分子生物学PPT

信号转导途径
信号转导途径的组成
信号转导途径通常由受体、信号转导分子和效应分子三个部分组 成。
常见的信号转导途径
包括MAPK途径、PI3K/Akt途径、JAK/STAT途径等。
信号转导途径的特点
各种信号转导途径具有不同的特点，如选择性、级联反应、可调节 性等。
信号转导与疾病
1 2
信号转导与肿瘤
许多肿瘤的发生和发展与信号转导异常有关，如 EGFR、K-Ras等基因突变引起的信号转导异常。
细胞信号转导是指细胞通过胞膜或胞内受体感受外界信号 刺激，进而将信息传递至细胞内，引起细胞功能改变的过 程。
信号转导的分类
根据信号分子的性质，信号转导可分为亲缘性信号转导和 远缘性信号转导。
信号转导的生物学意义
信号转导是细胞Leabharlann 应环境变化，维持正常生理功能的重要 方式，对细胞的生长、发育、代谢和分化等过程具有重要 调控作用。
细胞衰老是指细胞在生 理和生化方面发生一系 列改变，导致其功能逐 渐衰退的过程。
细胞衰老的特征
细胞衰老时，细胞周期 停滞，细胞体积减小， 细胞器减少，细胞内色 素沉积，细胞膜通透性 改变等。
细胞衰老的机制
细胞衰老涉及多种机制 ，包括基因组不稳定、 端粒缩短、表观遗传改 变、线粒体功能障碍等 。
细胞凋亡
细胞器的相互关系
各种细胞器在结构上相互连接，功能 上相互配合，共同完成细胞的各项生 理功能。同时，它们之间也存在动态 的联系和互动，如物质的合成、加工 、运输和降解等过程都需要各种细胞 器的协同作用。
03
基因与蛋白质
基因结构与功能
01
02
03
基因组成
基因由DNA组成，具有编 码遗传信息的特性。

生物氧化是指生物体内有机物氧化分解的过程，释放出能量供生命活动需要。能量转换是指生物体内能量的形式 转换，包括光合作用、呼吸作用等过程。
03
分子生物学基础
DNA、RNA和蛋白质的结构与功能
01
DNA双螺旋结构
DNA是由两条反向平行的多核苷酸链围绕同一中心轴盘绕而成的双螺
旋结构，碱基位于内侧，通过氢键相互配对，磷酸和脱氧糖在外侧构成
基本骨架。
02
RNA种类与结构
RNA是单链结构，根据功能不同分为mRNA、tRNA和rRNA。mRNA
是蛋白质合成的直接模板；tRNA具有携带氨基酸进入核糖体的功能；
rRNA是核糖体的主要成分，参与蛋白质合成。
03
蛋白质结构与功能
蛋白质是由氨基酸通过肽键连接而成的生物大分子，具有复杂的空间构
象和多样的生物学功能。
生物催化剂与代谢途径
总结词
介绍生物催化剂和代谢途径的基本概 念和作用。
详细描述
生物催化剂是指酶，具有高效性和专 一性，能够加速生物体内的代谢反应 。代谢途径是指一系列相互关联的生 化反应序列，是生物体内物质转化和 能量转化的基础。
生物氧化与能量转换
总结词
介绍生物氧化和能量转换的过程和作用。
详细描述
对人类社会的影响与意义
医领域
生物化学与分子生物学的发展将有助于疾病的早期诊断、 预防和治疗，提高人类的健康水平和生活质量。
工业领域
利用生物化学与分子生物学的原理和技术，开发新的工业 生产技术和工艺，降低能耗和环境污染，促进可持续发展 。
农业领域
通过分子生物学和基因工程技术的应用，培育出抗逆、抗 病、优质、高产的农作物新品种，提高农业生产效率和粮 食安全水平。

3. 窄宿主型质粒和广宿主型质粒
第二节 真核生物基因组
一、真核生物染色质DNA的高级结构 • DNA高级结构中的蛋白质
组蛋白与非组蛋白
• DNA与蛋白质的结 合与染色体的组装
二、真核生物核基因组结构和功能特点
• 基因组大，编码蛋白质多，一般编码蛋白都 超过1万个以上。在DNA复制时，有多个复制 起始点。 • 真核生物的结构基因都是单顺反子。 • 真核生物的基因组中含有大量的重复序列 (45%)。 • 真核生物的基因组中存在大量的非编码区。
⒑含有多种功能的识别区域，如复制起始区、复制终止区、 转录起动区和终止区等。
大肠杆菌染色体基因组的结构和功能
大肠杆菌染色体基因组是研究最清楚的基因组。估计
大肠杆菌基因组含有3500个基因，已被定位的有900个左
右。在这900个基因中，有260个基因已查明具有操纵子结
构，定位于75个操纵子中。在已知的基因中8％的序列具
• 真核基因为断裂基因，在它的结构基 因中含有外显子和内含子。
• 真核生物的基因组中存在着各种基因 家族。
• 真核生物基因组中也存在移动基因。
•基因组中结构基因所占区域远小于非 编码区。
三、真核生物基因组的结构
㈠结构基因
• 断裂基因(split gene)：真核生物的结构基 因是不连续的编码氨基酸的序列被非编码 序列所打断，因此被称为断裂基因。
是指一组由多基因家族及单基因组成的更大基因 家族。其代表为免疫球蛋白基因超家族
㈣重复序列(repeat sequence):
在真核生物基因组存在着的大量的碱基序列重复出 现的情况。
重复序列中，除了编码RNA、RNA和组蛋白的结构基 因外，大部分是非编码序列。但对它们的功能还不十分清楚。

• 肿瘤基因表达研究
实时荧光定量RT-PCR方法能检测各种组 织细胞中基因的表达丰度，从而分析基因的 表达调控、监控mRNA的表达模式、检测组 织中少量存在的基因、跟踪细胞群体中的克 隆型、定量分析基因在不同组织中的转录水 平。
eg：检测黑色素瘤中的细胞因子白细胞 介素-10（IL-10）、转化生长因子β1、β2 （TGF-β1、β2）和γ干扰素（IFN-γ）的基因 表达情况。
5%BC%8F%E5%8F%8D%E5%BA%94 • 4.Application of Real-time Fluorescene Quantitative RT-PCR Technology to Cancer
Research 1671-170X(2013)01-0069-03
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谢谢观看~
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C目录 ONTENTS
肿瘤的防治历史
01
P3
PCR技术简介及其衍
02 生技术
P4~6
反转录·聚合酶链式扩
03 增 RT-PCR
P7
单管荧光定量PCR技
04 术
P8
实时荧光定量PCR技
05 术的优越性
P9
实时荧光定量PCR技
06 术应用于肿瘤
P10
2
肿瘤防治历史
• 半个世纪多以来，随着医学技术的发展，人类已经基本上控制了以往主要威胁人类健康的传 染病，而肿瘤、心血管等疾病逐渐成为人类健康的主要疾病，其中肿瘤的治疗尤为困难。传 统的肿瘤治疗主要以外科手术为主，后期发展的化疗、放疗成为治疗肿瘤的主要方法。但在 临床的实际应用上这些方法均有其局限性，疗效也不尽如人意。
6
单管荧光定量PCR技术
• 单管荧光定量PCR（Fluorogenic Quantitative PCR, FQ-PCR）技术是融合 了PCR技术与DNA探针杂交技术的优点， 实验的整个过程只在加样时打开1次反应管， 在PCR的每个循环中可以直接监测到荧光 信号的变化，根据PCR反应酶动力学特点 分析软件会自动对DNA进行定量，因此也 有人称FQ-PCR为实时荧光定量PCR （Real-time Fluorogenic Quantitative PCR）。

ABC1 和 ABC2 是不同的基因；
abc4-1 和 abc4-2为相同基因的不同等位基因；
3 植物基因的结构
克隆植物中编码蛋白质基因的方法：
① 根据蛋白质测序结A克隆。
拟南芥mtDNA 376kb ，人mtDNA为16.6kb，前者比后者 RNA基因多1个，蛋白质基因27:13。
在同一细胞 中可有不同长度的mtDNA。
mtDNA有分子内、分子间重组，也可与核、叶绿体基因组 DNA重组。因此mtDNA的重排、序列加倍、与外源DNA整合的几 率很高，由此产生新的嵌合基因。细胞质雄性不水稻 菠菜 小麦 玉米
已知DNA序列的植物质体基因组
长度/bp P基因数 R基因数
154478
88
45
155939
102
45
163953
118
46
134525
108
54
150725
100
47
134545
84
50
140387
111
47
GenBank编号 NC-000932 NC-001897 NC-002693 NC-001320 NC-002202 NC-002762 NC-001666
DNA 核小体
螺线管 超螺线管 染色单体
核小体
③ 真核基因组中存在着重复序列。 高度重复序列；中度重复序列；单一序列。
④ 真核基因属于断裂基因，编码序列中存在有内含子 。
DNA(基因)
前导区
编码区
extron
intron
尾部区
mRNA
起始密码
终止密码
⑤ 真核基因转录调控区很大，可远离启动子上千个碱 基。
多数 被子植物 cpDNA在120~160kb之间；

CHAPTER
04
植物信号转导与表观遗传学
植物生长素的信号转导
生长素合成
生长素在植物体内通过色氨酸合成，经过一系列酶促反应生成。
信号转导途径
生长素通过与受体结合，激活下游的转导因子，引发一系列的信号 转导反应，调控植物生长和发育。
转导机制
生长素信号转导过程中涉及多种蛋白质的磷酸化、去磷酸化等修饰， 以及基因表达的调控，最终影响植物细胞的生长和分化。
当前发展
目前，植物分子生物学的研究已经深入到基因组学、转录组学、蛋白质组学等多个层面， 研究手段和技术也在不断更新和进步。
未来展望
未来，植物分子生物学将继续发挥重要作用，特别是在农业和园艺等领域的应用将更加广 泛和深入。同时，随着技术的进步和研究的深入，植物分子生物学将会有更多的突破和创 新。
CHAPTER
02
植物基因组与ห้องสมุดไป่ตู้录组学
植物基因组的结构与功能
结构特征
植物基因组通常较大，含有大量的重 复序列和复杂的染色体结构。它们还 包含大量的基因，这些基因编码了参 与各种生命活动的蛋白质。
功能研究
植物基因组的功能研究主要集中在基 因表达、调控和进化等方面。这些研 究有助于理解植物生长、发育和应对 环境压力的机制。
植物转录组的调控机制
转录因子
转录因子是调控基因表达的关键分子，它们可以激活或抑制特定基因的表达。在植物中，转录因子在响应生物和 非生物胁迫、以及在发育过程中发挥重要作用。
miRNA和siRNA
microRNA (miRNA) 和 small interfering RNA (siRNA) 是两种重要的非编码RNA，它们通过与mRNA结合来 调控基因的表达。这些RNA在植物的生长发育和胁迫响应中发挥关键作用。

通过磁共振成像（MRI）等神经影像 学手段观察脑部病变，辅助早期诊断 。
蛋白质检测
利用蛋白质组学技术检测脑脊液或血 液中朊病毒相关蛋白，实现早期诊断 。
04
朊病毒的治疗与预防
现有的治疗手段
药物治疗
使用抗病毒药物和免疫调 节剂来抑制朊病毒复制和 减轻症状。
干细胞治疗
利用干细胞移植来替换受 损的细胞，促进组织修复 和再生。
相关疾病的防治提供新的思路。
推动病毒进化与生态学研究
02
朊病毒作为一种独特的病毒，其进化与生态学研究有助于深入
了解病毒的演化历程和生态平衡。
促进生物安全和生物防御研究
03
朊病毒作为一种潜在的生物安全威胁，其研究有助于提高生物
安全和生物防御能力。
朊病毒研究的挑战与机遇
挑战
朊病毒的研究涉及到复杂的分子机制和生物 学过程，需要克服多种技术难题和科学难题 。同时，由于朊病毒疾病的潜伏期长、症状 不典型，给诊断和治疗带来很大困难。
02
朊病毒的分子结构与功能
朊病毒的基因组结构
朊病毒基因组由小的异常折叠的蛋白 质组成，称为PrPsc，与正常的PrPc 蛋白质相似但结构不同。
PrPsc基因组可在哺乳动物细胞中复制 并聚集，导致神经元死亡和海绵状病 变。
朊病毒的蛋白质结构
朊病毒的蛋白质结构由多个重复的α-螺旋结构域组成，这些 结构域在空间上形成卷曲螺旋结构。
机遇
随着科学技术的不断进步和研究的深入，朊 病毒研究将迎来更多的机遇。例如，基于朊 病毒复制机制的药物筛选、基于朊病毒结构 的药物设计和疫苗开发等，将为防治朊病毒 相关疾病提供更多可能性。同时，随着对朊 病毒认识的深入，将促进相关领域的发展和