Welcome Each of You to My Molecular Biology Class

参 考 书 目 朱玉贤 《现代分子生物学》，高等教育出版社 孙乃恩 《分子遗传学》，南京大学出版社。 阎隆飞 《分子生物学》，中国农业大学出版社， 李振刚 《分子遗传学》，科学出版社 沈羽非 《真核基因表达调控》，北京高等教育出版社 Lewin,B, Genes VIII , Oxford University Press Turner P.C. et al. Molecular Biology. 科学出版社 Weaver R. Molecular Biology. 科学出版社

2004年2月出版 ,$260 2005年2月出版 ,$198

讲授的内容： 1、绪论 2、核酸的结构与功能 3、分子生物学的基本操作 4、基因与基因组的结构 5、DNA的复制

讲授的内容： 7、重组与转座 8、RNA的转录与转录后加工 9、蛋白质的生物合成 10、原核基因表达调控 11、真核基因表达调控 12、基因组学

绪 论 分子生物学定义 分子生物学发展简史 分子生物学研究内容 分子生物学展望

一、分子生物学定义 从分子水平研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象本质的科学 ，主要指遗传信息的传递（复制）、保持（损伤和修复）、基因的表达（转录和翻译）与调控。

二、分子生物学发展简史 1、孕育阶段（1820-1950年代） ● 1865年，孟德尔发表了他的《植物杂交实验》一文，首次阐述了生物界有规律的遗传现象。“遗传因子 ” ● 1900年，孟德尔遗传规律被证实，成为近代遗传学基础。 ● 1910年，Morgan的染色体—基因遗传理论 ， Gene 存在于染色体上。进一步将“性状”与“基因”相偶联，成为现代遗传学的奠基石。

孟德尔Gregor Mendel(1822-1884),奥地利科学家，经典遗传学的奠基人

●显性规律(The Law of Dominance) ●分离规律（The Law of Segregation） 1857-1864的7年中，进行了豌豆的杂交研究，1865 年发表了他的划时代的论文《植物杂交试验》 在论文中提出了“遗传因子”的概念，并得出了三条规律： ●显性规律(The Law of Dominance) ●分离规律（The Law of Segregation） ●自由组合规律（The Law of Independent Assortment）

在孟德尔遗传学的基础上，美国著名的遗传学家Morgan又提出了基因学说和连锁遗传规律。

● 1944年，美国微生物学家Avery证明基因就是DNA分子，提出 DNA是遗传信息的载体。

1952年，Hershey和Chase 噬菌体感染实验

1952年Hershey和Chase证实噬菌体DNA侵染细菌实验

1957年，Heinz Fraenkel-Conrat和B. Singre的杂合病毒实验 烟草花叶病毒的感染和繁殖过程－证实RNA也是重要的遗传物质。

2、创立阶段（1950~1970年代） ● 1953年， 美国科学家Watson 和英国科学家Crick提出 DNA Double Helix model

Francis Crick & James Watson Description of the 3-D structure of DNA Francis Crick & James Watson

50年代揭示了DNA分子的双螺旋结构模型和半保留复制机制解决了基因的自我复制和世代交替问题。 Rosalind Franklin Photographic film X-ray source Crystallized DNA Maurice Wilkins 1953- Franklin & Wilkins

1962年Watson、 Crick与Wilkins共享诺贝尔生理医学奖 通过对DNA分子的X射线衍射研究证实了前两者提出的DNA的模型

● 1958年Crick提出中心法则。 中国科学院2001年硕士入学考试分子遗传学试题: 何谓中心法则？如何基于该法则来解释生物性状的遗传和变异？（10分）

● 1958年，Meselson 和Stahl证明DNA半保留复制。半保留复制是遗传信息能准确传代的保证，是物质稳定性的分子基础。

●1959年，美籍西班牙裔科学家Uchoa和美国Kornberg发现了DNA和RNA的生物合成机理而分享了诺贝尔生理或医学奖。

● 1961年，法国科学家Jacob（雅各布）和Monod（莫诺）提出操纵子学说（现代遗传学）

3、发展阶段（1970年代以后） ● 1970年，Temin 和Baltimore在RNA肿瘤病毒中发现逆转录酶。

● 1977年，Sanger等人发明了一种测定DNA分子内核苷酸序列的方法（双脱氧链终止法）。

1980年，与Gilbert和Berg共享诺贝尔化学奖 桑格(Sanger） 吉尔伯特( Gilbert） 伯格（Berg） Sanger还由于测定了牛胰岛素的一级结构而获得1958年诺贝尔化学奖。

●1983年，美国遗传学家McClintoc因发现可移动的遗传因子而获得诺贝尔生理或医学奖。 1983. Barbara McClintock (86y) DNA transposable elememt

→ Monocloning antibody Kohler & Milstein → Monocloning antibody Roberts & Sharp → Splitting gene Mullis & Smith → PCR technique & gene mutation in locus Gilman & Rodball → G-protein as a signal molecular in cell 科学家简介10 Lewis & Nusslein-Volhard & Wieschaus → Control gene of body developing in Drosophila

● 1989年Altman、Cech发现核酶（Ribozyme，某些RNA具有酶的功能）获Nobel化学奖。                          The Nobel Prize in Chemistry 1989 "for their discovery of catalytic properties of RNA Ribozyme"                                 Sidney Altman Thomas R. Cech     Yale University New Haven, CT, USA University of Colorado Boulder, CO, USA 1939- 1947-

"for his invention of the polymerase chain reaction (PCR) method" The Nobel Prize in Chemistry 1993 "for his invention of the polymerase chain reaction (PCR) method" 1.3 . 21世纪分子生物学展望 Kary B. Mullis 1944 -

1997年，普鲁西纳 朊病毒 prion 什么是遗传学中心法则?为什么说阮病毒的发现是对此法则提出了挑战?(5分) 北师大2000年硕士研究生生物化学试题

三 、分子生物学研究内容 ● DNA重组技术（基因工程） ● 基因的表达调控 ● 生物大分子的结构和功能研究(结构分子生物学） ● 基因组、功能基因组与生物信息学研究

● DNA重组技术 1、可被用于大量生产某些在正常细胞代谢中产量很低的多肽 2、可用于定向改造某些生物的基因组结构 3、可被用来进行基础研究

1972年, Boyer 获得第一个重组DNA分子

1972 - Berg λ phage DNA EcoRI recognition sites EcoRI cuts DNA into fragments Sticky end SV40 DNA The two fragments stick together by base pairing DNA ligase Recombinant DNA

● 基因的表达调控 信号转导研究 转录因子研究 RAN剪接 ● 生物大分子的结构和功能研究 (结构分子生物学） ● 基因组、功能基因组与生物信息学研究

四、分子生物学展望 21世纪是生命科学世纪，生物经济时代 结构基因组学、功能基因组学、蛋白质组学、生物信息学、信号跨膜转导成为新的热门领域。

Genomics Structural genomics Functional

Structural genomics 基因组的全序列高密度的分子标记图谱 高密度的分子标记图谱 高精度的物理图谱 转录水平上的表达图谱 大规模的蛋白质构型模拟

Functional genomics 利用结构基因组提供的信息 大规模地分析基因的功能 不仅提供基因功能的简单列表 最终要阐释基因 如何工作 细胞 组织 个体

生物信息学 (Bioinformatics) 生物大分子的结构与功能信息 计算机语言 分辨，提取，分析， 比较，预测生物信息

当你进入实验室时，要像脱去外衣那样放下你的想象力，因为实验操作中不能有一丁点儿的想象，否则，你对事物的观察就会受影响；而当你翻开书本的时候，你又必须尽可能展开想像的“翅膀”，否则，你就不可能走在别人前面。 ——朱玉贤《现代分子生物学》

Yes! You can do it We can do it Let’s work together to make this course a great experience in your life I am looking forward to have a wonderful semester with all of you. Hope that you all enjoy the course.

Thank you!