分子生物学-1概论
自然辩证法概论---复习资料
自然辩证法概论复习资料绪论一、自然辩证法的研究对象二、自然辩证法的学科性质三、自然辩证法的发展历程四、自然辩证法的主要内容一、研究对象（一）自然辩证法的概念自然辩证法是关于自然界和科学技术发展的一般规律，以及人类认识自然界、改造自然界的一般方法的科学。
（二）自然辩证法的研究对象自然辩证法的研究对象由自然界、科学技术以及人对自然界的认识和改造三大部分所构成。
二、学科性质就研究领域而言，自然辩证法是马克思主义的一部分。
就学科名称而言，自然辩证法又称“科学技术哲学”，即哲学的二级学科。
就学科定位而言，自然辩证法是介于哲学和具体自然科学学科之间的交叉学科。
三、发展历程（一）恩格斯的开创性工作（二）后人对它的传播和发展四、主要内容（一）自然观（二）科学技术观（三）科学技术方法论第一编自然观、自然观的概念自然观即对自然界的基本观点或基本看法，具体而言就是对自然的本原、构成、演化过程和人和自然之间关系的看法和观点。
二、自然观发展的历史形态古代素朴自然观近代形而上学自然观现代辩证唯物主义自然观当代系统自然观第一讲古代自然观一、古中国自然观■二、古希腊自然观三、古印度自然观四、古代自然观的特点一、古中国天地混沌如鸡子，盘古生其中。
万八千岁，天地开辟，阳清为天，阴浊为地，盘古在其中，一日九变，神于天，圣于地，天日高一丈，地日厚一丈，盘古日长一丈，如此万八千岁，天数极高，地数极深，盘古极长，后乃有三皇。
一一《三五历记》1.元气说世界上的万事万物都是由肉眼看不见的、微小的气组成的。
这种气就叫“元气”。
元气是天地万物之原始，万物皆是由气之聚合而产生，气聚则物生，气散则物亡。
气不仅是构成自然界各种事物的基本成分，而且也是构成人体的基本成分。
庄子说：“人之生也，气之聚也。
聚则为生，散则为死。
”“气者，生之元也” 一《淮南子•原道训》“天地者，元气之所生，万物之祖也”一《白虎通义•天地》2.阴阳学说阴阳的区分：阴是有形的、黑暗的、静止的、雌性的、下降的……；阳是无形的、明亮的、运动的、雄性的、上升的……。
质粒分子生物学与质粒技术
图1-10 F质粒接合转移区的结构（66.6-100 kb区） 质粒接合转移区的结构（66. kb区
traA：性菌毛亚基； traA：性菌毛亚基； traS和traT：表面排斥； traS和traT：表面排斥； traY：缺口酶； traY：缺口酶； traN和traG：杂交对稳定； traN和traG：杂交对稳定； traM：转移信号； traM：转移信号； traI：DNA解旋酶 traI：DNA解旋酶； 解旋酶；
traD：驱动单链DNA转移 traJ、finO、finP： traD：驱动单链DNA转移；traJ、finO、finP：调节基因 转移；
3.2 细菌染色体的诱动
细菌的染色体与质粒的转移原点oriT序列共 细菌的染色体与质粒的转移原点oriT序列共 价连接， 染色体作为质粒DNA 的延伸部分被转 价连接 ， 染色体作为质粒 DNA的延伸部分被转 移 。 可以利用这一功能定位染色体基因 ， 以及 可以利用这一功能定位染色体基因， 获得含有染色体片段的质粒。 获得含有染色体片段的质粒。
毒力基因（22）：virA, virB1B2B3B4B5B6B7B8B9B10B11, virC1C2, 毒力基因（22）：virA, virB1B2B3B4B5B6B7B8B9B10B11, virC1C2, virD1D2D3D4, virE1E2, virG, virD1D2D3D4, virE1E2, virG, virH T-DNA基因（16）：tms1, tms2, tmr, nos, acs(2), e, 5, 6a, 6b, 21-h, DNA基因（16）：tms1, tms2, tmr, nos, acs(2), 6a, 6b, 21rolBrolB-h, 5-h, IS ORF(2), tiorf174 ORF(2), tiorf174 复制基因（3）：repA, reB, 复制基因（3）：repA, reB, repC 接合基因（20）：traCDG, traAFB, traM, traR, traI, 接合基因（20）：traCDG, traAFB, traM, traR, traI, trbBCDEJKLFGHI 其它基因（50）；未鉴定的ORF（84） 其它基因（50）；未鉴定的ORF（84） 引自：K. 引自：K. Suzuki et al. / Gene 242 (2000) 331-336 331-
微生物遗传与分子生物学
微生物遗传与分子生物学（5*15+1*25=100分）本课程主要涉及到微生物中主要的模式菌株:原核微生物: 放线菌(链霉菌),大肠杆菌,芽孢杆菌,乳酸菌，古菌等。
真核微生物：汉逊酵母，酿酒酵母，白念珠菌等。
第一章概论基因的符号：每个基因：如色氨酸基因trp；同一表型的不同基因：如trpA或trpB等。
当染色体上发生缺失时可用Δ表示（如ΔtrpA或ΔtrpA）；基因突变：如亮氨酸缺陷型leu-；抗药性基因：r表示抗性，加s表示敏感如链霉素抗性基因表示为strr，敏感基因表示为strs。
1、微生物基因突变一般分几种类型,突变有什么生物学意义?（谭老师）基因突变可从突变发生方式和突变引起的表型改变和遗传物质改变等方面进行分类。
按突变体表型特征的不同，可把突变分为以下4个类型:1). 形态突变型2). 生化突变型3). 致死突变型:按突变所引起的遗传信息的改变，又可把突变分为：1). 错义突变2). 同义突变3). 无义突变根据遗传物质的结构改变，可分为碱基置换、移码、DNA片段插入和缺失。
根据突变发生的方式，可分为自发突变和诱发突变。
突变的生物学意义：基因突变导致了基因表达出来的性状发生了改变，对突变个体本身来讲，绝大多数是有害的，因为现有的生物基本上都适应了现在的环境。
但是环境是可变的，如果生物不变，那就很可能被淘汰。
所以，对整个生物群体来说，突变使群体不会灭亡。
环境不断改变，生物通过不断突变而适应, 也就使其被保存下来。
最终，物种的面貌特征与祖先不同，所以说，突变是生物进化的内因，是进化的主要动力。
无数事实说明了一个真理，即宇宙间的所有物种变是绝对的，不变则是相对的。
2、应用于链霉菌基因组编辑与大片段DNA克隆的技术都有哪些？能否用在你们今后的实验中？（刘钢老师）基因组编辑是指在基因组水平上对DNA序列进行改造的遗传操作技术。
原理是构建一个人工内切酶，在预定的基因组位置切断DNA，切断的DNA在被细胞内的DNA修复系统修复过程中会产生突变，从而达到改造基因组的目的。
分子生物学 分子生物学研究法
5‘ 供者
探针
3‘ 受者
Taqman法 分子信标(molecular beacon)法
高效液相色谱 ＭＡＬＤＩ-ＴＯＦ质谱分析法 DNA芯片技术（DNA chip）
SNP数据库
国立生物技术信息中心 德国的HGBAS网站
JST的数据库
2.5基因打靶(gene targeting)
通过DNA定点同源重组，改变基因组中 的某一特定基因，在生物活体内研究该 基因的功能。(反向遗传学)
抗原－抗体 特异性结合
SDS-PAGE 后转膜
基因表达产 物――蛋白
的检测
ELISA 原理和用途类似于Western blot,但在酶标板中操作，无需SDSPAGE转膜，操作简单，可批量检测，并可半定量测定。
Southern blot
Northern blot
Western blot
双脱氧法测序
gradient gel electrophoresis,DGGE) 原理:当双链DNA在变性梯度凝胶中进行 到与DNA变性温度一致的凝胶位置时， DNA发生部分解链，电泳迁移率下降， DNA链中有一个碱基改变时，会在不同 的时间发生解链，因影响电泳速度变化 的程度而被分离。
荧光共振能量传递 (fluorescent resonance energy transfer, FRET)
基因敲除(gene knockout)：定向敲除 基因敲入(gene knockin)：定向替代
基因打靶的必备条件
胚胎干细胞(ES细胞)
能在体外培养，保留发育的全能性
打靶载体
Neo（新霉素）阳性筛选标志 HSV-tk阴性筛选标志：单纯疱疹病毒
(herpes simplex virus) 胸腺嘧啶激酶 (thymidine kinase)
分子生物学概论
DNA双螺旋 DNA双螺旋 结构模型
RNA复制 复制 复 制 转录 翻译
DNA
反转录
RNA RNA
Protein
分子生物学中心法则
基因工程转基因海带
基因工程转基因烟草
转胃安素番茄
高锌西洋番茄
转MT黄瓜 MT黄瓜
转虾青素胡萝卜
高铁青椒
痢疾疫苗土豆
二十世纪的三大科技计划
曼哈顿计划— 曼哈顿计划—制造原子弹 阿波罗计划— 阿波罗计划—登月球 人类基因组计划—了解人类自身， 人类基因组计划—了解人类自身，操纵 生命。其意义比以上两个计划更为深远 生命。
HGP的划时代贡献
带动了生命科学、 带动了生命科学 、 生物医 药科学及医学的革命 促进全世界生物及医药工 业界的加速发展 引起基因测序、 基因专利、 引起基因测序 、 基因专利 、 基因及数据库的商业应用 的国际性竞争 促使生物医药工业界制定 及使用全世界通用的生物 信息数据、 信息数据 、 软件与数据库 标准与命名系统
对脂类、 对脂类、糖类和氨基酸的性质进行了较为系统的研究 发现了核酸 化学合成了简单的多肽 酵母发酵过程中“可溶性催化剂( )”的发现 酵母发酵过程中“可溶性催化剂(酶)”的发现
建立与发展阶段
(20c初 20c中叶 (20c初-20c中叶) 中叶)
重要分子的发现和物质代谢途径的确定
营养学方面:发现了人类必需氨基酸, 营养学方面:发现了人类必需氨基酸,必需脂肪酸和 多种维生素 内分泌学方面: 内分泌学方面:发现了多种激素 酶学发面: 酶学发面:酶结晶获得成功 物质代谢方面: 物质代谢方面:确定了生物体内主要的物质代谢途径
The total synthesis of crystalline bovine insulin
高考生物分子生物学
高考生物分子生物学生物分子学是生物学的一个重要分支，也是高考生物中的重点内容之一。
它研究生物体内的分子组成、结构及其功能，以及分子在生物体内的相互作用和调控，试图解释生物体内发生的一系列生命现象。
以下将从分子的组成、结构和功能三个方面进行详细介绍。
首先，生物体内的分子主要由碳、氢、氧、氮、磷等元素组成，其中脂类、糖类、蛋白质和核酸是生物体内最基本的有机分子。
脂类是由甘油与脂肪酸通过酯化反应而形成的物质，它在细胞膜的结构和功能中起着重要作用。
糖类分子主要由碳、氢、氧三种元素构成，是生物体内重要的能量源，并参与细胞识别、免疫等多种生物学过程。
蛋白质是生物体内最重要的大分子，由氨基酸以多肽键连接而成。
蛋白质参与几乎所有的生命活动，具有结构功能、调节功能以及运输功能等多种重要作用。
核酸是生物体内存储遗传信息的分子，分为DNA和RNA两类，在生物体内参与复制、转录和翻译等重要过程。
其次，生物体内的分子结构多样，形状各异。
例如脂类分子具有疏水性的脂肪酸尾部和亲水性的甘油头部，通过排列不同的脂肪酸尾部形成不同的脂类结构，从而影响细胞膜的流动性和通透性。
糖类分子的结构多样，可以形成单糖、双糖或多糖，比如葡萄糖、果糖、蔗糖等。
蛋白质分子的结构复杂多样，包括一级结构（由氨基酸序列确定）、二级结构（α-螺旋和β-折叠）、三级结构（空间构型）和四级结构（多个多肽链间的组合形成的复合物或者单个多肽链的自身折叠）。
核酸分子通常呈双螺旋结构，由磷酸、糖和碱基组成。
最后，生物体内的分子具有多种功能。
脂类分子主要用于能量储存和细胞膜的结构。
糖类分子参与能量代谢、免疫反应以及细胞信号传导等多种重要生物过程。
蛋白质具有多样的功能，包括结构功能（参与细胞骨架的形成）、调节功能（如激素、酶）、运输功能（如血红蛋白）等。
核酸分子是遗传信息的储存和传递者，DNA通过遗传信息的复制和准确传递确保后代的遗传稳定性，而RNA参与遗传信息的转录和翻译，将DNA上的遗传信息转换为蛋白质。
核酸血液筛查上海浩源
血筛核酸检测的内对照设计理念
中心理念：监测全程的实验过程包含病毒核酸提取、反转录 、及扩增过程的效率。
内对照选用：最好能达到上述三个条件，且能顾及仿真病毒 的安全性。
P36
核酸血液筛查系统
核酸血液筛查系统
核酸检测样本汇集设备
自动化核酸提取设备
PCR扩增和扩增产物的检测设备
May 7, 2019
P37
血站核酸检测样本的采集、运送和保存 May 7, 2019
标本的采集-离心
离心条件
800-1600g 20min 离心分离的时间要求—HCV RNA 和HIV RNA 研究方式不同（样本、检测）结论差异大
离心时间 完成地点
P45
血站核酸检测样本的采集、运送和保存 May 7, 2019
May 7, 2019
第一步：细胞的裂解： 破碎细胞，并向溶液 中加入磁珠。
P11
第二步：结合核酸：pH较 低，在高盐环境下，硅胶磁 珠带正电荷，选择性的与优 化试剂中的核酸结合
核酸血液筛查相关技术
磁珠法提取核酸
May 7, 2019
第三步：洗涤：用洗 涤液将非核酸成分冲 洗分离（为清洗干净 该步骤可以重复多 次）。
加热或碱性条件下， DNA在“糖-磷酸骨架”处断裂
模板无法扩增
P30
核酸血液筛查相关技术
dUTP-UNG作用示意图
May 7, 2019
P31
核酸血液筛查相关技术
dUTP-UNG优缺点
May 7, 2019
优点
缺点
1.防止含dU产物的污染 2.不影响目的片段的扩增 3.作用条件简单，易实现。
Text
5’
Taq
3’
PCR技术简介(1)
分子生物学概论 ‐‐ PCR技术简介前言一滴残留在裙子上的精液使得美国总统Bill Clinton不得不坦承他与白宫实习生有不正当的关系。
因为他知道现在的生物科技就连一个精子也能被用来做为证据。
这种将极微量的生物标本化为可供鉴定的现代技术正是PCR(Polymerase chain reaction)‐‐聚合酶链式反应具有的特色之一。
这也是分子生物医学令人震撼的一例。
何谓PCR简单的说，PCR就是利用DNA聚合酶对特定基因做体外或试管内 (In Vitro) 的大量合成。
基本上它是利用DNA聚合酶进行专一性的连锁复制.目前常用的技术,可以将一段基因复制为原来的一百亿至一千亿倍。
PCR的要素基本的PCR须具备１.要被复制的DNA模板 (Template) ２.界定复制范围两端的引物(Primers). ３.DNA聚合酶 (Taq. Polymearse) 4.合成的原料及水。
PCR的反应包括三个主要步骤，分别是1). Denaturation 2). Annealing of primers, and 3). Extension of primers。
所谓 Denaturing乃是将DNA加热变性， 将双股的DNA加热后转为单股DNA以做为复制的模板. 而Annealing 则是令 Primers于一定的温度下附着于模板DNA两端。
最后在DNA聚合酶 (e.g. Taq‐polymerase) 的作用下进行引物的延长 (Extension of primers)及另一股的合成。
PCR的历史PCR的发展可以说是从DNA合成酵素的发现缘起。
DNA合成酵素最早于1955年发现 (DNA polymerase I), 而较具有实验价值及可得性的Klenow fragment of E. Coli 则是于70年代的初期由Dr. H. Klenow 所发现, 但由于这个酵素是一种易被热所破坏之酵素, 因此不符合一连串的高温连锁反应所需。
分子诊断学概论
分子诊断学概论一、分子诊断的基本概念与历史发展二、分子诊断的现状三、分子诊断的主要技术四、分子诊断的标准化与质量控制五、分子诊断的未来趋势分子诊断基本概念◆1953年，Watson和Crick提出了DNA双螺旋结构模型，为揭开人类生命现象的本质奠定了基础，标志着分子生物学的开端，也使得对疾病发病机制的认识从整体、细胞水平逐渐深入到分子水平◆分子诊断学（Molecular diagnostics），是以分子生物学理论为基础，利用分子生物学的技术和方法，研究人体内源性或外源性生物大分子和大分子体系的存在、结构或表达调控的变化，为疾病的预防、诊断、治疗和转归提供信息和依据的一门学科◆通常所称的基因诊断，指针对DNA或RNA的分子诊断技术临床检验诊断体外诊断（IVD ）报告，影响约70%临床决策影像学诊断临床诊断疾病的检验诊断核磁共振辅助检验B 超CT体格检查病史临床检验诊断（实验室检验诊断）临床体液、血液检验临床化学检验临床免疫、血清学检验临床微生物学检验（细菌室）临床细胞分子遗传学检验CT （computed tomography ，电子计算机断层扫描）临床检验诊断发展阶段发展阶段历史时期技术类型典型特征简单划分第一代早期细胞形态学检验诊断•以疾病的表型改变为依据•非特异、滞后•难以早期诊断传统的临床检验诊断学学科第二代1950年代生物化学检验诊断第三代1960年代免疫学检验诊断第四代1970年代末基因检验诊断 (分子生物学检验诊断)•以疾病基因为探测对象•特异、敏感•早期诊断、预测新型的临床检验诊断学学科分子诊断（临床分子生物学检验诊断）分子生物学医学检验（临床检验诊断）分子生物学（molecular biology）1953年Watson&Crick发现DNA双螺旋结构模型70年代以来，成为生命科学最具活力的学科前沿分子医学（molecular medicine）、基因诊断（genetic diagnosis）分子生物学理论和技术方法被应用于临床分子生物学与医学的交叉和渗透国际首例基因诊断1970年代末美籍华裔简悦威（Yuet Wai Kan）分子杂交技术，α地中海贫血、镰状红细胞贫血我国基因诊断里程碑1984年，上海市儿童医院曾溢滔点杂交技术，α地中海贫血，发表在《Lancet》•以基因突变位点 (导致单基因遗传病) 为靶标第一代•核心技术：DNA或RNA分子杂交技术•以基因组特异性核酸序列 (DNA、RNA) 为靶标第二代•核心技术：Sanger测序技术、PCR技术•以基因组特异性核酸序列、蛋白质分子为靶标第三代•核心技术：生物芯片技术(高通量)•以基因组特异性核酸序列、蛋白质分子、代谢物为靶标第四代•核心技术：新一代测序技术、质谱技术分子诊断生物标志物◆核酸序列信息•个体差异基因：微卫星、SNP、mtDNA等•病原体基因组：病毒、细菌、真菌等•基因转录水平：mRNA、microRNA、lncRNA、circRNA、cfRNA等◆核酸序列变化•染色体变异：T21、T18、T13、CNV等•基因突变：点突变、插入/缺失突变、倒位突变、重复突变等◆核酸修饰•DNA甲基化•RNA甲基化◆蛋白质表达水平、修饰◆代谢产物、多糖链和脂质分子分子诊断学任务、特点、辨别◆任务•利用基础医学和生命科学的理论和方法，研究疾病发生和发展的分子机制•确定在疾病过程中特异的分子标志物•建立分子标志物的临床检验方法和评价体系•建立分子生物学检验的质量控制◆特点•主要是直接以疾病基因为探查对象，属于病因学诊断•对基因的检测结果不仅具有描述性，更具有准确性•可准确诊断疾病的基因型变异、基因表型异常以及由外源性基因侵入引起的疾病◆辨别•临床分子生物学检验技术=临床分子诊断技术•分子诊断VS基因诊断•分子诊断学包括：核酸诊断（DNA/RNA）、蛋白质检测诊断等分子诊断学概论一、分子诊断的基本概念与历史发展二、分子诊断的现状三、分子诊断的主要技术四、分子诊断的标准化与质量控制五、分子诊断的未来趋势医疗机构临床检验项目（2013版）临床体液、血液专业临床化学检验专业临床免疫、血清学专业临床微生物学专业临床细胞分子遗传学专业哪些专业含有基因诊断项目？临床免疫、血清学专业（摘录）序号项目名称1甲型肝炎病毒(HAV)RNA检测2乙型肝炎病毒(HBV)DNA测定3乙型肝炎病毒(HBV) YMDD变异检测4乙型肝炎病毒(HBV)前核心变异检测5乙型肝炎病毒(HBV)核心变异检测6乙型肝炎病毒(HBV)基因分型测定7丙型肝炎病毒(HCV)RNA测定8丙型肝炎病毒(HCV)分型9丁型肝炎病毒(HDV)RNA测定10庚型肝炎病毒核糖核酸定性(HGV-RNA)测定11戊型肝炎病毒(HEV)RNA测定12弓形体核酸测定13风疹病毒RNA测定14巨细胞病毒(CMV)DNA测定15水痘—带状疱疹病毒核酸测定16人乳头瘤病毒(HPV)基因检测17呼吸道合胞病毒核酸测定18流行性出血热病毒核酸测定19EB病毒核酸测定20副流感病毒核酸测定21人轮状病毒核酸测定22狂犬病毒核酸测定23乙型脑炎病毒核酸测定序号项目名称26柯萨奇病毒核酸测定27森林脑炎病毒(TBE)核酸测定28甲型流感病毒核酸测定29乙型流感病毒核酸测定30SARS冠状病毒核酸测定31BK病毒核酸测定32禽流感病毒核酸测定33埃可病毒核酸测定34西尼罗河病毒核酸测定35斑疹伤寒杆菌核酸测定36布氏杆菌核酸测定37结核分枝杆菌核酸测定38脑膜炎奈瑟菌核酸测定39幽门螺杆菌核酸测定40淋球菌核酸测定41嗜肺军团菌核酸测定42肺炎支原体核酸测定43生殖道支原体核酸测定44解脲脲原体核酸测定45肺炎衣原体核酸测定46鹦鹉热衣原体核酸测定47沙眼衣原体核酸测定48立克次体核酸测定临床细胞分子遗传学专业（摘录）序号项目名称备注1利用Southern blot分子杂交技术的白血病融合基因检查包括血友病A、血友病B、血菅性血友病、其它凝血因子缺陷症基因分析2利用Southern blot分子杂交技术的白血病融合基因检查1、 Ph染色体的分子杂交检查2、 RARA基因的分子杂交检查3、 AML1基因的分子杂交检查4、 E2A基因的分子杂交检查5、 MLL基因的分子杂交检查3利用RT-PCR或real time PCR技术的白血病融合基因检查1、Bcr-abl融合基因检查2、 AML1－EVI1融合基因检查3、 PML-RARA融合基因检查4、 DEK－CAN融合基因检查5、 AML1-MTG8融合基因检查6、 E2A－PBX1融合基因检查4单基因遗传病基因突变检查包括:1、进行性肌营养不良基因突变检查2、遗传性舞蹈病的基因突变检查3、其它5遗传性凝血因子缺陷症基因突变包括：1、血友病A的基因突变检查2、血友病B的基因突变检查3、混合型血友病的基因突变检查6α地中海贫血的基因突变检查7β地中海贫血的基因突变检查8苯丙酮尿症的基因突变检查9HLA低分辨基因分型检查10HLA高分辨基因分型检查序号项目名称备注12SRY的基因检查13P53基因的基因突变检查14K-Ras基因的基因突变检查15视网膜母细胞瘤RB1基因的基因突变检查16家族性乳腺癌基因的基因突变检查包括：1、BRCA1基因的基因突变检查2、BRCA2基因的基因突变检查3、其它17多发性内分泌腺瘤RET基因的基因突变的检查18遗传性非息肉性大肠癌的基因突变检查1、hMLH1基因的基因突变检查2、hMSH2基因的基因突变检查3、PMS1基因的基因突变检查4、PMS2基因的基因突变检查19遗传性大肠癌微卫星不稳定性(MSI)的基因检测20大肠癌易感基因的基因检测1、APC基因的基因检测2、DCC基因的基因检测21用于病毒、细菌用药指导的基因检测1、拉米夫定用药指导的基因检测2、结核病用药指导的基因检测3、肠球菌耐万古霉素用药指导的基因检测22用于化学药物用药指导的基因检测1、硝酸甘油用药指导的基因检测2、5-氟尿嘧啶用药指导的基因检测P450家族代谢酶基因的基包括CYP2C9、CYP2C19、CYP2D6、全国医疗服务项目技术规范（2023年版）◆检验+病理诊断项目合计1818项，增加了近60%，成为了11个大类中新增比例最高的板块实验室自建检测项目 (LDT)2022年12月《国家药监局综合司国家卫生健康委办公厅关于开展医疗机构自行研制使用体外诊断试剂试点工作的通知》，试点医疗机构包括：北京协和医院、北京医院、中日友好医院、中肿、阜外医院、北大一院等6家医院LDT（Laboratory developed test，实验室自建检测项目）感染领域：临床病原体检测方法微生物学检测：病原体培养/涂片病原体颗粒检测免疫学检测：检测血清学标志Ag、Ab分子诊断：检测DNA/RNA•耗时长•阳性率低•难培养•简便、快速•适于大规模筛查•可定性/定量检测•存在“窗口期”问题•不能早期诊断•灵敏度较低•快速、高通量•灵敏、特异•早期（缩短窗口期）•可分型•检测病原体突变•检测耐药基因•治疗监测病原体分子诊断检测病原体是否存在病原体分型（包括亚型）耐药基因检测相关的人类基因多态性检测标本类型外周血有核细胞血清血浆组织器官体液分泌物排泄物适宜分子诊断病原体类型难培养的如CT 、MG 、病毒培养较慢的如TB镜检容易弄错的如NG 、阴道毛滴虫免疫交叉反应较多的如CT 需要分型的如HPV 、HSV胞内病原体如衣原体、支原体、病毒CT （Chlamydia trachomatis ，沙眼衣原体）MG （Mycoplasma genitalium ，生殖支原体）TB （Mycobacterium tuberculosis ，结核分枝杆菌）NG （Neisseria Gonorrhoeae ，淋病奈瑟菌）HPV （human papillomavirus ，人乳头瘤病毒）遗传领域：镰状红细胞贫血症◆红血球不正常带来严重后果，问题在于血红蛋白ß链一个谷氨酸残基变成了缬氨酸残基◆常染色体隐性遗传病•基因点突变•Mst II 限制性内切酶位点改变•RFLP技术：酶切+电泳胚胎着床前分子诊断◆取1-2个囊胚期细胞进行基因诊断，从而将人类的遗传缺陷控制在最早期阶段无创产前诊断（NIPT ）19972008卢煜明发现母体外周血中存在胎儿游离DNA高通量测序分析胎儿游离DNA 用于唐氏综合征筛查2009中国开始NIPT 临床试验2011中国、美国开始NIPT 临床服务2012美国妇产科协会推荐高危人群进行NIPT 201520172016中国无创单病开始临床应用卫计委推出NIPT 临床应用指南美国多种单基因疾病NIPT 临床服务2022美国妇产科协会推荐全人群进行NIPT国家药监局发布NIPT 注册指南◆胎儿游离DNA ◆高通量测序肿瘤领域：肿瘤靶向治疗◆高通量测序为主循环肿瘤DNA（ctDNA）年份事件1948血中游离DNA的发现1965肿瘤与血中游离DNA的相关性1966-1973系统性红斑狼疮等疾病患者血中游离DNA水平增高1977血中游离DNA水平与肿瘤病程及疗效相关1989发现血中游离DNA与原发肿瘤突变相似1994-1999更多证据表明血中游离DNA与原发肿瘤基因突变的一致性1997孕妇血中胎儿DNA的发现1998移植器官核酸可称为游离核酸成分的发现2000-2010游离DNA与多种疾病的诊断和预后相关2010游离DNA致癌性的确定ctDNADNA文库构建捕获扩增DNA&质控富集效率高通量测序和数据分析个体化用药领域：药物基因组药物作用靶点相关基因药物代谢相关基因药物副作用相关基因药物相关基因◆P53：50%以上人类肿瘤会发生p53基因突变◆BRCA1和BRCA2：乳腺癌易感基因1和2◆EGFR：表皮生长因子受体，细胞增殖和信号传导功能◆细胞色素P450超家族：人体内最大的药物代谢系统分子诊断学概论一、分子诊断的基本概念与历史发展二、分子诊断的现状三、分子诊断的主要技术四、分子诊断的标准化与质量控制五、分子诊断的未来趋势DNA->RNA->蛋白质->代谢产物◆基因(产物) 修饰•甲基化•乙酰化•磷酸化◆代谢及代谢调控分子诊断主要技术1. 分子杂交技术•遗传性疾病的基因诊断2. PCR技术•感染性疾病的基因诊断3. 生物芯片技术•复杂性疾病的基因诊断4. 基因测序技术•复杂性疾病的基因诊断5. 质谱技术•核酸质谱、蛋白质组学6. 人工智能辅助•AI辅助的分子诊断（AI+）1. 分子杂交技术杂交类型检测目的及范围Southern印迹杂交经凝胶电泳分离且转移至膜上，DNA分子Northern印迹杂交经凝胶电泳分离且转移至膜上，RNA分子菌落杂交固定在膜上，经裂解从细菌释放，DNA分子斑点杂交固定在膜上，DNA或RNA分子原位杂交（FISH）细胞或组织中，DNA或RNA分子液相分子杂交在溶液中，DNA或RNA分子，引入磁珠2. PCR技术◆痕量核酸模板体外扩增，提高了检测灵敏度和反应特异性•1971年，Korana提出核酸体外扩增的设想•1985年，Mullis发明聚合酶链反应，Klenow片段•1988年，Keohanog，T4DNA聚合酶•1988年，Saiki，TaqDNA聚合酶•1993年，Mullis因聚合酶链反应技术获得诺贝尔奖荧光定量PCR 技术◆也称为real-time PCR ，实现了核酸的实时定量检测◆Log 浓度与循环数呈线性关系，根据达到阈值的循环数计算样品所含模板量•荧光染料：SYBR green•荧光探针：Taqman 、molecular beacon 、复合探针•举例：新冠病毒检测荧光强度---循环数曲线初始模板量对数---Ct 循环数标准曲线10410310610510210数字PCR技术◆dPCR，又称为单分子PCR，近年来迅速发展起来的绝对定量PCR技术◆不依赖于扩增曲线的循环阈值进行定量，不受扩增效率的影响，也不必采用看家基因和标准曲线，具有很好的准确度和重现性，可以实现绝对定量分析3. 生物芯片技术◆广义指在微小空间中能够高通量处理或分析生物相关物质的集成式技术◆狭义指微阵列芯片技术，将大量基因探针／基因片段／蛋白／多肽，按特定的排列方式固定在支持物表面上，实现高通量处理或分析功能•固相芯片（玻片、硅片、塑料等）、液相芯片（微珠）•特点：高通量、微型化、自动化微流控芯片技术◆Microfluidics 技术，指的是使用微管道（尺寸为数十到数百微米）处理或操纵微小流体（体积为微升到纳升）的系统所涉及的科学和技术，是一门涉及化学、流体物理、微电子、新材料、生物学和生物医学工程的新兴交叉学科◆也被称为芯片实验室（lab on a chip ）和微全分析系统（micro-total analytical system ），具有微型化、集成化等特征优势集成小型化与自动化样本量需求少试剂消耗少高通量污染少不足缺规范与标准技术难度不低生产成本较高开发周期较长4. 基因测序技术◆核酸测序技术，是分子诊断中基因序列确定的金标准ABI Prism310 1986年Roche 4542005年Illumina GA2006年ABI SOLiD2007年Helicos HeliScope2008年PacBio RS2010年ONT MinION2013年第一代（Sanger）第二代（NGS）第三代第四代或合称第三代（TGS）Sanger测序和NGS测序双脱氧末端终止法可逆终止、边合成边测序法单分子测序技术◆SMRT单分子实时合成测序技术，零模波导孔，荧光◆纳米孔单分子测序技术，纳米孔，电信号5. 质谱技术质量分析器离子源检测器多肽离子化 真空环境获得质谱图进样系统引入样品根据荷质比分离离子 检测记录离子信号计算机数据处理系统◆离子源•电子电离•快原子轰击离子化（FAB)•电喷雾离子化（ESI ）•基质辅助激光解析离子化（MALDI)◆质量分析器•四极杆质谱（直流电极+射频电极，共4组）•飞行时间质谱（TOF)•离子阱质谱◆离子源与质量分析器组合•MAIDL-TOF-MS （基质辅助激光解析电离飞行时间质谱）•ESI-四极杆MS •ESI-串联MS6. AI辅助分子诊断◆AI+自动化流水线（包含分子诊断）•打通从标本到检验到临床的数据通路•及时准确地将“标本信息”转化为“检验数据”•再将“检验数据”转化为“临床诊疗信息”•大幅提高实验室咨询服务能力•医学检验工作向着更精准、高效的方向发展分子诊断学概论一、分子诊断的基本概念与历史发展二、分子诊断的现状三、分子诊断的主要技术四、分子诊断的标准化与质量控制五、分子诊断的未来趋势临床分子诊断方法性能评价◆定量检测方法和程序的分析性能验证内容，至少应包括准确度、精密度、可报告范围等◆定性检测项目验证内容，至少应包括检出限及符合率等，验证结果应经过授权人审核分子诊断存在的问题及原因◆假阳性问题◆假阴性问题◆重复性问题•同一实验室不同批次间重复测定，结果存在差异•不同实验室对同一标本检测，结果存在差异◆检测对象的多态性◆标本采集◆诊断试剂方法•准确性•特异性•检测限•检测范围•重复性•稳定性◆微量反应体系◆测定操作 (人员素质)◆仪器设备的维护校准 (定期)◆数据处理及结果报告个体差异样本量差异检测平台差异样本采集差异样本保存、运输差异分子诊断技术监管◆申请获批医疗器械证，有严格的管理•项目报批：卫健委批准•实验室：通过验收，定期校验仪器与器材•试剂：国家食品药品监督管理局（NMPA）批准•工作人员：经过培训，持证上岗•质量控制：室内质量控制（IQC），室间质量评价（ EQA）◆LDT？国内正在摸索监管➢推荐“微专业-体外诊断与大数据分析”，《体外诊断产品注册与监管》，由项光新、李伟、连国军等老师授课国家如何监管医疗器械NMPA产品上市许可制度企业医疗器械生产企业许可国家机构法规生产质量管理规范规范性文件法律规章法规不良事件检测和报告医疗器械召回稽查局、法规司省和县级药监器械司、注册司质量监督机构技术审评机构分子诊断学概论一、分子诊断的基本概念与历史发展二、分子诊断的现状三、分子诊断的主要技术四、分子诊断的标准化与质量控制五、分子诊断的未来趋势将成为本世纪检验医学的主导技术◆应用面更广：扩展到复杂性疾病，检测未知病原体◆使用更便捷：自动化、智能化、普及化◆诊断更准确：致病根源、致病机制，定性->定量◆诊断更早期：早发现、早治疗，诊已病->诊未病•病原体的确认和定量、分型、耐药性检测1. 感染性疾病分子诊断•对遗传病进行确诊、分型和早期诊断2. 遗传病分子诊断•肿瘤的早期诊断、分型和伴随诊断3. 肿瘤分子诊断•药物基因组学、用药指导4. 个体化用药指导•公共卫生、器官移植、个体识别、基因治疗5. 其他领域美国《2030年全球趋势》未来分子诊断学的准确性将促使医疗体系变革基因检测方法将加速疾病诊断，同时帮助医师确定个性化最佳治疗方案感染领域：病原体检测⚫国内总体：年均非新冠的标本量约为1亿例⚫常规感染样本量：约为9000万例/年⚫危重感染样本量：约为1000万例/年，多数病原不明WHO 公布2019年全球十大健康威胁，与感染密切相关有6个：流感、耐药、埃博拉、登革热、艾滋病、疫苗犹豫临床宏基因组测序遗传领域：人类基因组临床应用Collins, FS & McKusick VA. Implications of the Human Genome Project for medical science. JAMA, 2001, 285: 540-554.单基因病无创产前筛查◆利用母体外周血中的胎儿游离DNA 的进行分子生物学检验，开展无创性性产前诊断，取代羊膜穿刺或采集绒毛进行无创性产前诊断方法8000病种多1%发病率高20%致死率高治疗方式少1%努南综合征1:2500 -1:1000Rett综合征（女性）1:23000 -1:10000Kabuki 综合征1:32000致死性骨发育不良1:10000-1:5000CHARGE 综合征1:15000 -1:8500软骨发育不全1:10000结节性硬化1:5,800马凡综合征1:10000 -1:5000单基因病占总出生缺陷的22.2%（染色体10%）复杂性疾病诊断。
基础医学概论1（生化与分子生物学部分）
复习思考题填空题：（每空1分）1，生物体内的新陈代谢包括代谢和代谢，研究物质代谢就是研究代谢。
2，物质代谢的研究内容主要分为两个方面：和。
3，根据分子大小，糖可分为、和。
4，高等动物的和组织中含有较多的糖原。
5，糖异生是指从合成的过程。
6，食物中的脂类主要是，同时还有少量的和。
7，食物中的脂肪在人体内经过消化，以和的形式被吸收。
8，三大营养物质在人需要能量时，氧化分解供能的顺序是、、。
9，血浆脂蛋白的分类方法通常有法和法。
10，蛋白质是由许多通过相连形成的高分子含氮化合物。
11，蛋白质空间结构的改变伴随其功能的变化，称为效应。
12，在人体体液pH7.4的环境中，大多数蛋白质解离成离子。
13，蛋白质胶体稳定的因素主要有和形成。
14，蛋白质变性程度较轻，去除变性因素后仍可恢复或部分恢复其原有的构象和功能，称为。
15，核酸是以为基本组成单位的生物大分子，功能是携带和传递。
16，核酸的分子组成包括、、。
17，碱基和核糖（或脱氧核糖）通过键连接形成核苷（或脱氧核苷）。
核苷（或脱氧核苷）和磷酸以键连接形成核苷酸（或脱氧核苷酸）。
核苷酸之间以键连接形成多核苷酸链，即核酸。
18，核酸中核苷酸的排列顺序属于核酸的级结构。
由于核苷酸间的差异主要是碱基不同，所以也称为。
19，真核生物染色体由和构成，其基本单位是。
20，热变性的DNA经缓慢冷却后即可复性，这一过程称为。
21，DNA变性的本质是双链间键的断裂。
22, 依据作用底物不同，核酸酶可分为酶和酶。
依据切割部位不同，又可分为酶和酶。
23，减数分裂又称分裂。
是有性生殖个体形成生殖细胞的一种特有的分裂方式。
24，细胞从上一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂完成所经历的时间称为。
25，纺锤体形成与有关，细胞分裂沟和收缩环形成与有关。
26，配子发生是指有性生殖过程中和的形成过程。
27，维持细胞生存所必需的、在各种细胞中都表达的基因是基因，不同细胞中专一性表达的基因是基因。
28，某些条件下，分化细胞基因表达模式发生可逆变化，又回到未分化状态，这一变化过程称为。
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。
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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。
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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
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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。
分子生物学全套课件(2024)
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蛋白质在细胞中的作用
蛋白质可以作为酶催化生物体内 的化学反应，维持生命活动的正 常进行。
蛋白质可以作为载体运输物质， 如血红蛋白运输氧气和二氧化碳 。
蛋白质可以作为抗体参与免疫反 应，保护机体免受病原体的侵害 。
蛋白质是细胞结构和功能的基础 ，参与细胞的各种生命活动，如 催化、运输、免疫、调节等。
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基因表达调控的分子机制
DNA结合蛋白的作用
识别并结合特定DNA序列，影响基因转录。
染色质结构与基因表达
染色质结构的变化可影响基因的可及性和转 录活性。
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信号转导与基因表达调控
细胞外信号通过信号转导途径影响基因表达 。
转录后调控机制
包括mRNA剪接、转运、定位和降解等过程 对基因表达的调控。
比较基因组学分析
通过比较不同物种或不同个体之间的基因组差异，揭示物种进化、基 因功能等生物学问题。
生物信息学在基因组学中的应用
利用生物信息学方法对基因组数据进行挖掘和分析，发现新的基因、 突变位点以及与疾病相关的遗传变异等。
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THANK YOU
感谢观看
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DNA的复制与修复
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DNA复制的过程
起始、延伸和终止三个阶 段，涉及多种蛋白质和酶 的参与。
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DNA复制的特点
半保留复制、半不连续复 制等。
DNA修复的机制
直接修复、切除修复、重 组修复和SOS修复等，用 于纠正复制过程中产生的 错误。
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DNA的转录与表达
生物医学概论生化第1章概论
基因组大小(Mb)
0.58 1.83 4.20 4.60 13.50 12.50 466 165 97 2700 3000
基因数
470 1743 4100 4288 6034 4929 30000 13601 18424 30000 25000
染色体数*
无 无 无 无 16 16 21 4 6 20 23
-螺旋
中心法则
复
转录
制
逆转录
翻译
遗 传 密 码 表
蛋白质的生物合成途径
重组DNA技术（DNA克隆）
以质粒为载体的DNA克隆过程
基因工程产品
DNA 重 组 (DNA recombination) 是 指 不 同 DNA分子断裂和连接而产生DNA片段的交换 并重新组合形成新DNA分子的过程。
脂的结构
O O C H 2O -C -R 1 R 2C -O -C H O
C H 2O -P -O X OH
磷脂
胆固醇
磷 脂 双 分 子 层 的 形 成
核酸的结构
5′端
NH2
3’-5’磷酸二酯键
N O H O P O CH 2 O N O OH
OH OH
核苷酸
3′端
C A G
核酸
酵母发酵过程中存在“可溶性催化剂”——酶
一、叙述生物化学阶段
时间：18世纪中叶至19世纪末 研究内容：生物体的化学组成
CHRH3
COOC +NH3
H
L-氨甘丙基氨氨酸酸酸的通式
氨基酸通过肽键形成肽（蛋白质）
血红蛋白
糖的结构
淀粉——是植物中养分的储存形式
淀粉 颗粒
糖原——是动物体内葡萄糖的储存形式
南开分子生物学本科教学大纲
《分子生物学》教学大纲第一、总纲《分子生物学》是为三年级本科生开设的一门基础必修课，该课程是在学生完成《微生物学》、《遗传学》和《生物化学》等课程的学习后开设的，总学时为45学时，2.5个学分。
采用我校陈启民教授等编写的教科书《分子生物学》（南开大学出版社2001年12月出版）中的部分章节为基本教材，同时选用英文编写的教科书《Molecular Biology》和《Molecular Biology of The Cell》（Alberts B.等主编，Garland Publishing出版社出版，第三版）为辅助教材。
（一）指导方针通过《分子生物学》课程的学习，使学生初步掌握分子生物学的概念和建立分子生物学的理论体系，对分子生物学的整体发展有比较清楚的了解。
熟悉分子生物学的常用研究方法的原理和研究策略，了解分子生物学研究的前沿领域和发展趋势。
培养学生对分子生物学研究的兴趣。
理论联系实际，能较熟练地查阅和阅读分子生物学专业的英文文献，并能够理解和表述。
（二）教学方式采用中国语和英语相结合的双语教学，以中国语讲解为主，部分内容用英语讲述后，再用中国语简要说明，力求学生对所讲述的内容完全理解。
以多媒体power point为教学辅助用具，部分内容采用动画和原版英语解说，最后再用中国语简要说明，力求学生对所讲述的内容完全理解。
采用“教、学互动”的学习方式，鼓励学生上台，组织学生课外论文报告会，由学生报告综述和课题设计开题报告。
在课堂上进行学术讨论，开拓学生的科研思维。
作业为每人写一篇综述论文，并选一篇英文论文翻译为中文，该作业计作为平时成绩。
（三）考核形式采取综合考核，包括笔试和平时成绩两部分。
笔试为课堂上讲授的内容，成绩计100分；平时成绩包括写综述论文和以分子生物学专业研究为内容的英文论文翻译（英译汉），平时成绩优秀者，在最后成绩中适当加分，对在课堂上表现优秀的学生可在最后成绩中适当加分。
第二、学习内容《分子生物学》课程的学习内容分为三个部分：（一）分子生物学概论，9学时；（二）分子生物学基本理论，30学时；（三）分子生物学研究前沿，6学时。
考研-专业二《生物学概论》考纲知识点整理
考研-专业二《生物学概论》考纲知识点整理1. 生物学的基本概念与原理- 生物学的定义和研究对象- 生物学的分支学科和主要内容- 生物体的组成与结构- 细胞理论和细胞结构- 基因的结构与功能2. 生物学的方法和技术- 生物学的实验方法和研究技术- 分子生物学技术和应用- 细胞生物学技术和应用- 生物信息学技术和应用3. 生命的起源与进化- 生命的起源和生命起源学说- 进化论的基本原理与证据- 进化驱动因素和机制- 种群遗传学和进化生态学的基本概念4. 生物体的结构与功能- 细胞膜和细胞核的结构和功能- 细胞器的结构和功能- 组织器官与器官系统的结构和功能- 植物与动物的器官结构和功能比较5. 细胞的生命活动与代谢- 细胞的呼吸与能量转化- 细胞的分裂与增殖- 细胞的遗传信息的传递与表达- 细胞的运动与物质运输6. 生物多样性与分类- 生物多样性的概念和意义- 物种的形成和物种间的关系- 生物分类的原则和方法- 生物多样性保护与可持续发展7. 生物遗传与基因工程- 遗传的基本规律和遗传变异- 遗传的分子机制和遗传信息的传递- 基因工程的基本概念和技术- 基因工程在农业、医学和环境保护中的应用8. 植物生长发育与植物激素- 植物的生长发育过程和调节因素- 植物激素的种类和功能- 植物激素的生理效应和应用9. 动物生长发育与体节制- 动物个体的发育过程和调节因素- 动物的内分泌系统和调节机制- 动物节律的调控和生理效应10. 生物间的相互作用与生态系统- 生态学的基本概念和研究方法- 生物与环境的相互关系- 生态系统的结构和功能- 生态系统的稳态与生态平衡。
生物化学与分子生物学实验原理精选全文
可编辑修改精选全文完整版生物化学与分子生物学实验原理Principles of Biochemistryand Molecular Biology Techniques课程简介本课程主要是介绍常用分子生物学技术测定的原理和机制，以利于研究生了解分子生物学常用技术，并能活用这些技术。
这门课既不同于一般的分子生物学理论课，也不同于实验方法流程的介绍。
该课程分实验技术理论和实验操作两部分。
实验技术理论部分主要通过基因重组技术、目的基因的获得、分子杂交、基因多态性和基因表达调控等，介绍分子生物学实验的方法、设计思路、原理、操作技巧及应用等。
力求培养学生掌握现代分子生物学实验的基础与操作要点，同时邀请校外资深专家介绍分子生物学的新技术及新方法，为今后进一步深入研究奠定良好基础。
实验操作部分另设课程为“分子生物学实验技术”。
This course includes two sections. One section focus on the principles of the techniques used to isolate, identify, modify and analyze three key molecules: DNA, RNA and proteins. The first section includes: DNA recombination technology, molecular hybridization, gene polymorphism, and regulation of gene expression. The second section will be a separate course named the Techniques of Molecular Biology. The goal of this course is to giving students an on-bench training of basic molecular biology techniques.教学大纲一、课程名称：生物化学与分子生物学实验原理二、总学时数及学分：32学时，1.5学分理论课32学时三﹑授课对象：博士生、硕士生预修知识要求：要求有化学、生物学、遗传学、生物化学及微生物学相关知识四、教学目的及要求：目的：通过教学力求培养博士生、硕士生掌握现代生物化学与分子生物学实验的基础理论与基本操作要点，为今后的研究工作奠定良好基础。
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结构、识别、调节、 催化、转运、运动、 免疫等
真核细胞的结构特点
DNA 以染色质 形式存在于细 胞核中
细胞核
核糖体
线粒体 含有 mtDNA
滑面内质网 线粒体
粗面内质网 高尔基体
溶酶体
原核细胞的结构特点
基因组 DNA 存在 于类 (拟) 核中
人类微生物组计划 ( Human
Microbiome Project, HMP ) 旨在对人体不同部位 (包括鼻 腔，口腔，皮肤，胃肠道和 泌尿生殖道) 的微生物群落进 行定性，并分析这些微生物 在人类健康和疾病中的作用。
第一部分 核酸分子的组成和结构
核酸 (nucleic acid) 是由核苷酸组成的生物大分子。
• 脱氧核糖核酸 (deoxyribonucleic acid, DNA)：储 存遗传信息。
• 核糖核酸 (ribonucleic acid, RNA)：传递遗传信 息，指导蛋白质的生物合成。
医学分子生物学
马究核酸和蛋白质的结构与功 能的学科。
在分子水平上阐述基因的结构、基因组的复 制、基因的表达和调节、蛋白质与核酸的相互作 用、蛋白质与蛋白质的相互作用。
Replication 基因组
基因表达
基因
基因表达是极其复杂的过程，多种因素 控制 mRNA 和蛋白质的生成以及蛋白质 的平衡。
医学分子生物学 (供长学制 学生和研究生用) 田余祥 秦宜德 主编
ISBN 7030379551 科学出版社 (2013)
第一篇 遗传物质的结构基础 (第 1-3 章) 第二篇 遗传信息的传递及其调控 (第 4-8 章) 第三篇 分子生物学常用的方法与技术 (第 9-12 章) 第四篇 专题篇 (第 13-19 章)
利用分子生物学技术解决以下问题：
• 致病机理的研究 • 药物作用靶点 (标) 及药物研发 • 蛋白质药物 • 基因诊断 • 基因治疗 • 疫苗
主要内容
• 生物大分子 (核酸、蛋白质) 的结构 • 基因和基因组 • 遗传信息传递 (DNA 复制和修复；RNA 转录；蛋白质生
物合成) • 基因表达及其调控 • 常用的分子生物学技术 (基因克隆及表达、DNA 测序、
构成 DNA 的核苷酸 构成 RNA 的核苷酸
NMP 核苷一磷酸 NDP 核苷二磷酸 NTP 核苷三磷酸
DNA 分子的结构
DNA 的一级结构 (primary structure)
DNA 的二级结构 (second structure)
DNA 的高级结构
超螺旋结构 (supercoil) 染色质 (chromatin)
DNA 的一级结构
四种脱氧核糖核苷酸或四种 碱基的排列顺序称为 DNA 的一级结构。
ATGCGACGACGCGTGCTGACGGTGTGCCTGGCGCTCGTCTTGTGTGTGGT GGTTGTTCTCGCGGGTGGTTACTGGCTGTCGAATTCGCGGACGTTCCAGG TGGCCGGCGCGTTGGTTCATCGCGTTTCGACGCCCGAGAAGGTCGTCGCG TTGACGCTCGACGACGGGCCCACCGACGCGACACGTGTGGTGTTGCGCAC GCTGGCCGCCGCGCGGGTGCCCGCGACGTTCTACCTGACCGGGCGCGAAC TCGAAGCCGCACCCGATCTGGGTGCGGCCATCGCGGCGGCCGGACACGAG ATCGGCAATCACAGCTTCTCGCACCGGCGCATGGTGCTCATGTCATCGAA AACCGTTGCTTCCGAGCTGGAACGCACCGATGCCGCGATCCGCGCGACGG GCTACACCGGGCCCATCACTTTCCGGCCGCCGTACGGCAAGAAGCTCTGG TCGCTCCCCCGCTACCTTGCGGAGCATGACCGGATCTCGGTGACGTGGGA TGTGGAACCCGACTCGGCGACCGAACCCACGGCCGACGAGATCGTCGCGC AGACCGTCGACCAGGTGCGCCCGGGTTCGATCATCCTGCTACATGCCATG TACGGCAGTCGCGGGCCGACGCGCGCGGCGCTGCCGCGGATCATCTCCGA ATTGCAGTCAGCCGGATACCGTTTCGTCACGGTGTCGCAACTGATCGGGA TGTCGTGA
第十四章 基因结构和表达变化与疾病的关系 第十五章 可遗传的基因组变异与人类疾病易感性 第十六章 感染性疾病相关基因 第十七章 信号转导异常与细胞增殖和凋亡相关性 第十八章 细胞间通讯与 T 细胞应答调控 第十九章 在基因水平诊断疾病 第二十章 基因治疗研究 第二十一章 药物相关的分子生物学研究 第二十二章 分子生物学的新兴研究领域 第二十三章 生物信息学在基因和蛋白质研究中的应用
4. Roche Applied Science, Lab FAQS
医学分子生物学 (供8年制 及7年制临床医学等专业用) 冯作化 主编
ISBN 7-117-06927-9 人民卫生出版社 (2005)
第一章 绪论 第二章 基因 第三章 基因组 第四章 基因组核酸的复制 第五章 DNA 损伤与修复 第六章 基因的表达 第七章 翻译后功能蛋白质的形成和降解 第八章 基因表达的调控 第九章 细胞间通讯与信号转导 第十章 细胞增殖和凋亡的分子机制 第十一章 基因分析的基本策略 第十二章 基因功能分析的基本策略 第十三章 基因工程与基因体外表达
核酸分子杂交、PCR等) • 基因诊断与基因治疗 • 基因功能的研究方法
参考书
1. 冯作化主编，医学分子生物学 (供8年制及7年制临床医学 等专业用) ，人民卫生出版社 (2005) 2. 田余祥 秦宜德主编，医学分子生物学 (供长学制学生和 研究生用)，科学出版社 (2013)
3. Cornel Mülhard, Molecular Biology and Genomics (The Experimenter Series), Academic Press (2007)
细胞间与细胞信号转导的分子机制 细胞增殖与分化的分子机制 细胞凋亡的分子机制 衰老的分子机制 肿瘤发生发展与转移的分子机制 基因诊断与基因治疗 “组学”与生物信息学
1. What Is Molecular Biology? 2. Fundamental Methods 3. The Tools 4. The Polymerase Chain Reaction 5. RNA 6. Cloning DNA Fragments 7. Hybridization: How to Track Down DNA 8. DNA Analysis 9. Investigating the Function of DNA Sequences 10. Using Computers