4_生物大分子相互作用分析技术(基础医学与医学实验技术)

微量量热技术(Microcalorimetry)吕卓远常莹李蒙萌安健博北京大学医学部基础医学院医学实验04级摘要我们知道生物大分子，如蛋白质、核酸的特殊空间构象的形成绝大多数是可逆的热力学反应，因此对此过程的热力学研究有着很大的意义。

这个过程需要利用目标分子直接测量伴随生物大分子反应的热效应。

实现这一程序需要具有很高灵敏度的量热技术，即差示扫描量热技术（DSC）和等温滴定量热技术（ITC），得以测量在固定溶液环境下，随温度变化放出的热量。

或测量在固定温度下，随溶液环境变化放出的热量。

在本篇综述中，我们主要介绍DSC和ITC的主要原理，以及它们在生物医学领域中的应用。

关键词微量量热技术差示扫描量热技术等温滴定量热技术生物大分子正文1．前言在升温和降温的过程中，物质的结构和化学性质会发生变化，其质量、几何尺寸、光、电、磁、热、力等物理性质也会发生相应的变化。

微量量热技术被定义为在温度程序控制的条件下测量物质的物理性质和温度关系的一类技术。

微量量热技术是近年来发展起来的一种研究生物热力学与生物动力学的重要结构生物学方法，它通过高灵敏度、高自动化的微量量热仪连续和准确地监测和记录一个变化过程的量热曲线，同时提供热力学和动力学信息。

微量量热技术的一个重要特点就是，它可以作为任意反应净变的传感器，具有连续性和抗干扰性。

因此它是一个用于发现和估测反应未知步骤或过程的先进分析技术。

2．差示扫描量热技术（DSC）差示扫描量热技术是20世纪60年代以后研制出的一种热分析方法。

在样品和参比物同时程序升温或降温且保持两者温度相同的条件下，测量流入或流出样品和参比物的热量差与温度关系的技术。

DSC仪器结构包括温度程序控制系统；测量系统，用于样品物理量转换成电信号并放大；数据记录、处理和显示系统；样品室，提供适当环境。

DSC分析生物大分子结构变化的基础：由于在给定温度下每个体系总是趋向于达到自由能最小的状态，所以样品升温或降温的过程中，它可以转变成具有不同自由能的另一种结构状态。

逐个克隆法：对连续克隆系中排定的BAC克隆逐个进行亚克隆测序并进行组装（公共领域测序计划）。

全基因组鸟枪法：在一定作图信息基础上，绕过大片段连续克隆系的构建而直接将基因组分解成小片段随机测序，利用超级计算机进行组装。

单核苷酸多态性(SNP),主要是指在基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的DNA序列多态性。

遗传图谱又称连锁图谱，它是以具有遗传多态性（在一个遗传位点上具有一个以上的等位基因，在群体中的出现频率皆高于1%）的遗传标记为“路标”，以遗传学距离（在减数分裂事件中两个位点之间进行交换、重组的百分率，1%的重组率称为1cM）为图距的基因组图。

遗传图谱的建立为基因识别和完成基因定位创造了条件。

物理图谱是指有关构成基因组的全部基因的排列和间距的信息，它是通过对构成基因组的DNA分子进行测定而绘制的。

绘制物理图谱的目的是把有关基因的遗传信息及其在每条染色体上的相对位置线性而系统地排列出来。

转录图谱是在识别基因组所包含的蛋白质编码序列的基础上绘制的结合有关基因序列、位置及表达模式等信息的图谱。

比较基因组学：全基因组核苷酸序列的整体比较的研究。

特点是在整个基因组的层次上比较基因组的大小及基因数目、位置、顺序、特定基因的缺失等。

环境基因组学：研究基因多态性与环境之间的关系，建立环境反应基因多态性的目录，确定引起人类疾病的环境因素的科学。

宏基因组是特定环境全部生物遗传物质总和，决定生物群体生命现象。

转录组即一个活细胞所能转录出来的所有mRNA。

研究转录组的一个重要方法就是利用DNA芯片技术检测有机体基因组中基因的表达。

而研究生物细胞中转录组的发生和变化规律的科学就称为转录组学。

蛋白质组学：研究不同时相细胞内蛋白质的变化，揭示正常和疾病状态下，蛋白质表达的规律，从而研究疾病发生机理并发现新药。

蛋白组：基因组表达的全部蛋白质，是一个动态的概念，指的是某种细胞或组织中，基因组表达的所有蛋白质。

代谢组是指是指某个时间点上一个细胞所有代谢物的集合，尤其指在不同代谢过程中充当底物和产物的小分子物质，如脂质，糖，氨基酸等，可以揭示取样时该细胞的生理状态。

《分子生物学基础知识概述》一、引言分子生物学是一门在生命科学领域中具有核心地位的学科，它深入研究生物大分子的结构、功能和相互作用，为我们理解生命现象的本质提供了关键的理论和技术支持。

从揭示遗传信息的传递规律到开发新型生物技术，分子生物学的发展深刻地改变了我们对生命的认识和改造自然的能力。

本文将全面阐述分子生物学的基础知识，包括基本概念、核心理论、发展历程、重要实践以及未来趋势。

二、基本概念1. 生物大分子分子生物学主要研究生物大分子，包括核酸（DNA 和 RNA）、蛋白质和多糖。

DNA 是遗传信息的携带者，通过特定的碱基序列编码生物体的遗传信息。

RNA 在遗传信息的表达中起着重要作用，包括信使 RNA（mRNA）、转运 RNA（tRNA）和核糖体 RNA（rRNA）等。

蛋白质是生命活动的主要执行者，具有各种催化、结构和调节功能。

多糖则在细胞结构和信号传导等方面发挥着重要作用。

2. 中心法则中心法则是分子生物学的核心概念之一，它描述了遗传信息从DNA 到 RNA 再到蛋白质的传递过程。

DNA 通过复制将遗传信息传递给子代细胞，同时通过转录将遗传信息转化为 RNA，RNA 再通过翻译合成蛋白质。

中心法则的发现为我们理解生命的遗传和进化提供了重要的理论基础。

3. 基因基因是具有遗传效应的 DNA 片段，它决定了生物体的遗传特征。

基因通过编码蛋白质或 RNA 来控制生物体的生长、发育和代谢等生命活动。

基因的表达受到多种因素的调控，包括转录因子、表观遗传修饰和环境因素等。

三、核心理论1. 核酸的结构与功能DNA 具有双螺旋结构，由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成，通过碱基互补配对原则结合在一起。

DNA 的结构稳定性为遗传信息的准确传递提供了保障。

RNA 则具有多种结构形式，包括单链、双链和环状等，不同的 RNA 分子在生命活动中发挥着不同的功能。

2. 蛋白质的结构与功能蛋白质的结构决定了其功能。

蛋白质的一级结构是指氨基酸的线性序列，二级结构包括α-螺旋和β-折叠等，三级结构是由二级结构进一步折叠形成的三维结构，四级结构是由多个亚基组成的蛋白质复合物。

3205医学技术类专业代码320501专业名称医学检验技术基本修业年限四年职业面向面向医学检验技师等职业，临床检验、输血检验等技术领域。

培养目标定位本专业培养德智体美劳全面发展，掌握扎实的科学文化基础和基础医学、临床医学、医学检验理论及卫生法律法规等知识，具备医学检验技术专业技能、适应医学检验技术数字化转型升级和发展趋势等能力，具有敬佑生命、救死扶伤、甘于奉献、大爱无疆的职业精神和信息素养，能够从事临床医学检验、输（采供）血检验等工作的高层次技术技能人才。

主要专业能力要求1. 具有良好的生物安全防范能力及正确采集、处理和保存临床检验标本的能力；2. 具有熟练开展临床检验标本和输血项目检验，并对检验结果做出质量分析及判断的能力；3. 具有良好的医学检验仪器设备日常保养、维护及一般问题处理的能力；4. 具备对检验结果进行综合分析判断，在出现危急值时及时发出预警，能主动与医生、护士等人员及时沟通的能力；5. 具有一定的实验室质量控制和管理能力及对检验仪器进行校正比对的能力；6. 具有适应健康产业数字化发展的信息技术和数字技术应用能力；7. 具有参与医学技术研发和创新发展的能力；8. 具有探究学习、终身学习和可持续发展的能力。

主要专业课程与实习实训专业基础课程：医用化学、正常人体解剖与组织胚胎学、电子电工基础、生理学、生物化学、病理学、药理学、临床检验仪器、临床疾病概要。

专业核心课程：临床基本检验、临床生物化学检验、临床微生物学检验、临床寄生虫学检验、临床免疫学技术与检验、输血检验技术、临床血液学检验、分子生物学技术及检验、医学检验与临床诊断。

245实习实训：对接真实职业场景或工作情境，在校内外进行临床基本检验、生物化学检验、病原生物学检验、免疫学技术及检验、血液检验等实训。

在二级甲等及以上综合性医院、三级专科医院等检验科、输血科或同等规模的第三方医学检验中心等场所进行岗位实习。

职业类证书举例职业资格证书：卫生专业技术资格接续专业举例接续专业硕士学位授予领域举例：临床医学接续硕士学位二级学科举例：免疫学、病原生物学、临床检验诊断学专业代码320502专业名称医学影像技术基本修业年限四年职业面向面向影像技师等职业，X线摄影检查、计算机体层成像（CT）检查、磁共振成像（MRI）检查、超声检查、核医学检查、介入检查等技术领域。

“前沿生物技术”重点专项2022年度项目申报指南（征求意见稿）为落实“十四五”期间国家科技创新有关部署安排，国家重点研发计划启动实施“前沿生物技术”重点专项。

根据本重点专项实施方案的部署，现发布2022年度项目申报指南。

本重点专项总体目标是：以全球化视野统筹资源和要素，突破一批颠覆性前沿生物技术，提升我国生命科学与前沿生物技术原始创新能力，构建生物技术体系基本框架，为我国生物产业发展提供引导和支撑，为经济创新发展提供新引擎，引领生物技术产业革命，使之成为健康、制造、农业、环境、安全等领域的高质量发展的有力支撑。

争取到2025年建立自主知识产权的底层技术，在生命信息精细测量与深度解读、生命核心过程的调控机制等生命机理研究方面取得一批重大发现，在基因操控、生物治疗、精准诊疗技术等领域取得重大技术突破，产出一批有重要影响力的原创成果。

2022年度指南部署坚持面向科技强国、健康中国重大战略需求，以引领科学前沿和服务国民健康为宗旨，进行前瞻性布局。

围绕生命基本物质和生命核心过程的解析、调控与合成技术研究，开展生物技术领域关键装备与工具研发，布局原创的未来生物技术重大创新产品等3大任务，按照原创理论研究、创新产品研发及面向临床与应用的原则，拟启动21个方向。

项目统一按指南二级标题（如1.1）的研究方向申报。

每个方向原则上只支持1项，仅在申报项目评审结果相近、技术路线明显不同时，可择优同时支持。

专项建立动态调整机制，根据中期评估结果，再择优继续支持。

申报项目的研究内容必须涵盖二级标题下指南所列全部研究内容和考核指标。

项目执行期一般为5年。

项目一般下设课题数不超过4个，项目参与单位总数不超过6家。

项目设1名负责人，每个课题设1名负责人。

本专项设立青年科学家项目，每个项目不超过300万元。

可参考重要支持方向（标*的方向）组织项目申报，但不受研究内容和考核指标限制，不再单设课题，期限一般为3～5年，项目参与单位不超过2家。

1．【生物技术】生物技术是指直接或间接地利用生物体的机能生产物质的技术。

生物技术就是利用生物有机体或者其组成部分发展新产品或新工艺的一种技术体系。

基因工程涉及一切生物类型所共有的遗传物质——核酸的分离、提取、体外剪切、拼接重组以及扩增与表达等技术。

细胞工程涉及一切生物类型的基本单位－细胞（有时也包括器官或组织）的离体培养、繁殖、再生、融合以及细胞核、细胞质乃至染色体与细胞器（如线粒体、叶绿体等）的移植与改建等操作技术。

酶工程是指利用生物体内酶所具有的特异催化功能，借助固定化技术，生物反应器和生物传感器等技术和装置，高效、优质地生产特定产品的一种技术。

发酵工程，也称为微生物工程，就是给微生物提供最适宜的发酵条件生产特定产品的一种技术。

蛋白质组是指基因组在特定细胞中所产生的全部种类的蛋白质。

生物科学是一门研究生命体的组成、组织构建、新陈代谢、进化等内容的科学。

分子生物学在分子水平上研究生物大分子的行为与生命存在的关系。

生物界近200万种不同的物种（动物、植物、微生物、病毒）的生命各有特色，都以细胞作为结构基础。

生命的基本特征表现为新陈代谢、生长与繁殖、遗传、变异、进化、应激性、活动性。

通过生物大分子实现的自我更新或新陈代谢是生命的最根本的特征。

生物接受外来刺激，能通过特殊的感受系统以及内在的兴奋和调节，表现出有规律的应答活动，称为应激性。

进化是生物多样性的根本动因。

糖类是生物界中含量最大的有机物。

氨基酸在形成蛋白质时，主要是氨基与羧基之间缩合，失去一分子水后形成肽键。

单纯蛋白质完全由基本组成单位——氨基酸所组成。

质膜的主体是磷脂双分子层，在不同的结构中，有不同数量的不同功能的蛋白镶嵌或贯穿质膜。

核酸是遗传物质，决定了生物体内蛋白质、糖类、脂类的等的生物合成，并由此决定了生物的代谢及表型。

在蛋白质合成过程中，tRNA主要起转运氨基酸的作用。

rRNA是合成蛋白质的工厂——核糖体的重要成分。

mRNA含有的特定碱基顺序，确定了氨基酸的连接顺序，即指导了特定蛋白质的合成。

《分子生物学检验技术》课程教学大纲一、课程说明课程编码03110452 课程总学时32周学时2 学分2课程性质专业必修课适用专业医学检验1、教学内容与学时安排（见下表）：教学内容与学时安排表2、课程教学目的与要求:本课程着重介绍分子诊断学的基础理论、技术方法和临床应用，及其有关的基本概念、原理和方法；并详细介绍了一些新近发展的重要技术及其应用，充分反映了分子诊断学的发展趋势。

包括三大内容：第一部分主要介绍：生物大分子（基因）的结构与功能、基因组的结构与功能、基因与基因组学等基本理论；第二部分培养学生的基本操作技能，掌握分子生物学常用技术（核酸的分离纯化技术、PCR，分子杂交、核酸序列分析等），基因重组技术。

第三部分应用介绍：在探讨分子诊断的基本策略与方法的基础上，详细介绍了感染性疾病的分子诊断、单基因疾病的分子诊断、复杂性疾病的分子诊断、生物信息学在分子诊断中的应用等。

3、本门课程与其它课程关系：分子诊断学是生命科学领域中最具有活力的前沿科学。

其理论、技术和方法不断地被应用于临床，在疾病的预防、预测、诊断、疗效的评价等诸方面发挥着愈来愈重要的作用，产生了一个新的学科方向——分子医学，分子诊断学是分子医学的重要组成，为疾病病因诊断提供信息和依据，是一门具有广阔前景、并逐渐走向独立的学科。

4、推荐教材及参考书：教材：《分子诊断学》（第二版），吕建新主编，中国医药科技出版社。

参考书：Harper’s Illustrated Biochemistry.《医学分子生物学》，冯作化主编，人民卫生出版社。

5、理论课程考核方法与要求：考核方法：闭卷考试，期末闭卷考试占90%,小论文或综述平时成绩共占10%。

要求：考核内容，掌握占70%,熟悉占20%,了解占10%。

6、实践教学内容安排：二、教学内容纲要模块1 绪论一、目的和要求（一）掌握：分子诊断学的定义和研究的主要内容（二）熟悉：分子诊断学的历史（三）了解：分子诊断学在医学中的应用二、教学内容（一）重点讲解：分子诊断学的定义及其研究范畴（二）一般介绍：分子诊断学发展的历史、特点及其展望；分子诊断学在医学中的应用模块2 基因与人类基因组计划一、目的和要求（一）掌握基因的概念和功能类别，基因组、DNA多态性和SNP的概念（二）熟悉人类基因组多样性（三）了解基因概念的发展和人类基因组计划二、教学内容（一）重点讲解：基因的概念，基因组的定义；人类基因组多样性（二）一般介绍：基因概念的发展；人类基因组计划模块3 基因组的结构与功能一、目的和要求（一）掌握真核生物基因组的结构与功能特点（二）熟悉原核生物和病毒基因组的结构与功能特点二、教学内容（一）重点讲解：原核生物、真核生物和病毒基因组的结构与功能特点模块4核酸分子杂交技术一、目的和要求（一）掌握：核酸分子杂交的基本原理；Southen/Northen印迹杂交（二）熟悉：核酸探针的设计（三）了解：其他杂交技术二、教学内容（一）重点讲解：核酸分子杂交的基本原理，核酸的变性、复性；Southen/Northen印迹杂交的特点及应用（二）一般介绍：核酸探针的纯化、检测、标记；其他杂交技术模块5分子克隆一、目的和要求（一）掌握：分子克隆的基本步骤（二）熟悉：分子克隆的工具酶和克隆载体（三）了解：表达载体和穿梭载体（一）重点讲解：分子克隆的工具酶（限制性核酸内切酶、DNA聚合酶）的作用特点；常用克隆载体（质粒、噬菌体）的特点；分子克隆技术的五大基本步骤（二）一般介绍：其他分子克隆的工具酶；其他克隆载体的特点；表达载体、穿梭载体的特点模块6生物芯片技术一、目的和要求（一）掌握：生物芯片、基因芯片和蛋白质芯片的概念及基因芯片的原理和分析步骤（二）熟悉：基因芯片的分析步骤和应用（二）了解：基因芯片的制作和蛋白质芯片二、教学内容（一）重点讲解：基因芯片的概念、原理和分析步骤；基因芯片的测定和应用（二）一般介绍：基因芯片的制作和蛋白质芯片模块7 DNA测序测定一、目的和要求（一）掌握：链末端终止法和化学降解法测序的基本原理（二）熟悉：主要测序技术的方法特点（三）了解：其他DNA测序技术和自动化测序二、教学内容（一）重点讲解：链末端终止法；化学降解法（二）一般介绍：其他DNA测序新技术的原理；自动化测序的原理模块8核酸扩增技术一、目的和要求（一）掌握：PCR的概念、基本原理和反应体系，实时荧光定量PCR的概念、基本原理（二）熟悉：PCR产物的检测方法；PCR的常见问题及体系优化；实时荧光定量PCR技术；常见PCR衍生技术（三）了解：PCR技术的发展变化；其他PCR衍生技术；PCR相关的扩增技术；临床PCR 实验室的标准化和质量控制（一）重点讲解：PCR的概念和基本原理；PCR反应体系的组成；PCR产物的检测方法; 实时荧光定量PCR的概念、原理和荧光示踪方法（二）一般介绍：PCR技术的发展变化和PCR相关的扩增技术；临床PCR实验室的标准化和质量控制模块9蛋白质组学研究技术一、目的和要求（一）掌握：蛋白质组学的基本概念；双向凝胶电泳技术的基本概念、原理（二）熟悉：蛋白质相互作用的研究技术（三）了解：生物质谱的基本原理；蛋白质的鉴定二、教学内容（一）重点讲解：蛋白质组学的基本概念；双向凝胶电泳技术的基本概念、原理及计算机图像分析；酵母双杂交技术的基本原理（二）一般介绍：生物质谱的基本原理，肽质量指纹图谱法与肽序列标签鉴定法的基本原理；其他蛋白质相互作用的研究技术模块10 感染性疾病的分子诊断一、目的和要求（一）掌握：基因病的概念和分类；基因病的分子诊断技术；感染性疾病的分子诊断策略; 感染性疾病的分子标志物（二）熟悉：HBV、HCV的基因检测；结核杆菌的基因检测（三）了解：细菌耐药基因的检测；其他感染性疾病病原体的基因检测二、教学内容（一）重点讲解：基因病的概念和分类；基因病的分子诊断技术；感染性疾病的分子诊断策略；HBV、HCV的基因检测；结核杆菌的基因检测（二）一般介绍：其他病毒的基因检测；其他细菌性疾病的分子诊断；细菌耐药基因的检测；衣原体、支原体、螺旋体、原虫的基因检测模块11 单基因遗传性疾病的分子诊断一、目的和要求（一）掌握：单基因疾病的概念，血红蛋白病的分子诊断（二）熟悉：血友病的分子诊断（三）了解：其他遗传性疾病的分子诊断二、教学内容（一）重点讲解：单基因疾病的概念，血红蛋白基因的特点；镰状细胞贫血病的分子诊断，地中海贫血的分子诊断；甲型血友病及其分子诊断（二）一般介绍：苯丙酮尿症等其他遗传性疾病的分子诊断；乙型血友病及其分子诊断模块12复杂基因疾病的分子诊断和分子诊断在移植配型中的应用一、目的和要求（一）掌握：肿瘤相关基因的分子诊断；分子诊断在移植配型中的应用（二）了解：其他多基因疾病的分子诊断二、教学内容（一）重点讲解：癌基因、抑癌基因、肿瘤耐药基因、糖尿病的分子诊断；分子诊断在移植配型中的应用（二）一般介绍：其他肿瘤标志物的分子诊断；家族性高脂血症、高血压支气管哮喘的分子诊断模块13线粒体疾病的分子生物学检验一、目的和要求（一）掌握：线粒体基因组及其表达系统；线粒体基因组与细胞核基因组的相互关系（二）熟悉：线粒体基因组变异与疾病（三）了解：线粒体基因组与耳聋；线粒体与Leber遗传性视神经病变；线粒体与糖尿病二、教学内容（一）重点讲解：线粒体基因组及其表达系统；线粒体基因组与细胞核基因组的相互关系；线粒体基因组变异与疾病（二）一般介绍：线粒体基因组与耳聋；线粒体与Leber遗传性视神经病变；线粒体与糖尿病第十四章生物信息学在分子诊断中的应用一、目的与要求（一）掌握：生物信息学概论；生物信息数据库；核酸序列的分析（二）熟悉：计算机和互联网的基本知识；数据的获得（三）了解：蛋白质序列分析；二、教学内容（一）重点讲解：生物信息学概论；三大生物信息数据库及其检索工具；核酸序列的分析；引物设计（二）一般介绍：计算机和互联网的基本知识；蛋白质、核酸的结构、序列等数据的获得核酸序列的功能预测；蛋白质序列分析、结构功能预测及进化分析《分子生物学检验技术》实验教学大纲。

微量量热技术(Microcalorimetry)吕卓远常莹李蒙萌安健博北京大学医学部基础医学院医学实验04级摘要我们知道生物大分子，如蛋白质、核酸的特殊空间构象的形成绝大多数是可逆的热力学反应，因此对此过程的热力学研究有着很大的意义。

这个过程需要利用目标分子直接测量伴随生物大分子反应的热效应。

实现这一程序需要具有很高灵敏度的量热技术，即差示扫描量热技术（DSC）和等温滴定量热技术（ITC），得以测量在固定溶液环境下，随温度变化放出的热量。

或测量在固定温度下，随溶液环境变化放出的热量。

在本篇综述中，我们主要介绍DSC和ITC的主要原理，以及它们在生物医学领域中的应用。

关键词微量量热技术差示扫描量热技术等温滴定量热技术生物大分子正文1．前言在升温和降温的过程中，物质的结构和化学性质会发生变化，其质量、几何尺寸、光、电、磁、热、力等物理性质也会发生相应的变化。

微量量热技术被定义为在温度程序控制的条件下测量物质的物理性质和温度关系的一类技术。

微量量热技术是近年来发展起来的一种研究生物热力学与生物动力学的重要结构生物学方法，它通过高灵敏度、高自动化的微量量热仪连续和准确地监测和记录一个变化过程的量热曲线，同时提供热力学和动力学信息。

微量量热技术的一个重要特点就是，它可以作为任意反应净变的传感器，具有连续性和抗干扰性。

因此它是一个用于发现和估测反应未知步骤或过程的先进分析技术。

2．差示扫描量热技术（DSC）差示扫描量热技术是20世纪60年代以后研制出的一种热分析方法。

在样品和参比物同时程序升温或降温且保持两者温度相同的条件下，测量流入或流出样品和参比物的热量差与温度关系的技术。

DSC仪器结构包括温度程序控制系统；测量系统，用于样品物理量转换成电信号并放大；数据记录、处理和显示系统；样品室，提供适当环境。

DSC分析生物大分子结构变化的基础：由于在给定温度下每个体系总是趋向于达到自由能最小的状态，所以样品升温或降温的过程中，它可以转变成具有不同自由能的另一种结构状态。

第21章常用分子生物学技术的原理及其应用.第 21章常用分子生物学技术的原理及其应用学习要求1.掌握分子杂交、印迹技术、PCR 技术、核酸序列分析技术、基因文库构建的基本原理及应用;基因诊断、基因治疗的基本概念。

2.熟悉生物大分子相互作用的研究技术;基因诊断的方法;基因治疗的策略和程序。

3.了解生物芯片技术、遗传修饰动物模型的建立及应用、疾病相关基因的克隆与鉴定。

基本知识点本章简要介绍了目前医学分子生物学中的部分常用技术。

主要内容包括:分子杂交技术、印迹技术、 PCR 技术、核酸序列分析技术、基因文库构建的基本原理及应用、生物芯片技术、生物大分子相互作用研究技术、遗传修饰动物模型的建立及应用、疾病相关基因的克隆与鉴定以及基因诊断和基因治疗技术。

印迹技术是指将在凝胶中分离的生物大分子转移或直接放在固定化介质上并加以检测分析的技术。

它主要包括DNA 印迹技术、RNA 印迹技术和蛋白质印迹技术。

DNA 印迹技术主要用于基因组 DNA 的定性和定量分析。

RNA 印迹技术主要用于检测某一组织中或细胞中已知的特异mRNA 的表达水平,也可比较基因的表达情况。

蛋白质印迹技术用于检测样品中特异性的蛋白质的存在、细胞中特异蛋白质的半定量分析以及蛋白质分子的相互作用研究等。

其它方法还有斑点印迹、原位杂交、 DNA 芯片技术等。

PCR 技术以拟扩增的 DNA 分子为模板, 以一对与模板互补的寡核苷酸片段为引物, 在 DNA 聚合酶作用下, 依半保留复制机制沿模板链延伸直至完成两条新链的合成。

重复这一过程, 即可使目的 DNA 片段得到扩增。

PCR 反应体系的基本成分包括:①模板;② DNA ;③特异引物;④耐热 DNA 聚合酶; ⑤ dNTP ; ⑥含 Mg 2+的缓冲液。

PCR 的基本反应步骤包括变性、退火和延伸。

该技术具有高敏感、高特异、可重复以及快速简便等优点。

PCR 技术主要用于:①目的基因的克隆; ②基因的体外突变; ③ DNA 和 RNA 的微量分析; ④ DNA 序列测定; ⑤基因突变分析等。

学习指南分子生物学是在分子水平上研究生命现象的科学。

通过研究生物大分子的结构、功能和生物合成等方面来阐明各种生命现象的本质。

因此，分子生物学已经渗入到基础和应用生物学的每一个分支领域，也是整个生物学的基础课程之一。

医学分子生物学是分子生物学的一个重要分支，是从分子水平研究人体在正常和疾病状态下生命活动及其规律的一门科学。

它主要研究人体生物大分子和大分子体系的结构、功能、相互作用及其同疾病发生、发展的关系。

作为一门课程，医学分子生物学涵盖了医学各专业学生必须学习的分子生物学基础知识，以及分子生物学在医学领域中形成的专门研究领域及相关知识。

这些基础知识为医学各学科专业知识的学习、为了解各学科领域的研究进展奠定坚实的基础。

因此，分子生物学是广大医学生和临床医学、生物学研究者学习、从事转化医学研究的一个重要桥梁课程。

医学分子生物学课程的教学目标是培养学生掌握分子生物学的基础知识、基本理论、基本技能，了解分子生物学的最新进展及其在医学领域的应用，具有解决实际问题的能力，培养学生的创新精神与创新能力。

课程系统地介绍了分子生物学的基础理论知识和技术理论知识，介绍了分子生物学在医学各相关领域的应用和相关研究进展。

理论包括3大部分的内容：第一部分为分子生物学基本原理，包括绪论、基因与基因组、基因表达的调控、DNA损伤与修复等章节。

第二部分为医学分子生物学基本技术，主要包括基因结构与表达分析的基本策略、基因工程与基因体外表达、蛋白质组学的研究方法和进展等章节。

第三部分介绍疾病的分子诊断、预防和治疗，主要有疾病产生的分子基础、基因诊断、基因治疗原理与研究进展。

实验部分主要让学生学习分子生物学的基本研究技术。

学生学习本课程需要理论联系实践，并加强各种课外的科研实训。

该课程通过提供课程的全程录像、教案、课件和教学大纲，为学生、教师和社会群体的网络学习提供了便捷的资源，辐射对象量大面广，切实为从基础研究到临床应用的转化医学推广过程服务。

生物大分子的结构与功能1. 引言1.1 生物大分子的定义生物大分子是生物体内含量较大的分子，在生物界中存在着许多种类，如蛋白质、核酸、多糖和脂质等。

这些大分子在细胞中具有重要的生命功能，是构成生物体的基本单位。

生物大分子具有复杂的结构，通过特定的空间构型和化学成分，参与了细胞的生长、代谢、遗传等各项生命活动。

生物大分子的结构和功能之间存在着密切的联系。

不同种类的生物大分子在细胞内扮演着不同的角色，如蛋白质参与酶反应、传递信息和提供支持；核酸负责遗传信息的传递和蛋白质合成；多糖提供能量储备和结构支持；脂质构成细胞膜、维持细胞结构等。

这些大分子之间相互作用，共同维持了生物体内复杂而有序的生命活动。

生物大分子的研究对于解析生物体内的各种生命现象具有重要意义。

通过深入了解生物大分子的结构和功能，可以揭示生命活动的机理，从而为疾病治疗、新药开发和生物工程领域提供重要的理论基础和科学依据。

生物大分子的研究将为人类对生命的认识提供更深入的理解，并有望带来许多新的科学突破和技术革新。

深入探索生物大分子的结构和功能，具有重要的科学意义和应用前景。

1.2 生物大分子的重要性生物大分子是构成生物体的重要组成部分，具有极其重要的功能和作用。

生物大分子包括蛋白质、核酸、多糖和脂质等，在维持生命活动、传递遗传信息、调节代谢等方面起着不可或缺的作用。

蛋白质是生物体内功能最为广泛的大分子之一，它们参与了广泛的生物学过程，包括酶催化、结构支持、运输、免疫和激素等。

蛋白质的种类和结构多样，可以根据其氨基酸序列和折叠方式不同而具有不同的功能。

核酸是存储和传递生物体遗传信息的重要分子，包括DNA和RNA。

DNA携带着遗传信息，而RNA在蛋白质合成过程中起着重要角色。

核酸的结构特异性决定了其在生物体内的功能。

多糖在生物体内具有储能、支持和保护等功能，包括淀粉、糖原和纤维素等。

它们在细胞结构和机能中发挥着重要作用。

脂质是生物体内重要的结构和代谢物质，包括脂肪、磷脂和固醇等。