分子生物学之组学与医学55页PPT

分子生物学基础PPT课件

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CONTENTS
• 分子生物学概述 • DNA的结构与功能 • RNA的结构与功能 • 蛋白质的结构与功能 • 基因表达的调控 • 分子生物学技术与应用
01
分子生物学概述
分子生物学的定义与发展
定义
分子生物学是研究生物大分子，特别是蛋白质和核酸的结构、功能、相互作用及其在生命过程中的作用机制和调控的科学。
9字
蛋白质的二级结构是指蛋白质分子中局部主链的空间结构，主要形式包括α-螺旋、 β-折叠、β-转角和无规卷曲。
9字
蛋白质的一级结构是指氨基酸的线性排列顺序，包括氨基酸的种类、数目和排列顺序。
9字
蛋白质的三级结构是指整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置，也就是整条肽链每一原子的相对空间位置。
发展历程
从20世纪初的遗传学研究开始，经历了DNA双螺旋结构的发现、基因工程的诞生等重要里程碑，至今已成为生命科学领域最活跃和最具影响力的分支之一。
分子生物学的研究内容
基因与基因组的结构与功能
研究基因的结构、功能及其表达调控机制，以及基因组的结构、功能和进化。
DNA复制、转录与翻译
研究DNA的复制、转录和翻译过程及其调控机制，揭示遗传信息在细胞内的传递和表达。
生物化学为分子生物学提供了研究生物大分子的基本方法和技术，同时分子生物学也促进了生物化学的发展。

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ABCD
糖基化修饰
在蛋白质上添加糖链，影响蛋白质稳定性、定位和相互作用等。
其他修饰方式
包括甲基化、乙酰化、SUMO化等，对蛋白质功能和相互作用有重要影响。
相关疾病发生机制
基因突变导致转录翻译异常
如癌基因激活、抑癌基因失活等，导致细胞增殖失控和肿瘤发生。
转录翻译调控失衡
如转录因子和翻译因子表达异常，导致基因表达紊乱和疾病发生。
遗传病治疗
利用基因克隆、基因敲除等技术研究遗传病的发病机制，为遗传病的治疗提供新思路和方法。
04
转录和翻译过程调控
转录过程及调控机制
转录基本概念
以DNA为模板合成RNA的过程，包括启动、延伸和终止三个阶段。
转录后加工
包括RNA剪接、编辑、修饰等过程，对 RNA成熟和稳定性有重要作用。
转录因子作用
翻译后加工
影响翻译因素
包括蛋白质剪切、修饰、折叠等过程，对蛋白质成熟和功能有重要作用。
包括mRNA稳定性、核糖体数量、氨基酸供应等，对翻译速率和蛋白质产量有影响。
蛋白质合成后修饰作用
磷酸化修饰
通过激酶和磷酸酶作用，改变蛋白质结构和功能，参与信号转导和细胞周期调控等。
泛素化修饰
通过泛素-蛋白酶体系统降解蛋白质，参与细胞代谢和应激反应等。
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医学分子生物学-基因组ppt课件

6、基因一般是连续的，无内含子(古细菌除外) V 7 、编码顺序一般不重叠
操纵子*
n 原核基因组特有的结构 n 数个功能上相关联的结构基因串联在一起,构
成信息区,连同其上游的调控区(包括启动子和操纵基因)以及下游的转录终止信号所构成的基因表达单位。 n 所转录的RNA为多顺反子。 n 操纵基因并非一个基因，而是一段能被特异阻遏蛋白识别和结合的DNA序列。
连续克隆系逐个克隆法 ( 公共领域测序计划)
(1)建立插入人类基因组片段的酵母人工染色体( YAC) 克隆群。
(2)利用高频分布、易于检索的DNA标志或者DNA指纹图谱建立克隆之间的联系，组成有序排列的连续克隆系，最常使用的DNA标志有STS和表达的序列标签( expressed sequence tag ，EST)。
RNA病毒基因组所携带的遗传信息一般在同一条链上，序列与mRNA相同的为正股 (+) ，与mRNA互补的为负股 (－) 3、双链RNA 以负链RNA为模板转录出mRNA，如呼肠孤病毒及噬真菌体。 4、单链负股RNA 5、单链正股RNA：如逆转录病毒
病毒基因组结构与功能的特点*
¶ 种类单一：DNA or RNA ¶ 形式多样：单链、双链、分节段、环状、线状 ¶单倍体基因组：每个基因在病毒中出现一次(特例:Retrovirus 双倍体 ) ¶ 大小不一：2x103----2x105bp ¶ 基因重叠：高效资源利用V ¶ 动物病毒与真核细胞基因组相似:有的含内含子— 间断;细菌病毒(噬菌体)与原核细胞基因组相似—连续 ¶ 编码基因>90%

分子生物学 PPT课件

段所表达的全部蛋白质。
蛋白质组学（proteomics）
是研究蛋白质组的科学，也即是研究生物体
全套蛋白质的组成、结构与功能的科学。
蛋白质组学（proteomics）

阐明生物体全部蛋白质的表达模式与功能模式
从整体的角度分析、鉴定细胞内动态变化的蛋白质的组成、结构、性质、表达水平与修饰状态

了解蛋白质之间、蛋白质与大分子之间的相互作用与联系,揭示蛋白质的功能与细胞生命活动的规律
遗传信息的传递和表达
数量有限 DNA 转录复杂的调控复杂性蛋白质培养条件多变性直接反应生命现象基因
结构相对稳定
细胞特异性基因表达
mRNA 翻译
蛋白质生理状态蛋白质相互作用温度
应激状态
药物作用
蛋白质组研究技术
①蛋白质样品制备：包括各种组织细胞裂解、蛋白质沉淀、亚细胞组分分离及蛋白质分步提取的方法；
④ 生物超分子体系是蛋白质功能发挥的更高级的
组织形式 ⑤任一层次的生命活动都不是单个蛋白质分子的独立
行为或功能的累加，蛋白质之间及与其它分子之间存
在广泛的相互作用，形成一个网络状的非线性复杂系
统，孤立地研究蛋白质结构与功能无法从整体上系统而透彻地阐释生命活动的规律。
蛋白质组学的最终目的是全方位系统地解析蛋白质的功能，而具体的研究过程只能分解为不同的层面相对独立地进行，因此这些相对独立的蛋白质功能信息必须有机地整合在一起，才能描绘出蛋白质功能的全景图。

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38
4.含大量重复序列 5.非编码序列占95%以上 6.基因是断裂基因 7.功能相关的基因构成各种基因家族 8.存在可移动的遗传因素
39
人类基因组的染色体DNA
40
线粒体DNA
环状DNA分子，16569bp, 37 genes (13 protein genes, 2 mt-rRNA genes and 22mt-tRNA genes)
包括：
结构基因组学
功能基因组学
三个亚领域.
比较基因组学
28
29
一、病毒基因组二、原核生物基因组三、真核生物基因组
30
一、病毒基因组
基因组（genome） 1个配（精子或卵子），1个单倍体细胞或1个病毒所包含的全套遗传物质的总和。病毒核酸或为DNA或为RNA，可以统称为病毒染色体。
完整的病毒颗粒具有蛋白质外壳，以保护病毒核酸不受核酸酶的破坏，并能识别和侵袭特定的宿主。
4. the structure and the function of genome , Bioinformatics . (基因组结构和功能，生物信息学)
6
分子生物学常用参考书目
1.分子遗传学( 孙乃恩) 2.现代分子生物学（朱玉贤、李毅等) 3.分子生物学 (Instant Notes in Molecular Biology, 2nd Edition by P Turner） 4.分子生物学(闫隆飞) 5. Molecular Biology of the Cell (4th Edition by B Alberts) 6. Molecular Cell Biology (4th Edition by H Lodish) 7. Molecular Biology (2nd Edition by R Weaver) 8. Advanced Molecular Biology (by R Twyman)

分子生物学(全套课件557P)

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。

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

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tRNA通过其反密码子环与mRNA上的密码子相互识别，确保正确的氨基酸顺序参与蛋白质合成。tRNA的修饰和加工对其功能至关重要。
非编码RNA在基因表达调控中发挥重要作用，如miRNA通过靶向mRNA 降解或抑制翻译来调控基因表达。
RNA技术在医学诊断和治疗中应用
基因诊断和疾病预测
利用RNA检测技术，如RT-PCR、基因芯片等，对特定基因进行定量和定性分析，为疾病诊断和预测提供依据。
个性化医疗和精准治疗
通过对患者体内RNA表达谱的分析，制定个性化的治疗方案，提高治疗效果和减少副作用。例如，利用RNA测序技术对肿瘤患者进行精准分型和治疗。
药物研发和靶点筛选
基于RNA干扰（RNAi）技术，开发针对特定基因的药物，为新药研发提供新的思路和方法。同时，利用RNA技术筛选药物靶点，提高药物研发效率和成功率。
THANKS
感谢观看
06
基因诊断技术原理临床应用
基因诊断技术原理简介
基因诊断是利用分子生物学技术，检测和分析基因的结构和功能异常，从而对疾病进行诊断和预
测。
基因诊断技术基于DNA或RNA 水平的变化，包括基因突变、基因缺失、基因插入、基因重排等
。
通过检测这些变化，可以确定个体是否携带某种疾病的易感基因或已经患病，为临床诊断和治疗
蛋白质组学在医学领域研究进展

分子生物学课件：医学分子生物学-个体化医学

12
药物临床研究和应用的相悖
有效性（敏感性）安全性（毒副作用）
临床试验对象群体
基因and /or 环境？
用药对象个体
13
14
同一个药给不同的人为什么结果不一？
药物作用存在个体差异为什么会有差异？基因决定的吗？
15
基因
不同个体DNA序列 99.9% 相同
疾病相关药物反应差异
相关
癌症；长期的目的在于获得可用于整个健康和疾病领域的知识。
10
现代医学模式 (4 Letters P Medicine)
•生活方式 •疫苗 •疗养 •提前干预
Preventive 预防
P1
Predictive 预测
P2
•DNA 序列 •定期体检
病人 •了解疾病 •参与治疗
P4
Participatory 参与
精准FDA平台：FDA负责。为研究人员、新一代测序技术开发者提
供存放和共享基因信息的云工具。该平台将帮助基因测序开发者上传自己的研究成果，并与其他研究人员共享自己获得的基因组信息。其它研究团体可以通过该平台分享使用、重复和验证他人的研究成果，并最终对某种特定的研究进行可重复性验证。
该计划主要有两个部分的内容: 一个近期，一个远期。近期的聚焦在
个体化医学 Personalized Medicine

2024《分子生物学全套》ppt课件

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

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。

《分子生物学基础》课件

基因敲除与基因编辑
基因敲除
基因敲除是指通过特定的方法将特定基因从生物体的基因组中删除或破坏，以研究该基因的功能和作用。基因敲除技术对于研究基因功能和疾病机制具有重要意义。
基因编辑
基因编辑是指通过特定的技术手段对生物体的基因进行精确的修改和编辑，以实现对其遗传信息的精确调控。基因编辑技术为疾病治疗和遗传病预防提供了新的途径。
蛋白质表达与纯化
蛋白质表达
蛋白质表达是指将特定的蛋白质在生物体或细胞中合成的过程。通过蛋白质表达，科学家可以获得大量的目标蛋白质，以便进行结构和功能研究。
蛋白质纯化
蛋白质纯化是指将目标蛋白质从其他蛋白质和细胞成分中分离出来的过程。纯化的蛋白质可用于进一步的分析和研究，如结构生物学和药物发现。
分子生物学具有跨学科的特点，涉及到化学、物理学、生物学等多个领域的知识。
分子生物学的研究方法和技术手段多种多样，包括基因组学、蛋白质组学、生物信息学等。
分子生物学的重要性
分子生物学是现代生物学的核心学科之一，对于理解生命的本质和机制具有重要意义。
分子生物学在医学、农业、工业等领域有着广泛的应用，对于疾病的诊断和治疗、新药的研发和农业生产
详细描述
通过人类基因组计划，科学家们已经获得了人类基因组的全部序列，并在此基础上开展了大量的基因组学研究。精准医学则是基于基因组学研究成果，针对不同个体的基因差异进行个性化诊疗和预防。例如，通过基因检测可以预测个体对某些药物的反应，从而实现精准用药。

分子医学Molecular Medicine.ppt

分子医学
Molecular Medicine
xx
2019-10-30
感谢你的欣赏
1
定义 Definition
分子生物学：从分子水平研究作为生命活动主要物质基础的生物大分子的结构与功能，从而阐明生命现象本质的科学。
2019-10-30
感谢你的欣赏
2
定义 Definition
分子生物学：从分子水平研究作为生命活动主要物质
我国：1993年加入，承担1%的任务，即人类3号染色体短臂上
约30Mb的测序任务。
重要事件：2000年6月28日人类基因组工作草图完成
2019-10-30
2003年4月14日, 人类基因组序列图绘制成功
2004年10月，人类基因组完成图公布
2005年3月，人类X染色体测序工作基本完成
感谢你的欣赏
12
29
分子医学领域教材
• 分子医学概论（周俊宜）
• 分子医学技能（周俊宜）
• 分子医学导论（宋后燕）
• 分子医学原理（美）詹姆森著，邱曙东译
• 分子医学入门教程罗纳德·特伦特著，谢东译
• 分子医学原理 Jameson J.Larry
• MS Runge, C Patterson, VA McKusick, Principles of Molecular Medicine, 2nd ed

分子生物学ppt课件完整版

01 02
半保留复制
DNA双链在复制时，每条新链的合成都需要一条模板链作为指导，合成后的两条子链分别与模板链互补，形成两个新的双链DNA分子，其中一个分子保留了原来亲代DNA分子的一条链。
碱基互补配对原则
在DNA复制过程中，碱基之间的互补配对关系保证了复制的准确性。
2024/1/25
03
DNA修复机制
rRNA
核糖体RNA，是核糖体的组成部分，参与蛋白质的合成。
13
其他RNA
如miRNA、snRNA、 snoRNA等，在基因表达调控、RNA加工等方面发挥作用
。
RNA的功能与调控
遗传信息传递
RNA作为遗传信息的传递者，将DNA上的遗传信息转录到mRNA上，再通过翻译合成蛋白质。
基因表达调控
RNA在基因表达调控中发挥着重要作用，如miRNA可以通过与mRNA结合抑制其翻译，从而影响基因表达。
基因的概念
基因是生物体内控制遗传性状的基本单位，由DNA序列构成。
基因的种类
根据功能不同，基因可分为结构基因、调节基因、操纵基因等。
2024/1/25
16
基因的表达过程
转录
后转录修饰
在RNA聚合酶的催化下，以DNA为模板合成RNA的过程。
包括RNA剪接、RNA编辑等过程，对 RNA进行加工和修饰。

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02 基因的结构
基因由编码区和非编码区组成，编码区包括外显子和内含子。
03 基因的遗传效应
基因通过控制蛋白质的合成来控制生物的性状。
基因组的组成与特点
01 基因组的定义
一个生物体所有基因的总和称为基因组。
02 基因组的组成
基因组由DNA序列、基因间区、重复序列等组成。
03 基因组的特点
基因组具有高度的复杂性、多态性和动态性。
蛋白质翻译后修饰
包括磷酸化、糖基化、乙酰化等多种修饰方式，可影响蛋白质的活性、稳定性和定位等。
蛋白质的结构与功能
一级结构
指蛋白质中氨基酸的排列顺序，是蛋白质空间构象和生物功能的基础。
二级结构
指蛋白质中局部主链的空间结构，包括α-螺旋、β折叠等。
三级结构
指整条肽链中全部氨基酸残基的相对空间位置，即整条肽链每一原子的相对空间位置。
基因表达的调控机制
基因表达的概念
基因表达是指基因转录和翻译产生蛋白质的过程。
基因表达与疾病的关系
基因表达的异常与多种疾病的发生和发展密切相关，如癌症、神经退行性疾病等。
基因表达的调控方式
基因表达受到多种因素的调控，包括转录因子、表观遗传学修饰、 microRNA等。
03
DNA复制、修复与重组
分子生物学技术在医学中的
07

分子生物学基因与基因组ppt课件

ppt课件.
5
基因在染色体上的位置称为座位，每个基因都有自己特定的座位。在同源染色体上占据相同座位的不同形态的基因都称为等位基因。在自然群体中往往有一种占多数的（因此常被视为正常的）等位基因，称为野生型基因；同一座位上的其他等位基因一般都直接或间接地由野生型基因通过突变产生，相对于野生型基因，称它们为突变型基因。
基因是基因组序列上的遗传单位，有调节区、转录区和(或)其他功能序列区。基因的化学本质是DNA(RNA病毒除外)。在细胞中基因是含有编码序列和非编码序列的DNA序列。（P 1 ）
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基因包括:
1.具有转录和翻译功能的基因 2.只有转录功能没有翻译功能的基因，包括tRNA基
因和rRNA 基因。 3.不转录的基因，对基因表达其调控作用，包括启
包括cDNA微阵列（cDNA microarray)和DNA芯片。
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原理：将成千上万条DNA片段（cDNA、表达序列标签（expressed sequence tag, EST) 或特异的寡核苷酸片段）按横行纵裂方式有序点样在固相支持物上。支持物为硝基纤维素膜或尼龙膜时称为微阵列，为玻片或硅片时称为DNA芯片。
100000个cDNA, 3.6cm2
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23
ppt课件.
24
分析：用来自不同生理状态和发育阶段的mDNA作为模板，以放射性同位素或荧光标记的dNTP为底物反转录合成cDNA。再用所得cDNA 与微阵列或DNA 芯片进行杂交，然后通过计算机对结果进行判读和处理，这样就可以知道芯片中哪些基因在细胞里表达，哪些基因不表达，或哪些基因表达水平高，哪些低。