加利福利亚州立大学-分子生物学基础知识讲解第三章讲座1
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一1、分子生物学:研究核酸等生物大分子的功能、形态结构等特征及其重要性和规律性的科学,是人类从分子水平上真正揭开生物世界的奥秘,由被动的适应自然界转向主动地改造和重组自然界的基础学科2、基因:是合成一种功能蛋白或RNA分子所必需的全部DNA序列。
一个典型的真核基因包括:编码序列-外显子;内含子;5’端和3’端非翻译区UTR;调控序列3、基因组:某一特定生物体的整套遗传物质的综合。
基因组的大小用全部的DNA的碱基对总数表示5、分子生物学发展史1869年Miesher首次从莱茵河鲑鱼精子中提取了DNA。
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。
1953年,Watson和Crick提出DNA反向平行双螺旋结构模型,为充分解释遗传信息的传递规律铺平了道路。
1961年,法国科学家Jacob和Monod提出并证实了操纵子作为调节细菌细胞代谢的分子机制。
此外,他们还首次提出存在一种与染色体DNA序列相互补、能将编码在染色体DNA上的遗传信息带到蛋白质合成场所并翻译产生蛋白质的信使核糖核酸。
这一学说对分子生物学的发展起到了十分重要的作用。
1968年,美国科学家Nirenberg由于在破译DNA遗传密码方面的贡献,与Holley和Khorana 等人分享了诺贝尔生理医学奖。
Holley的功绩在于阐明了酵母丙氨酸tRNA的核苷酸序列,并证实所有tRNA 具有相似结构,而Khorana第一个合成了核苷酸分子,并且人工复制了酵母基因6、中心法则内容DNA是自身复制的模板DNA通过转录作用将遗传信息传递给中间物质RNARNA通过翻译作用将遗传信息表达成蛋白质在某些病毒中,RNA也可以自我复制,并且还发现在一些病毒蛋白质的合成过程中,RNA可以在逆转录酶的作用下合成DNA.7、分子生物学的3条基本原理:构成生物体各类有机大分子的单体在不同生物中都是相同的;生物体内一切有机大分子的构成都遵循共同的规则;某一特定生物体所拥有的核酸及蛋白质分子决定了它的属性。
注:根据课件内容简单整理,为了方便大家理解,内容较多;如果仅仅为了考试,可以根据自己的需要进行内容的删减。
Lecture 1. Introduction1. What is Molecular Biology?Molecular biology seeks to explain the relationships between the structure and function of biological molecules and how these relationships contribute to the operation and control of biochemical processes.Molecular biology is the study of genes and their activities at the molecular level, including transcription, translation, DNA replication, recombination and translocation.Develop of Molecular Biology逆转录酶的发现工具酶的发现——基因工程的诞生断裂基因——基因概念的发展DNA测序方法的建立核酶的发现PCR技术的建立调控序列的发现转基因技术的建立人类基因组计划分子生物学的研究内容Major content of molecular biology◆ Structure and Function of nucleic acid★conformation and function of DNA★conformation and function of RNA◎mRNA ◎tRNA◎rRNA ◎ribozyme ◎ antisence RNA◎ microRNA ◎ RNA interfrence人们开发出:RNAi、RNAa、ncRNA、SiRNA、microRNA、Antisene RNA、SatellileRNA、TelomereRNA、lincRNA、InCRNA、PiRNA、qiRNA、endoSiRNA等等,其他还有RNA结合蛋白(RNPs)、RNA 酶等成百上千种RNA相关的新成员,组成了一个庞大的RNA 新世界这些RNA不仅在基因-蛋白质的合成中发挥重要作用,它更调节和管理着—基因的转录、表达、表型等几乎所有的功能。
分子生物学(全套课件557P)简介分子生物学是研究生物分子结构、功能和相互作用的学科。
它涉及到核酸、蛋白质和其他生物分子的研究,以及它们在细胞和生物体中的功能。
本文档是一套全面的分子生物学课件,共有557页。
本课件旨在帮助读者系统地了解分子生物学的各个方面,包括基本的分子生物学原理、实验技术、研究方法以及应用等。
目录1.第一章:分子生物学概述2.第二章:DNA结构与功能3.第三章:RNA结构与功能4.第四章:蛋白质结构与功能5.第五章:基因表达调控6.第六章:基因突变与遗传变异7.第七章:分子生物学实验技术8.第八章:分子生物学研究方法9.第九章:分子生物学的应用领域第一章:分子生物学概述1.1 什么是分子生物学分子生物学是研究生物体内分子的结构、功能以及相互作用的学科。
它涉及到DNA、RNA、蛋白质等生物分子的研究,以及它们在细胞和生物体中的功能。
1.2 分子生物学的历史与发展分子生物学起源于20世纪50年代,当时发现DNA是物质遗传信息的携带者后,科学家们开始研究DNA的结构和功能,从而奠定了现代分子生物学的基础。
1.3 分子生物学的重要性分子生物学的研究对于了解生命的本质和机理至关重要。
它不仅有助于解释遗传现象,还可以揭示细胞的结构、功能和调控机制,甚至为疾病的诊断和治疗提供理论基础。
2.1 DNA的组成与结构DNA是由基因序列组成的生物分子,它由核苷酸组成。
本节将介绍DNA的基本结构、双螺旋结构和碱基对的配对方式。
2.2 DNA复制与遗传信息传递DNA复制是细胞分裂过程中最重要的事件之一,它确保了遗传信息的传递和稳定性。
本节将介绍DNA复制的过程和机制。
2.3 DNA修复与突变DNA在生物体内容易受到各种外界因素的损伤,因此细胞拥有多种修复机制来修复DNA损伤。
本节将介绍DNA修复的方式和维护基因组稳定性的重要性。
3.1 RNA的种类与功能RNA是DNA转录的产物,它在细胞内发挥着多种功能,包括mRNA的编码信息传递、tRNA的氨基酸运载和rRNA的构建核糖体等。
第1章绪论1. 1 分子生物学的含义分子生物学是研究核酸,蛋白质等所有生物大分子的形态、结构特征以及重要性、规律性和相互关系的科学;是人类从分子水平上真正揭开生物世界奥秘,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科学。
当人们认识到同一生物不同世代之间的连续性是由生物自身所携带的遗传物质所决定的,科学家为揭示这些遗传密码所进行的努力就成为人类征服自然界的一部分,而以生物大分子为研究对象的分子生物学就迅速地成为现代生物学领域里最具活力的科学。
从广义上讲,蛋白质、核酸等生物大分子结构和功能研究都属于分子生物学的范畴。
例如,蛋白质的结构、运动和功能,酶的作用机理和动力学,膜蛋白的结构、功能和跨膜运输等都属于分子生物学的研究内容。
不过目前人们通常采用狭义的概念,将分子生物学的范畴偏重于核酸(或基因)的分子生物学,主要研究基因的复制、表达和调节控制的过程。
当然,其中也涉及到与这些过程有关的蛋白质和酶结构和功能的研究。
1.2 分子生物学发展简史早在1871年Miescher就从脓细胞中分离出了脱氧核糖核酸(DNA),但当时并不认为它是生物体的遗传物质。
直到1944年,Avery等人才通过肺炎链球菌的转化实验证实了DNA是生物体的遗传及变异的物质。
在1949年查盖夫(Chargaff)测定出了DNA的碱基组成,并确定了DNA 的碱基配对规律,与此同时威尔金斯(Wilkins)及弗兰金(Frankin,1950—1952)用X—射线衍射技术测定了DNA纤维结构,指出DNA是一种螺旋结构。
在此基础上Watson和Crick于1953年提出了DNA的双螺旋结构模型,为充分揭示遗传信息的传递规律铺平了道路。
为此他们和Wilkins于1962年共同获得了诺贝尔生理医学奖。
DNA双螺旋结构模型理论奠定了分子生物学发展的基础。
DNA双螺旋模型已经预示出了DNA的复制规则。
科恩伯格(Kornberg)在1956年首先在大肠杆菌的无细胞提取液中实现了DNA的合成,并从大肠杆菌中分离出了DNA聚合酶Ⅰ,并证明DNA的合成需要一个模板DNA。
分子生物学教案分子生物学教案第一章:绪论教学目的:1、了解分子生物学的含义及其研究内容2、了解分子生物学发展简史,掌握分子生物学发展过程中的三大理论发现和三大技术发明教学重点:1、分子生物学的含义2、分子生物学的主要研究内容思考题:1、你对现代分子生物学的含义和包括的研究范围是怎么理解的?2、你对分子生物学的现况和今后的发展有何看法?教学内容:一、分子生物学的基本含义分子生物学是从分子水平研究生命本质为目的的一门新兴边缘学科,是研究核酸、蛋白质等所有生物大分子的结构与功能相互关系的科学,是人类从分子水平上真正揭开生物世界的奥秘,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。
二、分子生物学的发展过程分子生物学的发展大致可分为三个阶段。
(一)准备和酝酿阶段1、确定了蛋白质是生命的主要物质基础19世纪末Buchner兄弟证明酵母无细胞提取液能使糖发酵产生酒精,第一次提出酶(enzyme)的名称,并证明酶的本质是蛋白质。
1950年Pauling和Corey提出了α-角蛋白的α-螺旋结构模型。
1953年Sanger和Thompson完成了第一个多肽分子-胰岛素A 链和B链的氨基酸全序列分析。
2、确定了生物遗传的物质是DNA而不是蛋白质证明DNA是遗传物质的两个关键性实验:首先用实验证明基因就是DNA 分子的是美国的微生物学家Avery.他的实验是用肺炎球菌感染小鼠。
美国遗传学家Hershey用T2噬菌体感染大肠杆菌实验,也证明DNA是遗传物质。
这两个实验中主要的论点证据是:生物体吸收的外源DNA改变了其遗传潜能。
(二)现代分子生物学的建立和发展阶段1956年A.Kornbery以1953年Watson和Crick提出的DNA双螺旋结构模型作为现代分子生物学诞生的里程碑,开创了分子遗传学基本理论建立和发展的黄金时代。
1956年A.Kornbery首先发现DNA聚合酶。
1958年Meselson 及Stahl提出并证明DNA半保留复制模型。