分子生物学发展简史准备和酝酿阶段现代分子生物学的建立和可编辑
分子生物学的产生发展
分子生物学的产生和发展一、准备和铺垫19世纪后期到20世纪50年代初，是现代分子生物学诞生的准备和酝酿阶段。
在这一阶段产生了两点对生命本质的认识上的重大突破：（1）确定了蛋白质是生命的主要基础物质1 盖-吕萨克发现酵母可将糖转化为酒精。
2 帕耶恩和珀索兹发现了第一个酶(淀粉糖化酶)。
3 伯齐利厄斯1835年提出了催化作用概念。
4费德里克•威廉•库恩1878年指出在发酵现象中不是酵母本身，而是酵母中的某种物质催化了酵解反应，并给这种物质取名为酶。
5爱德华•毕希纳发现一种离体酵母提取物可以使酒精发酵，即酵母细胞产生一种酶，这种酶引起发酵，他们证明离体酵母提取物可以象活体酵母细胞一样将葡萄糖转变为酒精和二氧化碳。
换句话说，这一转变并不依赖于酵母细胞，而是依赖于无生命的酶。
由此奠定了现代生物化学的基石。
6费歇尔对氨基酸、多肽及蛋白质的研究，发展和改进了许多分析方法，认识了19种氨基酸，并认为蛋白质都是由20种氨基酸以不同数量比例和不同排列方式结合而成的。
（2）确定了生物遗传的物质基础是DNA1 约翰•米歇尔证明了遗传物质完全不是蛋白质并且不受消化蛋白酶——胃蛋白酶的影响，他同时还证明这种新物质仅仅来自细胞核，因此取名为“核素”。
1889年，阿尔特曼命名了“核酸”一词。
2科塞尔得出，首先在许多情况下核物质分解成两部分，其中之一有蛋白质特性。
这部分除正常的蛋白质外，不具有其他原子团。
然而，另一部分有特殊的结构，已给它命名为核酸”。
3莱文和雅各布斯鉴定了存在于酵母核酸中的碳水化合物戊糖是核糖，从而纠正了科塞尔认为是六碳糖的观念。
4 1928年，英国军医格里菲斯以老鼠实验发现，将活的良性肺炎双球菌与死的肺炎双球菌混合，可以引起转型，得到活的恶性菌，使老鼠死亡。
埃弗里和C.麦克劳德、M.麦卡锡共同发现不同型的肺炎双球菌的转化因子是 DNA。
5由于结晶X-线衍射分析技术的发展，1950年Pauling和Corey提出了α-角蛋白的α-螺旋结构模型。
分子生物学绪论
参考书： 医学分子生物学，唐炳华，中国中医药出版社 中医药研究常用分子生物学技术，方肇勤，人民卫生出版社
• 1953年Watson和Cric造 生命的深入发展阶段（70年代 —— ）
• 70年代后，以基因工程技术的出现作为新的里程 碑，标志着人类开始了深入认识生命本质并能动 改造生命的新时期
多莉羊
世界第一例基因治疗成功范例
骨髓分离造 血干细胞 导入正常基因 改造后的细胞 输回静脉血
W· F· 安德森
二、分子生物学与其他学科及医 学的关系
分子生物学
—— 现代生命科学的“共同语言” • 分子生物学打破了学科的界线
• 分子生物学把各学科联系在一起
分子生物学
广泛的渗透到医学各学科领域
分子细胞学 分子药理学 分子免疫学 分子病理学 分子病毒学 分子神经学 分子细菌学 分子遗传学 分子诊断学（基因诊断学） 分子治疗学（基因治疗学）
分子生物学是现代医学重要的基础
分子生物学
在中医基础理论研究中的应用 同一疾病症候患者基因表达分析 建立证型基因表达数据库 症候与相关易感基因研究 症候相关易感基因型及其表达
分子生物学
在中药研究中的应用 中药品种鉴定 药用植物资源的研究和优良品种的培育 中药有效成分的提取 中药分子药理学的研究
分子生物学的学习方法
分子生物学
（Molecular Biology）
分子生物学的基本含义
分子生物学 是在分子水平研究生命现象、生命本质、生命活 动及其规律的一门生命学科。 研究对象
生物大分子的结构 生物大分子在遗传信息和细胞信息传递中的作用
学科地位
是当前生命科学中发展最快的前沿领域 正在与其它学科广泛交叉与渗透的重要前沿领域
生物化学《前言》课件
分子生物学在现代医学中的应用
• 三．遗传病
• 有关遗传病的一些概念正在发生变化。 • 例如易患心脏病、肺气肿、高胆固醇血症、糖尿
病、变态反应和胃溃疡病等等的基因正在得到分 离，甚至癌症，有的学者认为也可归属于遗传病 的范畴，其根本原因在于DNA的损伤。 • 其次，基因探针技术正在逐步扩大产前诊断和遗 传病诊断的范围。显然，检查出易感某病的基因 对于个人保健是十分宝贵的信息，也是针对疾病 危险因素采取预防措施的科学依据。
After two weeks, the immune system starts developing to protect baby
from infectiC
Engineered Virus containing ADA gene
1
4 Cells returned to
时代背景：20世纪50年代到70年代初
H.A.克雷布斯（1900~1981）
1930年发现了哺乳动物体内
尿素合成的途径。
1937年又提出了三羧酸循环
理论.
1953年获诺贝尔奖。
FA李普曼(1899～1986)
1945年发现并分离出辅酶 A，证明其对生理代谢的 重要性，开重要领域，
1953年获诺贝尔奖。
ADA 作为靶基因进行基因治疗……
1990.9.14,NIH,US 世界第一例基因治 疗病例在美国进行
In 1990, the first patient that was cured by gene therapy in the world was a 4-year girl with SCID (US, NIH)
分子生物学内容整理
第一章绪论问答：1、分子生物学的发展大致可分为哪几个阶段①准备和酝酿阶段：确定蛋白质是生命活动的主要物质基础确定DNA是生物遗传的物质基础②现代分子生物学的建立和发展：建立遗传信息传递中心法则对蛋白质结构和功能的进一步认识③初步认识生命本质并改造：重组DNA技术的建立和发展基因组研究的进展单克隆抗体及基因工程抗体的建立和发展基因表达调控机理细胞信号转导机制研究成为新的前沿领域新技术平台驱动分子生物学的发展第二章基因、基因组、基因组学名解：1、基因（两个定义）：遗传学角度---是指携带有遗传信息的DNA或RNA序列，也称为遗传因子．．．．。
分子生物学角度---是合成有功能的蛋白质或RNA所必需的全部DNA，包括编码．．蛋白质或RNA的核酸序列及为保证转录所必需的调控序列．．．．。
2、开放阅读框架（ORF）：是指DNA链上，由蛋白质合成的起始密码开始，到终止密码为止的一个连续编码。
3、C值（C value）：是指一种生物体单倍体基因组DNA的总量。
4、基因组（genome）：是指生物体全套遗传信息，包括所有基因和基因间的区域5、基因重叠：是指同一段DNA片段能够参与编码两种甚至两种以上的蛋白质分子。
6、多顺反子mRNA（polycistronie mRNA）：是指病毒基因组DNA序列中功能上相关的蛋白质的基因或rRNA的基因往往丛集在基因组的一个或几个特定的部位，形成一个功能单位或转录单元。
它们可被一起转录成含有多个mRNA的分子。
7、类核（nucleoid）：是指原核生物基因组通常由一条环状的双链DNA分子组成，在细胞中与蛋白质结合成染色体的形式，在细胞内形成一个致密的区域。
8、质粒（plasmid）：是指一类染色体外具有自主复制能力的环状双链DNA分子，属染色体外基因组。
9、质粒的不相容性（incompatibility）：是指两个不同的质粒因利用同一复制和维持机制，在复制和随后向子代细胞分配的过程中会发生竞争，从而不能在同一宿主细胞内稳定存在，其中一种质粒将被丢失的现象。
简述分子生物学发展史
简述分子生物学发展史分子生物学的发展大致可以分为三个阶段，第一个是准备和酝酿阶段，第二个是现代分子生物学的建立和发展阶段，第三个是初步认识生命本质并改造生命的深入发展阶段。
下面将就这三个阶段的主要任务和功绩做简单的介绍。
第一阶段：在上世纪的后期，巴斯德由于发现了细菌而在自然科学史上留下丰功伟绩，但是他的“活力论”观点，即认为细菌的代谢活动必须依赖完整细胞的看法，却阻碍了生物化学的进一步发展。
直至1890～1900年问suchner兄弟证明酵母提出液可使糖发酵之后，科学家们才认识到细胞的活动原来可以再拆分为更细的成分加以研究。
此后相继结晶了许多酶，如腺酶（Sumner，1926）、胰蛋白酶（Northrop，1930）及胃蛋白酶（Northrop及Kunitz，1932）等，并且证实了这些物质都是蛋白质。
这些成果开辟了近代生物化学的新纪元。
事实上，分子生物学正是在科学家们打破了细胞界限之日诞生的。
在这以后的几十年间，科学界普遍认为，蛋白质是生命的主要物质基础，也是遗传的物质基础。
与此同时，被湮没达35年之久的孟德尔遗传定律（1865），又被重新发现，摩根等在这个定律基础上建立了染色体学说，使遗传学的研究引起了科学界的重视。
这个时期，尤其是在第一次世界大战之后，正是物理学空前发达的年代，量子理论和原子物理学的研究表明，尽管自然界的物质变化万千，但是组成物质的基本粒子相同，它们的运动都遵循共同的规律。
那么，是否可以应用物理学的基本定律来探讨和解释生命现象呢？不少科学家抱着这个信念投身到生命科学的研究中，从而开始了由物理学家、生化学家、遗传学家和微生物学家等协同作战的新时期，在这个时期里，科学家们各自沿着两条并行不悖的路线进行研究。
一派是以英国的Astbury等为代表的所谓结构学派（structurists)，他们主要用ｘ射线衍射技术研究蛋白质和核酸的空间结构，认为只有搞清生物大分子的三维结构，才能阐明生命活动的本质，分子生物学一词正是Astbury在1950年根据他的这一思想首先提出来的。
分子生物学基础第一章绪论 第二节分子生物学发展简史
第二节 分子生物学发展简史
4．生物分类学与分子生物学
分类和进化研究是生物学中最古老的领域，它们同样由于分子生物 学的渗透而获得了新生。过去研究分类和进化，主要依靠生物体的形态， 并辅以生理特征，来探讨生物间亲缘关系的远近。现在，反映不同生命 活动中更为本质的核酸、蛋白质序列间的比较，已被大量用于分类和进 化的研究。由于核酸技术的进步，科学家已经可能从已灭绝的化石里提 取极为微量的DNA分子，并进行深入的研究，以此确证这些生物在进化 树上的地位。
从学科范畴上讲，分子生物学包括生物化学；从研究的 基本内容讲，遗传信息从DNA到蛋白质的过程，其许多内容 又属于生物化学的范畴。
第二节 分子生物学发展简史
2．分子生物学与细胞生物学 细胞生物学是在细胞、细胞超微结构和分子水平等不同 层次上，以研究细胞结构、功能及生命活动为主的基础学科。 分子生物学是细胞生物学的主要发展方向，也就是说，在分 子水平上探索细胞的基本生命规律，把细胞看成是物质、能 量、信息过程的结合，而且着重研究细胞中的遗传物质的结 构、功能以及遗传信息的传递和调节等过程。 3．遗传学与分子生物学 遗传学是分子生物学发展以来受影响最大的学科。孟德 尔著名的皱皮豌豆和圆粒豌豆子代分离实验以及由此得到的 遗传规律，纷纷在近20年内得到分子水平上的解释。越来越 多的遗传学原理正在被分子水平的实验所证实或摈弃，许多 遗传病已经得到控制或矫正，许多经典遗传学无法解决的问 题和无法破译的奥秘，也相继被攻克，分子遗传学已成为人 类了解、阐明和改造自然界的重要武器。
第二节 分子生物学发Hale Waihona Puke 简史三、分子生物学的现状与展望
1．功能基因组学 2．蛋白质组学 3．生物信息学
分子生物学基础
第一章 绪 论
分子生物学
第一章绪论1、分子生物学简史：分子生物学是研究核酸、蛋白质等所有生物大分子形态、结构特征及其重要性、规律性而相互联系的科学，是人类从分子水平上真正揭示生物世界的奥秘，由被动的适应自然界到主动的改造和重组自然界的基础科学。
2、分子生物学发展阶段第一阶段：分子生物学发展的萌芽阶段第二阶段：分子生物学的建立和发展阶段第三阶段：分子生物学的深入发展和应用阶段3、分子生物学的主要研究内容DNA重组技术；基因表达调控研究；生物大分子的结构与功能的研究；基因组、功能基因组与生物信息学的研究第二章染色体与DNA1、名词解释：不重复序列：在单倍体基因组中只有一个或几个拷贝的DNA序列。
真核生物的大多数基因在单倍体中都是单拷贝。
中度重复序列：每个基因组中10～104个拷贝。
平均长度为300 bp，一般是不编码序列，广泛散布在非重复序列之间。
可能在基因调控中起重要作用。
常有数千个类似序列，各重复数百次，构成一个序列家族。
高度重复序列：只存在于真核生物中，占基因组的10%~60%，由6~10个碱基组成。
卫星DNA（satellite DNA）:又称随体DNA。
卫星DNA是一类高度重复序列DNA。
这类DNA是高度浓缩的，是异染色质的组成部分。
微卫星DNA（microsatellite DNA）：又称短串联重复序列，是真核生物基因组重复序列中的主要组成部分，主要由串联重复单元组成。
重叠基因（overlapping gene,nested gene）:具有部分共同核苷酸序列的基因，及同一段DNA携带了两种或两种以上不同蛋白质的编码信息。
重叠的序列可以是调控基因也可以是结构基因部分。
多顺反子（polycistronic mRNA ) ：编码多个蛋白质的mRNA称为多顺反子mRNA 。
单顺反子(monocistronic mRNA) ：只编码一个蛋白质的mRNA称为单顺反子mRNA。
DNA的转座：又称移位（transposition)，是由可移位因子介导的遗传物质重排现象。
分子生物学发展简史 _ 准备和酝酿阶段 _ 现代分子生物学的建立和发展 ...
分子生物学打破了学科的界线 分子生物学把各学科联系在一起
绪
论
分子生物学与其他学科的结合
临床医学 分子 生物学
绪
论
分子生物学广泛渗透到医学各
领域， 领域，成为现代医学重要的基础
诞生了许多分支学科 分子细胞学 分子药理学 分子免疫学 分子病理学 分子病毒学 分子神经学 分子细菌学 分子遗传学 分子诊断学（基因诊断学） 分子诊断学（基因诊断学） 分子治疗学（基因治疗学） 分子治疗学（基因治疗学）
绪
论
此期间的主要进展包括：
(1)遗传信息传递中心法则的建立 遗传信息传递中心法则的建立 (2)对蛋白质结构与功能的进一步认识 对蛋白质结构与功能的进一步认识
1956-58年Anfinsen和White根据对酶蛋白的 变性和复性实验，提出蛋白质的三维空间结构是 由其氨基酸序列来确定的。 1969年Weber开始应用SDS-聚丙烯酰胺凝胶 电泳测定蛋白质分子量； 1973年氨基酸序列自动测定仪问世。 1965年中国科学家人工合成了牛胰岛素。
药学分子生物学
Pharmaceutical Molecular Biology
生化教研室 肖建英
绪
论
一、分子生物学与药学分子生物学 二、分子生物学发展的回顾 三、分子生物学和现代医药科学
绪
论
生命是什么? 生命是什么?
—— 医学和生命科学的永恒主题
绪
论
一、分子生物学与药学分子生物学
1. 分子生物学(Molecular Biology)的概念： 分子生物学(Molecular Biology)的概念： 的概念
分子生物学概述
分子生物学概述概念：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。
发展历史：一、准备和酝酿阶段19世纪后期到20世纪50年代初，是现代分子生物学诞生的准备和酝酿阶段。
在这一阶段产生了两点对生命本质的认识上的重大突破：确定了蛋白质是生命的主要基础物质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，酶是生物催化剂。
20世纪20-40年代提纯和结晶了一些酶（包括尿素酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、黄酶、细胞色素C、肌动蛋白等），证明酶的本质是蛋白质。
随后陆续发现生命的许多基本现象（物质代谢、能量代谢、消化、呼吸、运动等）都与酶和蛋白质相联系，可以用提纯的酶或蛋白质在体外实验中重复出来。
在此期间对蛋白质结构的认识也有较大的进步。
1902年EmilFisher证明蛋白质结构是多肽；40年代末，Sanger创立二硝基氟苯（DNFB）法、Edman发展异硫氰酸苯酯法分析肽链N端氨基酸；1953年Sanger 和Thompson完成了第一个多肽分子--胰岛素A链和B链的氨基全序列分析。
分子生物学概论基因、基因组和基因组学
三、分子生物学的主要研究内容
1. 核酸的分子生物学 研究核酸的结构及其功能，包括核酸/基因组 的结构、遗传信息的复制、转录与翻译，核酸 存储的信息修复与突变，基因表达调控和基因 工程技术的发展和应用等。遗传信息传递的中 心法则是其理论体系的核心。
17
2. 蛋白质的分子生物学
研究蛋白质的结构与功能。
蛋白质的研究比早，但难度较 大，发展较慢。近年来在蛋白质 的结构及其与功能关系方面取得 了一些进展，但是对其基本规律 的认识尚缺乏突破性的进展。
18
3. 细胞信号转导的分子生物学
研究细胞内、细胞间信息 传递的分子基础。
生物体的细胞分裂与分化及其它各种功能的完 成，均依赖于环境所赋予的各种信号。
在外源信号的刺激下，细胞将信号转变为一系 列的生物化学变化，例如蛋白质构象的转变、蛋 白质分子的磷酸化以及蛋白与蛋白互作的变化等， 从而使其发生改变以适应内外环境的需要。
3
二、分子生物学发展简史
• 分子生物学的发展大致可分为三个阶段： 1. 准备和酝酿阶段 2. 现代分子生物学的建立和发展阶段 3. 初步认识生命本质并开始改造生命的深入发展
阶段
4
1.准备和酝酿阶段
19世纪后期---20世纪50年代初。该阶段产生了两点对生命 本质的认识上的重大突破：
确定了蛋白质是生命活动的主要物质基础
● 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。进一将“性状”与“基 因”相耦联，成为现代遗传学的奠基石。
7
● 1944年，美 国微生物学家 Avery证明肺炎 球菌转化因子 就是DNA分子， 提出 DNA是遗 传信息的载体。
分子生物学 -绪论
生物化学与分子生物学
第22章：基因结构与功能分析2h 第23章：癌基因、肿瘤抑制基因 与生长因子2h 第24章：疾病相关基因的克隆 第25章：基因诊断与基因治疗
从而逐步完善了对DNA复制机理认识。
目录
同时先后发现依赖于DNA的RNA聚合酶及RNADNA杂交实验证明了mRNA与DNA序列互补，逐 步阐明RNA转录合成的机理。
与此同时认识到蛋白质是接受RNA遗传信息而合 成。
1950年代发现微粒体是蛋白质合成场所；
1957年首先分离出tRNA，并提出了其在蛋白质
目录
医学分子生物学研究内容：
1、研究人体发育、分化和衰老的分子生物学基础 2、细胞增殖调控的分子基础 3、人体三大调控系统（神经、内分泌、免疫）的
分子生物学基础 4、基因的结构异常或调控异常与疾病发生发展之
间关系 5、应用分子生物学理论和技术体系开展疾病的基
因诊断和基因治疗、生物制药及卫生防疫。
讲授内容
目录
分子生物学是生物化学、生物物理学、遗传学、 微生物学、细胞生物学等多学科相互渗透、综合 融会而产生并发展起来的。生命活动的一致性， 是生物学范围内所有学科在分子水平上的统一。
目录
分子生物学的延伸
分ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ生物学已经渗透到生物学的几乎所有领域 分子生物学已经成为生命科学领域的前沿学科
分子结构生物学 分子发育生物学 分子神经生物学 分子育种学 分子肿瘤学
合成中转运氨基酸功能的假说；
目录
1961年观察到蛋白质合成过程中mRNA与核糖 体结合；同期科学工作者还破译了合成蛋白质的遗 传密码，并在随后研究发现遗传密码具有通用性，
分子生物学发展简史
分子生物学发展简史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19世纪后期到20世纪50年代初，是现代分子生物学诞生的准备和酝酿阶段。
在这一阶段产生了两点对生命本质的认识上的重大突破：确定了蛋白质是生命的主要基础物质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，酶是生物催化剂。
20世纪20-40年代提纯和结晶了一些酶（包括尿素酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、黄酶、细胞色素C、肌动蛋白等），证明酶的本质是蛋白质。
随后陆续发现生命的许多基本现象（物质代谢、能量代谢、消化、呼吸、运动等）都与酶和蛋白质相联系，可以用提纯的酶或蛋白质在体外实验中重复出来。
在此期间对蛋白质结构的认识也有较大的进步。
1902年EmilFisher证明蛋白质结构是多肽；40年代末，Sanger创立二硝基氟苯（DNFB）法、Edman发展异硫氰酸苯酯法分析肽链N端氨基酸；1953年Sanger和Thompson完成了第一个多肽分子--胰岛素A链和B链的氨基全序列分析。
由于结晶X-线衍射分析技术的发展，1950年Pauling和Corey提出了α-角蛋白的α-螺旋结构模型。
所以在这阶段对蛋白质一级结构和空间结构都有了认识。
确定了生物遗传的物质基础是DNA虽然1868年F.Miescher就发现了核素（nuclein），但是在此后的半个多世纪中并未引起重视。
20世纪20-30年代已确认自然界有DNA 和RNA两类核酸，并阐明了核苷酸的组成。
由于当时对核苷酸和硷基的定量分析不够精确，得出DNA中A、G、C、T含量是大致相等的结果，因而曾长期认为DNA结构只是“四核苷酸”单位的重复，不具有多样性，不能携带更多的信息，当时对携带遗传信息的侯选分子更多的是考虑蛋白质。
40年代以后实验的事实使人们对核酸的功能和结构两方面的认识都有了长足的进步。
1944年O.T.Avery等证明了肺炎球菌转化因子是DNA；1952年A.D.Hershey和M.Cha-se用DNA35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和核酸，感染大肠杆菌的实验进一步证明了是遗传物质。
分子生物学的发展史
这一阶段是从50年代初到70年代初，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。而在这一阶段的 主要进展有：
遗传信息传递中心法则的建立
对蛋白质结构与功能的进一步认识。
1953年Watson和Crick提出的DNA 双螺旋结构模型，在发现DNA双螺旋 结构同时，Watson和Crick就提出DNA 复制的可能模型。 其后在1956年A.Kornbery首先发现 DNA聚合酶；1958年Meselson及Stahl 用同位素标记和超速离心分离实验为 DNA半保留模型提出了证明；1968年 Okazaki（冈畸）提出DNA不连续复制 模型；1972年证实了DNA复制开始需 要RNA作为引物；70年代初获得DNA 拓扑异构酶，并对真核DNA聚合酶特 性做了分析研究；这些都逐渐完善了 对DNA复制机理的认识。
确定了蛋白质是生命的主要基础物质
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，酶是生物催化剂。 20世纪20-40年代提纯和结 晶了一些酶，证明酶的本质是蛋白质。
确定了生物遗传的物质基础是DNA
1944年O.T.Avery等证明了肺炎球菌转化因子是DNA； 1952年A.D.Hershey和M.Cha-se用DNA35S和32P分别 标记T2噬菌体的蛋白质和核酸，感染大肠杆菌的实 验进一步证明了是遗传物质。
分子生物学是发展最快并正在与其他学科广泛 交叉与渗透的重要前沿领域，为人类认识生命 现象带来了前所未有的机会，在分子生物学发 展历程中可大致分为三个阶段：
准备和酝酿阶段
现代分子生物学的建立 和发展阶段
分子生物学的研究及发展
分子生物学的应用及发展摘要:本文在文献检索的基础上，对分子生物学的发展简史，基本原理，研究领域等作了简单介绍，阐述了分子生物学在人们日常生活中的应用并结合药学专业着重讨论了其在药学及中药开发发面的应用,并进一步对分子生物学未来的研究技术、方向和前景做了展望。
一前言生物以能够复制自己而区别于非生物.生命现象最基本的特征是进行“自我更新"。
进行“自我更新”体现了一种最高级和最复杂的运动状态。
这种运动就是生物机体从环境中摄取物质和能量，以更新本身的物质组成，而山现生长、繁殖，在这样的过程中保证了将自身的特征传给历代；同时也不断地向环境输送一些物质和释放能量。
在生物机体的组成物质中，防水分外，有各种无机盐类和各种有机化合物.其中生物大分子——核酸和蛋白质在进行自我更新运动中,以其功能的重要性占第一位.为探索生命现象的本质问题，产生了分子生物学这一学科［1］。
分子生物学(molecular biology）是从分子水平研究生命本质为目的的一门新兴边缘学科，它是研究核酸、蛋白质等生物大分子的形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的科学,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［2]。
分子生物学的最终目标是远大的，从产生基本细胞行为类型的各种分子的角度，来理解这五类行为类型：生长、分裂、分化、运动和相互作用。
即分子生物学力图完整地描述细胞大分子的结构、功能和相互联系,从而理解细胞为什么要采取这种方式［3]。
分子生物学作为一门新兴的边缘学科。
它的迅速发展及其在整个生命科学领域的广泛渗透和应用，促使人们对生物学等生命科学的认识从细胞水平进入分子水平。
在农业、畜牧、林业、微生物学等领域发展十分迅速,如转基因动植物等。
在医学领域,为医学诊断、治疗及新的疫苗、新药物研制等开辟了新的途径,使医学科学中原有的学科发生分化组合，医学分子生物学等新的学科分支不断产生，使医学科学发生了深刻的变革，不认识到这一点就很难跟上科学发展的步伐。
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分子生物学发展简史准备和酝酿阶段现代分子生物学的建
立和（可编辑）
分子生物学发展简史准备和酝酿阶段现代分子生物学
的建立和
药学分子生物学药学分子生物学
Pharmaceutical Molecular Biology Pharmaceutical生化教研室肖建英绪论
一、分子生物学与药学分子生物学
二、分子生物学发展的回顾
三、分子生物学和现代医药科学绪论
生命是什么生命是什么?
?? 医学和生命科学的永恒主题
?? 医学和生命科学的永恒主题绪论
一、分子生物学与药学分子生物学
1. 分子生物学Molecular Biology的概念:
1. 分子生物学Molecular Biology的概念: 从分子水平研究生命现象的
科学,是现
代生命科学的“共同语言” 。
核心内容是通过生物的物质基础?? 核酸、
蛋白质、酶等生物大分子的结构、功能及其相互作用等运动规律的研究来阐明生命分子基础 , 从而探讨生命的奥秘。
绪论
2、分子生物学的产生与发展:
2、分子生物学的产生与发展:
生物学
生物化学
遗传学
细胞生物学
相互渗透进入细胞水平
生物物理学
相互促进
微生物学
20世纪中叶
有机化学
物理化学
生物学引入生物大分子
分子生物学绪论分子生物学的研究和发展轨迹分子生物学的研究和发
展轨迹
?分子生物学不断地与其他学科进行深入的横 ?向联系和交叉融合
? 分子、细胞、整体水平的研究得到和谐统一 ? 表型和基因型的关系得到客观准确解释分子生物学打破了学科的界线
分子生物学把各学科联系在一起病理学药理学
免疫学
生理学
绪论分子生物学与其他学科的结合分子生物学与其他学科的结合
临床医学
分子
生物学
微生物学绪论分子生物学广泛渗透到医学各分子生物学领域,成为现代医学重要的基础
诞生了许多分支学科
分子细胞学分子药理学
分子免疫学分子病理学
分子病毒学分子神经学
分子细菌学分子遗传学分子诊断学(基因诊断学) 分子治疗学(基因治疗学)绪论分子生物学的学科地位: 是当前生命科学中发展最快的前沿
领域,即生命科学的领先学科。
是与其它学科广泛交叉与渗透的重
要前沿领域??现代生命科学的内涵
和外延在不断扩大。
分子生物学大大促进了医药学的发展 !绪论
3、分子生物学的研究对象: 生物大分子的结构大分子结构与功能的关系生物大分子在遗传信息和细胞信息传递
中的作用绪论研究的具体内容:
一、核酸(基因)的分子生物学: 核酸的结构与功能、基因组、基因信息的
传递及调控、基因操作、基因诊断与基因治疗等。
二、蛋白质的分子生物学:(包括酶与生物催化剂) 蛋白质的结构与功能,生物大分子间的相互作用
三、细胞信号转导的分子生物学: 研究细胞间通讯和细胞内信号转导的分子机制
四、癌基因与抑癌基因、肽类生长因子、细胞周期及其调控的分子机理等。
五、分子生物学技术: 主要包括分子杂交技术、链反应技术、基因工程与蛋白质工程等。
绪论目前分子生物学研究的前沿: 结构分子生物学研究基因组研究基因表达的调控研究细胞信号转导研究绪论
4、药学分子生物学 Pharmaceutical Molecular Biology
Pharmaceutical
分子生物学的新理论和新技术
渗入
药学
药学研究领域
化学
诞生
生命科学
药学分子生物学
药学
化学绪论
二、分子生物学发展的回顾1868年 Fridrich Miescher从脓细胞中提取“核酸” 1903年染色体是遗传单位1910年基因位于染色体上1913年染色体包含线性排列的基因1927年突变是基因内的物理变化1931年交换引起基因重组1944年 Avery等人证实DNA是遗传物质1945年基因编码蛋白质1951年首次蛋白质测序1953年 Watson和Crick发现DNA的双螺旋结构绪论
1954年 Crick提出分子生物学的中心法则
1958年 DNA半保留复制
1961年 Nirenberg发现遗传密码
1967年发现DNA连接酶
1973年建立了DNA重组技术
1975年 Temin和Baltimore发现逆转录酶
1981年 Gilbert和Sanger建立DNA 测序方法
1985年 Mullis发明PCR 技术
1990年美国启动人类基因组计划HGP
1994年中国人类基因组计划启动
1997年第一只克隆羊多莉诞生
2001年美、英等国完成人类基因组计划基本框架
2003年人类基因组序列图绘制成功绪论分子生物学发展的三个阶段:
1、诞生的准备和酝酿阶段 19世纪后期??20世纪50年代初。
在这一阶段产生了两点对生命本质认识上的
重大突破:
1 确定了蛋白质是生命的主要物质基础 19世纪末Buchner第一次提出酶
(enzyme)
的名称,酶是生物催化剂。
1902年EmilFisher证明蛋白质结构是多肽; 40年代末,Sanger创立氨基酸序列分析法。
1950年Pauling和Corey提出了α-螺旋结构模型。
绪论
2 确定了生物遗传的物质基础是DNA1868年F.Miescher就发现了核素(nuclein) 20世纪20-30年代已确认自然界有DNA和RNA两类核酸 1944年//.ry 等证明了肺炎球菌转化因子是DNA;
35 321952年//.shey和M.Cha-se用DNA S和 P分别
标记T2噬菌体的蛋白质和核酸,感染大肠杆菌的实验
进一步证明了DNA是遗传物质。
1949-52年S.Furbery等的X-线衍射分析阐明了核苷酸
并非平面的空间构像,提出了DNA是螺旋结构; 1948-1953年提出了DNA碱基组成AT、GC的
Chargaff规则, 绪论
2、现代分子生物学的建立和发展阶段从20世纪50年代初??70年代初。
1953年Watson和Crick提出的DNA双螺旋结构
模型是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。
DNA双螺旋发现的最深刻意义在于:确立了核酸作为信息分子的结构基础;提出了
碱基配对是核酸复制、遗传信息传递的基本方式;
从而最后确定了核酸是遗传的物质基础, 绪论此期间的主要进展包括: 1遗传信息传递中心法则的建立
2对蛋白质结构与功能的进一步认识 1956-58年Anfinsen和White根据对酶蛋白的
变性和复性实验,提出蛋白质的三维空间结构是
由其氨基酸序列来确定的。
1969年Weber开始应用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳测定蛋白质分子量; 1973年氨基酸序列自动测定仪问世。
1965年中国科学家人工合成了牛胰岛素。
绪论
3、初步认识生命本质并开始改造生命的深入发展阶段70年代后,以基因工
程技术的出现作为新的
里程碑,标志着人类深入认识生命本质并能动
改造生命的新时期开始。
其间的重大成就包括:
1、重组DNA技术的建立和发展
2、基因组研究的发展
1990年HGP实施
3、单克隆抗体及基因工程抗体的建立和发展
4、基因表达调控机理
5、细胞信号转导机理研究成为新的前沿领域绪论
三、分子生物学和现代医药科学
(一)分子生物学在发病机制和药学研究中的作用
1、遗传性高脂血症可诱发冠状动脉粥样硬化
2、对某些病毒致病作用的研究:乙肝与肝癌
3、认识了某些遗传疾病的发病机制绪论
(二)分子生物学在疾病诊断中的作用如基因芯片的应用。
(三)分子生物学在疾病治疗中的作用 (四)分子生物学在医药工业中的作用
1、DNA重组技术与新药研究:常见的重组药物促红细胞生成素剌激白细胞生成
生长因子bFGF, EGF 刺激细胞生长与分化生长素治疗侏儒症
胰岛素治疗糖尿病
抗病毒感染及某些肿瘤
干扰素1b, ?2a,2b, ? 白细胞介素激活、剌激各类白细胞超氧化物歧化酶
抗组织损伤绪论 2、药物基因组学、药物蛋白质组学与现代药物 (1)药物基因组学是主要以阐明药物代谢、药物转运和药物靶分子的基因多态性与药物作用包括疗效和毒副作用之间关系的一门科学,是一门新兴的研究领域。
研究的分子基础是基因多态性,因此
可指导药物设计、开发新药及合理用药。
(2)药物蛋白质组学是基因、蛋白质、疾病三者相连的桥梁科学。
其研究内容比药物基因组学更复杂。