分子生物学基础-第一章
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2013-09-10 分子生物学基础 第一章 绪论 23
Rosalind E. Franklin 1920-1958
罗莎琳德取得了DNA研究中里 程碑式的成绩：凭着深厚的物 理学素养和绝伦的实验技术， 她拍出了被誉为“完美到极致的 DNA分子链X光衍射图片”。
2013-09-10
分子生物学基础 第一章 绪论
2013-09-10 分子生物学基础 第一章 绪论 21
小科恩伯格·罗杰的研究组鉴定了II型RNA聚合酶 2.8Å的晶体结构，揭示了II型RNA聚合酶全部12个 亚基之间的相互关系 (SCIENCE，2001)。他根据观 察到的蛋白质结构提出了转录起始的分子路径。 47年前，12岁的罗杰·科恩伯格前往瑞典首都斯德哥 尔摩，亲眼见证1959年度诺贝尔生理学和医学奖颁 奖实况，获奖者是他的父亲阿瑟·科恩伯格。
Molecular Biology of the Gene James D. Watson, et al. 2004 第五版 Lehninger Principles of Biochemistry, 2005 第五版
2013-09-10
分子生物学基础 第一章 绪论
2
课程基本要求
• 熟知核酸的基本生物化学特性； • 熟知生物信息的储存与表达过程； • 掌握DNA、RNA和蛋白质的基本代谢过程，特别 基因的一般结构与生物功能，基因活性的修饰与调 节； • 掌握分子克隆与DNA重组的基本技术与原理，了解 现代分子生物学基本研究方法，了解基因治疗与基 因组学的新成果，新进展。
24
On Feb. 28, 1953, Francis Crick walked into the Eagle pub in Cambridge, England, and, as James Watson later recalled, announced that "we had found the secret of life." Actually, they had. That morning, Watson and Crick had figured out the structure of deoxyribonucleic acid, DNA. And that structure — a "double helix" that can "unzip" to make copies of itself — confirmed suspicions that DNA carries life's hereditary information .
2013-09-10
分子生物学基础 第一章 绪论
28
Robert W. Holley、Har Gobind Khorana、Marshall W.
2013-09-10 分子生物学基础 第一章 绪论 26
Francois Jacob (Left), Jacques Monod (Center) & Andre Lwoff (Right)，1965分享了诺贝尔生理医学奖。
2013-09-10 分子生物学基础 第一章 绪论 27
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。
2013-09-10
分子生物学基础 第一章 绪论
22
Watson和Crick所提出的脱氧核糖酸双螺旋模型，为充 分揭示遗传信息的传递规律铺平了道路。 1953, Watson & Crick 提出DNA的反向平行双 螺旋模型; Wilkins通过 对DNA分子的X射线衍射 研究证实了该模型。
（1962年诺贝尔生理医学奖） Rosalind E. Franklin 1920-1958
2013-09-10
NAT GENET 35.209 NAT REV CANCER 35 ADV PHYS 34.294 NAT REV DRUG DISCOV 33.078 NAT BIOTECH 32.438 CELL 31.957 NAT REV NEUROSCI 31.673 NAT NANOTECHNOL 31.17 分子生物学基础 第一章 绪论 SCIENCE 31.027
2013-09-10 分子生物学基础 第一章 绪论 3
第一章 绪 论
2013-09-10
分子生物学基础 第一章 绪论
4
一、二十一世纪是现代生物科学的世纪
• 统计美国“科学引文索引（Science Citation Index, SCI）”收录的8000余种学术刊物，发现有5000余 种为生物科学相关杂志！
2013-09-10
分子生物学基础 第一章 绪论
25
1961年，法国科学家Jacob和Monod提出并证实了操 纵子（operon）作为调节细菌细胞代谢的分子机制。 他们还推测存在一种与DNA序列相互补、能将它所编 码的遗传信息带到蛋白质合成场所并翻译产生蛋白质的 mRNA（信使核糖核酸）。
对分子生物学的发展产生了极其重要的指导作用。
分子生物学基础
Fundamental Molecular Biology
班级：强化1101 任课教师：倪晔、高晓冬
2013 Fall Semester
2013-09-10 分子生物学基础 第一章 绪论 1
教材：现代分子生物学(第三版) 课时: 32 考核方式：考试 主要参考书：
1. 2.
朱玉贤、李毅、郑晓峰
(三)现代分子生物学深入发展的阶段
1. 重组DNA技术的建立和发展; 2. 基因组研究; 3. 单克隆抗体及基因工程抗体技术; 4. 基因表达调控机理; 5. 细胞信号转导机理研究。
2013-09-10 分子生物学基础 第一章 绪论 14
三、现代分子生物学发展中的主要里程碑
2013-09-10
分子生物学基础 第一章 绪论
• 统计全世界引用指数（Impact factor）在10以上 的超一流学术刊物，也发现80%左右是生物科学
2013-09-10
相关刊物。
分子生物学基础 第一章 绪论
5
表 1.引用指数在 10 以上的自然科学刊物分科比较 学 科 杂志总数 平均引用指数 >30 杂志 数 总 论 化 学 物 理 数 学 生 物
2013-09-10
3 2 5 1 38
17．8 11．8 22．0 18．2 19．1
分子生物学基础 第一章 绪论
0 0 2 0 >10
6
2011年SCI收录的6599种期刊的影响因子
CA-CANCER J CLIN NEW ENGL J MED ANNU REV IMMUNOL NAT REV MOL CELL BIO PHYSIOL REV REV MOD PHYS JAMA-J AM MED ASSOC NATURE CELL NAT REV CANCER NAT GENET ANNU REV BIOCHEM NAT REV DRUG DISCOV LANCET SCIENCE
15
孟德尔的遗传学规律 最先使人们对性状遗 传产生了理性认识。
1865年提出了遗传单位是 遗传因子，揭示分离规律 和自由组合规律。
直到1900年，即35年后，孟德尔的 科学论文被欧洲植物学家在杂交试 验中分别予以证实后，才受到重视 和公认。
Gregor Mendel (1822-1884) The Father of Genetics
分子生物学基础 第一章 绪论
10
二、分子生物学发展的三个阶段
(一) 准备和酝酿阶段 (二) 现代分子生物学的建立和发展阶段 (三) 初步认识生命本质并改造生命的深入发展阶段
2013-09-10
分子生物学基础 第一章 绪论
11
二、分子生物学发展的三个阶段
(一) 准备和酝酿阶段 （19世纪后期到20世纪50年代初） 1、确定了蛋白质是生命的主要物质基础 2、确定了生物遗传物质基础是DNA
20
分子生物学基础 第一章 绪论
பைடு நூலகம்
老科恩伯格在1950年代初期用实验证明DNA的复制 并分离了复制所需的酶，他在1958年发表的著名论 文“脱氧核糖核酸的酶促合成”集中反映了该项研究 成果，于1959年与发现RNA聚合酶的奥乔亚共享诺 贝尔生理和医学奖。
Lehman I. R. , Bessman M J., E.S. Simms E. S., and Kornberg A. Enzymatic synthesis of deoxyribonucleic acid (I). Preparation of substrates and partial purification of an enzyme from E. coli. JBC (1958) 233: 163-170.
CA-CANCER J CLIN NEW ENGL J MED REV MOD PHYS CHEM REV NAT REV GENET LANCET NATURE NAT REV MOL CELL BIO ANNU REV IMMUNOL NAT MATER 153.459 51.658 44.982 41.298 41.063 39.06 38.597 37.162 36.556 35.749
2013-09-10 分子生物学基础 第一章 绪论 18
• 1910年，德国科学家Kossel第一个分离了腺嘌 呤，胸腺嘧啶和组氨酸, 获诺贝尔生理医学奖。 • 1959年，美国科学家Uchoa第一次合成了核糖 核酸，实现了将基因内的遗传信息通过RNA翻译成 蛋白质的过程。 • 1959年，Kornberg实现了试管内细菌细胞中 DNA的复制。
8
CA-CANCER J CLIN
2013-09-10
分子生物学基础 第一章 绪论
9
分子生物学
• 是研究核酸、蛋白质等生物大分子的形态、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示生物世界的奥秘，由 被动地适应自然界转向主动地改造和重组自然界的 基础学科。
2013-09-10
2013-09-10 分子生物学基础 第一章 绪论 19
父亲：Arthur Kornberg （1918－2007）1959年 Nobel Prize in Physiology or Medicine
2013-09-10
儿子：Roger D. Kornberg （1947－）2006 年Nobel Laureates of Chemistry
2013-09-10
分子生物学基础 第一章 绪论
12
(二) 现代分子生物学的建立和发展阶段
（ 20世纪50年代初到70年代初） 1. DNA双螺旋结构模型（1953） (现代分子生物学诞生的里程碑) 2. 遗传信息传递中心法则的建立 3. 对蛋白质结构与功能的进一步认识
2013-09-10 分子生物学基础 第一章 绪论 13
2013-09-10 分子生物学基础 第一章 绪论 16
• 孟德尔（奥地利）的遗传学规律最先使人们 对性状遗传产生了理性认识； • Morgan（美）的基因学说则进一步将“性状” 与“基因”相耦联，成为分子遗传学的奠基石。
2013-09-10
分子生物学基础 第一章 绪论
17
孟德尔早在1861年就通过豌豆杂交实验揭示了遗传 的物质性（a discrete unit governing inherited characteristics）， 直到1909年丹麦科学家Wilhelm Ludvig Johannsen（1857-1927）第一次使用“基因” （gene）这个词代表遗传学的最基本单位。 美国人托马斯⋅摩尔根则是第一个用实验证明“基因” 学说的科学家（1910－1915年）。
2013-09-10
94.262 53.484 49.271 38.65 28.471 51.695 30.011 36.101 32.401 37.178 36.377 29.742 28.712 33.633 31.364
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分子生物学基础 第一章 绪论
2013年SCI收录的8363种期刊的影响因子
Rosalind E. Franklin 1920-1958
罗莎琳德取得了DNA研究中里 程碑式的成绩：凭着深厚的物 理学素养和绝伦的实验技术， 她拍出了被誉为“完美到极致的 DNA分子链X光衍射图片”。
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分子生物学基础 第一章 绪论
2013-09-10 分子生物学基础 第一章 绪论 21
小科恩伯格·罗杰的研究组鉴定了II型RNA聚合酶 2.8Å的晶体结构，揭示了II型RNA聚合酶全部12个 亚基之间的相互关系 (SCIENCE，2001)。他根据观 察到的蛋白质结构提出了转录起始的分子路径。 47年前，12岁的罗杰·科恩伯格前往瑞典首都斯德哥 尔摩，亲眼见证1959年度诺贝尔生理学和医学奖颁 奖实况，获奖者是他的父亲阿瑟·科恩伯格。
Molecular Biology of the Gene James D. Watson, et al. 2004 第五版 Lehninger Principles of Biochemistry, 2005 第五版
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分子生物学基础 第一章 绪论
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课程基本要求
• 熟知核酸的基本生物化学特性； • 熟知生物信息的储存与表达过程； • 掌握DNA、RNA和蛋白质的基本代谢过程，特别 基因的一般结构与生物功能，基因活性的修饰与调 节； • 掌握分子克隆与DNA重组的基本技术与原理，了解 现代分子生物学基本研究方法，了解基因治疗与基 因组学的新成果，新进展。
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On Feb. 28, 1953, Francis Crick walked into the Eagle pub in Cambridge, England, and, as James Watson later recalled, announced that "we had found the secret of life." Actually, they had. That morning, Watson and Crick had figured out the structure of deoxyribonucleic acid, DNA. And that structure — a "double helix" that can "unzip" to make copies of itself — confirmed suspicions that DNA carries life's hereditary information .
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分子生物学基础 第一章 绪论
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Robert W. Holley、Har Gobind Khorana、Marshall W.
2013-09-10 分子生物学基础 第一章 绪论 26
Francois Jacob (Left), Jacques Monod (Center) & Andre Lwoff (Right)，1965分享了诺贝尔生理医学奖。
2013-09-10 分子生物学基础 第一章 绪论 27
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。
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分子生物学基础 第一章 绪论
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Watson和Crick所提出的脱氧核糖酸双螺旋模型，为充 分揭示遗传信息的传递规律铺平了道路。 1953, Watson & Crick 提出DNA的反向平行双 螺旋模型; Wilkins通过 对DNA分子的X射线衍射 研究证实了该模型。
（1962年诺贝尔生理医学奖） Rosalind E. Franklin 1920-1958
2013-09-10
NAT GENET 35.209 NAT REV CANCER 35 ADV PHYS 34.294 NAT REV DRUG DISCOV 33.078 NAT BIOTECH 32.438 CELL 31.957 NAT REV NEUROSCI 31.673 NAT NANOTECHNOL 31.17 分子生物学基础 第一章 绪论 SCIENCE 31.027
2013-09-10 分子生物学基础 第一章 绪论 3
第一章 绪 论
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分子生物学基础 第一章 绪论
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一、二十一世纪是现代生物科学的世纪
• 统计美国“科学引文索引（Science Citation Index, SCI）”收录的8000余种学术刊物，发现有5000余 种为生物科学相关杂志！
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分子生物学基础 第一章 绪论
25
1961年，法国科学家Jacob和Monod提出并证实了操 纵子（operon）作为调节细菌细胞代谢的分子机制。 他们还推测存在一种与DNA序列相互补、能将它所编 码的遗传信息带到蛋白质合成场所并翻译产生蛋白质的 mRNA（信使核糖核酸）。
对分子生物学的发展产生了极其重要的指导作用。
分子生物学基础
Fundamental Molecular Biology
班级：强化1101 任课教师：倪晔、高晓冬
2013 Fall Semester
2013-09-10 分子生物学基础 第一章 绪论 1
教材：现代分子生物学(第三版) 课时: 32 考核方式：考试 主要参考书：
1. 2.
朱玉贤、李毅、郑晓峰
(三)现代分子生物学深入发展的阶段
1. 重组DNA技术的建立和发展; 2. 基因组研究; 3. 单克隆抗体及基因工程抗体技术; 4. 基因表达调控机理; 5. 细胞信号转导机理研究。
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三、现代分子生物学发展中的主要里程碑
2013-09-10
分子生物学基础 第一章 绪论
• 统计全世界引用指数（Impact factor）在10以上 的超一流学术刊物，也发现80%左右是生物科学
2013-09-10
相关刊物。
分子生物学基础 第一章 绪论
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表 1.引用指数在 10 以上的自然科学刊物分科比较 学 科 杂志总数 平均引用指数 >30 杂志 数 总 论 化 学 物 理 数 学 生 物
2013-09-10
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17．8 11．8 22．0 18．2 19．1
分子生物学基础 第一章 绪论
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2011年SCI收录的6599种期刊的影响因子
CA-CANCER J CLIN NEW ENGL J MED ANNU REV IMMUNOL NAT REV MOL CELL BIO PHYSIOL REV REV MOD PHYS JAMA-J AM MED ASSOC NATURE CELL NAT REV CANCER NAT GENET ANNU REV BIOCHEM NAT REV DRUG DISCOV LANCET SCIENCE
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孟德尔的遗传学规律 最先使人们对性状遗 传产生了理性认识。
1865年提出了遗传单位是 遗传因子，揭示分离规律 和自由组合规律。
直到1900年，即35年后，孟德尔的 科学论文被欧洲植物学家在杂交试 验中分别予以证实后，才受到重视 和公认。
Gregor Mendel (1822-1884) The Father of Genetics
分子生物学基础 第一章 绪论
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二、分子生物学发展的三个阶段
(一) 准备和酝酿阶段 (二) 现代分子生物学的建立和发展阶段 (三) 初步认识生命本质并改造生命的深入发展阶段
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分子生物学基础 第一章 绪论
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二、分子生物学发展的三个阶段
(一) 准备和酝酿阶段 （19世纪后期到20世纪50年代初） 1、确定了蛋白质是生命的主要物质基础 2、确定了生物遗传物质基础是DNA
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分子生物学基础 第一章 绪论
பைடு நூலகம்
老科恩伯格在1950年代初期用实验证明DNA的复制 并分离了复制所需的酶，他在1958年发表的著名论 文“脱氧核糖核酸的酶促合成”集中反映了该项研究 成果，于1959年与发现RNA聚合酶的奥乔亚共享诺 贝尔生理和医学奖。
Lehman I. R. , Bessman M J., E.S. Simms E. S., and Kornberg A. Enzymatic synthesis of deoxyribonucleic acid (I). Preparation of substrates and partial purification of an enzyme from E. coli. JBC (1958) 233: 163-170.
CA-CANCER J CLIN NEW ENGL J MED REV MOD PHYS CHEM REV NAT REV GENET LANCET NATURE NAT REV MOL CELL BIO ANNU REV IMMUNOL NAT MATER 153.459 51.658 44.982 41.298 41.063 39.06 38.597 37.162 36.556 35.749
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• 1910年，德国科学家Kossel第一个分离了腺嘌 呤，胸腺嘧啶和组氨酸, 获诺贝尔生理医学奖。 • 1959年，美国科学家Uchoa第一次合成了核糖 核酸，实现了将基因内的遗传信息通过RNA翻译成 蛋白质的过程。 • 1959年，Kornberg实现了试管内细菌细胞中 DNA的复制。
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分子生物学
• 是研究核酸、蛋白质等生物大分子的形态、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示生物世界的奥秘，由 被动地适应自然界转向主动地改造和重组自然界的 基础学科。
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父亲：Arthur Kornberg （1918－2007）1959年 Nobel Prize in Physiology or Medicine
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儿子：Roger D. Kornberg （1947－）2006 年Nobel Laureates of Chemistry
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(二) 现代分子生物学的建立和发展阶段
（ 20世纪50年代初到70年代初） 1. DNA双螺旋结构模型（1953） (现代分子生物学诞生的里程碑) 2. 遗传信息传递中心法则的建立 3. 对蛋白质结构与功能的进一步认识
2013-09-10 分子生物学基础 第一章 绪论 13
2013-09-10 分子生物学基础 第一章 绪论 16
• 孟德尔（奥地利）的遗传学规律最先使人们 对性状遗传产生了理性认识； • Morgan（美）的基因学说则进一步将“性状” 与“基因”相耦联，成为分子遗传学的奠基石。
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分子生物学基础 第一章 绪论
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孟德尔早在1861年就通过豌豆杂交实验揭示了遗传 的物质性（a discrete unit governing inherited characteristics）， 直到1909年丹麦科学家Wilhelm Ludvig Johannsen（1857-1927）第一次使用“基因” （gene）这个词代表遗传学的最基本单位。 美国人托马斯⋅摩尔根则是第一个用实验证明“基因” 学说的科学家（1910－1915年）。
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94.262 53.484 49.271 38.65 28.471 51.695 30.011 36.101 32.401 37.178 36.377 29.742 28.712 33.633 31.364
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分子生物学基础 第一章 绪论
2013年SCI收录的8363种期刊的影响因子