《动物分子生物学》教学课件:第十章 分子生物学发展前沿
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ppt课件contents •分子生物学概述•基因与基因组结构•DNA复制与修复机制•转录与翻译过程调控•蛋白质组学与代谢组学研究方法•现代分子生物学技术应用•生物信息学在分子生物学中应用•分子生物学前沿领域及未来发展趋势目录分子生物学概述分子生物学定义与特点分子生物学定义分子生物学特点以分子为研究对象,阐明生命现象的本质;与多学科交叉融合,推动生命科学的发展;实验技术手段不断更新,提高研究效率和准确性。
分子生物学发展历程早期发展阶段现代分子生物学阶段分子生物学研究内容及方法研究内容研究方法基因与基因组结构基因概念及功能基因功能基因定义基因通过编码蛋白质或参与生物体的各种生理和生化过程,从而控制生物的性状和表现。
基因分类基因组组成与结构特点基因组定义基因组是指一个生物体内所有基因的总和。
基因组组成基因组包括编码区和非编码区,其中编码区包含结构基因和调控基因,非编码区则包含一些重要的调控元件和重复序列。
基因组结构特点不同生物的基因组具有不同的结构特点,如原核生物基因组较小且连续,真核生物基因组较大且存在大量的重复序列和间隔区。
转录后水平调控转录后水平调控主要涉及mRNA 的加工、剪接、运输和降解等过程,通过这些过程可以影响mRNA 的稳定性和翻译效率。
基因表达概念基因表达是指基因转录成mRNA ,再翻译成蛋白质的过程。
基因表达调控机制生物体通过多种机制对基因表达进行调控,包括转录水平调控、转录后水平调控、翻译水平调控和表观遗传调控等。
转录水平调控转录水平调控是最主要的基因表达调控机制,包括启动子、增强子、沉默子等顺式作用元件和反式作用因子的相互作用。
基因表达调控机制DNA复制与修复机制DNA复制过程及影响因素DNA复制过程影响因素DNA损伤类型及修复方式损伤类型包括碱基错配、单链断裂、双链断裂、碱基修饰等,这些损伤可能导致遗传信息的改变或丢失。
修复方式包括直接修复、切除修复、重组修复和跨损伤修复等,这些修复方式能够识别和修复DNA损伤,维护基因组的稳定性。
《分子生物学》课件一、引言分子生物学是生物学的一个重要分支,主要研究生物大分子(如蛋白质、核酸等)的结构、功能、相互作用以及生物信息的传递与调控。
自20世纪50年代以来,分子生物学得到了迅速发展,对生命科学、医学、农业等领域产生了深远影响。
本课件旨在介绍分子生物学的基本概念、研究方法、发展历程和未来展望,以帮助读者更好地理解这门学科。
二、分子生物学的基本概念1.生物大分子:生物大分子是指在生物体内具有重要功能的分子,包括蛋白质、核酸、多糖和脂质等。
这些分子在生物体内通过非共价键相互作用,形成复杂的生物体系。
2.遗传信息:遗传信息是指生物体内传递给后代的信息,主要存在于DNA分子中。
遗传信息的传递与表达是生命活动的基础。
3.基因:基因是生物体内控制遗传特征的基本单位,由DNA序列编码。
基因通过转录和翻译过程,指导蛋白质的合成,从而影响生物体的生长、发育和代谢。
4.转录:转录是指DNA模板指导RNA合成的过程。
在转录过程中,RNA聚合酶酶切DNA双链,合成RNA分子。
5.翻译:翻译是指RNA指导蛋白质合成的过程。
在翻译过程中,tRNA将氨基酸运输到核糖体,根据mRNA上的密码子序列,合成多肽链。
6.信号传导:信号传导是指生物体内信息的传递过程,包括细胞外信号分子、细胞膜受体、细胞内信号转导分子和细胞内靶分子等。
三、分子生物学的研究方法1.克隆技术:克隆技术是指通过体外操作,将DNA片段插入到载体中,并在宿主细胞中复制和表达的过程。
克隆技术是分子生物学研究的重要手段,可用于基因分离、基因功能研究等。
2.基因敲除与基因敲入:基因敲除是指通过基因编辑技术,使特定基因在生物体内失去功能。
基因敲入是指将外源基因导入生物体基因组中,并使其表达。
这两种技术可用于研究基因功能、疾病模型等。
3.蛋白质组学:蛋白质组学是指研究生物体内所有蛋白质的组成、结构、功能及其相互作用的学科。
蛋白质组学技术包括双向凝胶电泳、质谱、酵母双杂交等。
第一章绪论重点:1. 分子生物学的基本含义2. DNA的发现3. 分子生物学与其他学科的关系难点:DNA的发现课时分配:1.5学时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,它以核酸和蛋白质等生物大分子的结构及其在遗传信息和细胞信息传递中的作用为研究对象,是当前生命科学中发展最快并正在与其它学科广泛交叉与渗透的重要前沿领域。
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会,也为人类利用和改造生物创造了极为广阔的前景。
所谓在分子水平上研究生命的本质主要是指对遗传、生殖、生长和发育等生命基本特征的分子机理的阐明,从而为利用和改造生物奠定理论基础和提供新的手段。
这里的分子水平指的是那些携带遗传信息的核酸和在遗传信息传递及细胞内、细胞间通讯过程中发挥着重要作用的蛋白质等生物大分子。
这些生物大分子均具有较大的分子量,由简单的小分子核苷酸或氨基酸排列组合以蕴藏各种信息,并且具有复杂的空间结构以形成精确的相互作用系统,由此构成生物的多样化和生物个体精确的生长发育和代谢调节控制系统。
阐明这些复杂的结构及结构与功能的关系是分子生物学的主要任务。
1.1 引言现代分子生物学研究的目标是要在分子水平上掌握细胞的功能并揭示生命是本质。
1.1.1 创世说与进化论多少年来,人们常常会反复提出下面3个与生命和一切生物学现象有关的问题:(1)生命是怎样起源的?(2)为什么“有其父必有其子”?(3)动、植物是怎样从一个受精卵发育而来的?对这些问题的回答:创世说:西方:上帝先创造了世间万物,后来又创造了男人亚当,再从亚当身上抽一根肋骨,这就成了女人夏娃,亚当和夏娃繁衍了人类。
中国:女娲团土造人进化论:1859年,伟大的英国生物学家达尔文(Charles Darwin)发表了著名的《物种起源》一书,确立了进化论的观点。
正是达尔文的生物进化学说,打破了上帝造人的传统观念,改变了社会对人类在整个世界中的地位的看法,极大地推动了人类思想的发展。