国家级精品课 程

分子生物学课件(共51张PPT)

二级结构
蛋白质局部主链的空间结构, 包括α-螺旋、β-折叠等。
三级结构
整条肽链中全部氨基酸残基的 相对空间位置Байду номын сангаас即整条肽链每 一原子的相对空间位置。
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。
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。
分子生物学是生物学的重要分支
01
分子生物学以生物大分子为研究对象,揭示生命现象的分子基
础,是生物学的重要分支之一。
分子生物学推动生物学的发展
02
分子生物学的发展推动了生物学的研究从细胞水平向分子水平
深入,为生物学的发展提供了新的理论和技术支持。
分子生物学与其他学科的交叉融合
03
分子生物学与遗传学、生物化学、微生物学、免疫学等学科存

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

05
蛋白质的结构与功能
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。
肽键
连接氨基酸之间的主要化学键。
辅基与辅酶
某些蛋白质还包含辅基或辅酶, 以辅助其功能的发挥。
蛋白质的结构层次
一级结构
指蛋白质中氨基酸的排列顺序 。
重组DNA分子的构建和 筛选
PCR技术及其应用
01
02
PCR技术的基本原理和步骤
引物的设计和选择
03
04
PCR反应体系和条件优化
PCR技术在DNA扩增、突变 分析、基因分型等领域的应用
基因克隆与基因工程
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