第五章分子生物学研究方法——生物大分子操作技术

1966
M.W.Nirenberg，S.Ochoa、H.G.Khorana、F.H.C.Crick等人破 译了全部遗传密码。
1970
H.O.Smith，K.W.Wilcox和T.J.Kelley分离了第一种限制性核酸 内切酶。H.M.Temin和D.Baltimore从RNA肿瘤病毒中发现反转 录酶。
Nirenberg破译了第一相遗传密码；F. Jacob和J. Monod提出了 调节基因表达的操纵子模型。
C. Yanofsky和S. Brenner等人证明，多肽链上的氨基酸序列与 该基因中的核苷酸序列存在着共线性关系。
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1965
S. W. Holley完成了酵母丙氨酸tRNA的全序列测定； 科学家证明细菌的抗药性通常由"质粒"DNA所决定。
1972-1973
H.Boyer，P.Berg等人发展了DNA重组技术，于72年获得第一 个重组DNA分子，73年完成第一例细菌基因克隆。
1975-1977
F.Sanger与A.Maxam、W.Gilbert等人发明了DNA序列测定技术。 1977年完成了全长5387bp的噬菌体φ174基因组测定。
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第一节 重组DNA技术回顾
❖三大成就
40年代确定了遗传信息的携带者，即基因的分 子载体是DNA而不是蛋白质，解决了遗传的物 质基础问题；
50年代提示了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；
50年代末至60年代，相继提出了“中心法则” 和操纵子学说,成功地破译了遗传密码，充分认 识了遗传信息的流动和表达。
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年份 1869 1944 1952 1953
1957 1958 19591960 1961
1964
重组DNA技术历史上的主要事件
事件
F Miescher首次从莱茵河鲑鱼精子中分离DNA。 O.T. Avery证实DNA是遗传物质。 A.D. Hershey和M.Chase再次证实和噬菌体的遗传物质是DNA。
❖ 事实上，这种跨越物种屏障、把来自其它生物的 基因置于新的寄主生物细胞之中的能力，是基因 工程技术区别于其它技术的根本特征。
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第五章 分子生物学研究法（上）
❖内容： 1. 重组DNA技术回顾 2. DNA基本操作技术 3. RNA基本操作技术 4. 基因克隆技术 5. 蛋白质组与蛋白质组学技术
分子生物学
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第五章 分子生物学研究法（上）
——DNA、RNA及蛋白质操作技术
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第五章 分子生物学研究法（上）
从20世纪中叶开始，分子生物学研究得到高速 发展，主要原因之一是研究方法，特别是基因操作 和基因工程技术的进步。
基因操作主要包括DNA分子的切割与连接、核 酸分子杂交、凝胶电泳、细胞转化、核酸序列分析 以及基因人工合成、定点突变和PCR扩增等，是分 子生物学研究的核心技术。
J.D.Watson和F.H.C.Crick提出DNA分子结构的双螺旋模型。 M.Wilkins用X-射线衍射法证实了这一结构。
A.Kornberg从大肠杆菌中发现了DNA聚合酶I。 M. Meselson和F. W. Stahl提出了DNA的半保留复制模型。 S. Ochoa发现RNA聚合酶和信使RNA，并证明mRNA决定了蛋 白质分子中的氨基酸序列。
1978
首次在大肠杆菌中生产由人工合成基因表达的人脑激素和人胰 岛素。
1980 1981
美国联邦最高法院裁定微生物基因工程可以专利化。
R. D. Palmiter和R. L. Brinster获得转基因小鼠； A. C. Spradling和G. M. Rubin得到转基因果蝇。
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Leabharlann Baidu
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1982
1983 1984 1986 1988 1989 1992 1994 1996 1997 2000 2001 2004 2005
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美、英批准使用第一例基因工程药物--胰岛素； Sanger等人完成了入噬菌体48,502bp全序列测定。 获得第一例转基因植物。 斯坦福大学获得关于重组DNA的专利。 GMO首次在环境中释放。 J. D. Watson出任"人类基因组计划"首席科学家。 DuPont公司获得转肿瘤基因小鼠--"Oncomouse"。 欧共体35个实验室联合完成酵母第三染色体全序列测定。 第一批基因工程西红柿在美国上市。 完成了酵母基因组(1.25×107bp)全序列测定。 英国爱丁堡罗斯林研究所获得克隆羊。 完成第一个高等植物拟南芥的全序列测定。 完成第一个人类基因组全序列测定。 中国科学家完成家蚕基因组全序列测定。 中、美、日科学家联合完成基因组全序列测定。
❖ 早 在 1967 年 ， 世 界 上 有 5 家 实 验 室 几 乎 同 时 报 道 了DNA连接酶。
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几种主要DNA内切酶所识别的序列 及其酶切末端
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第一节 重组DNA技术回顾
❖ 重组DNA的核心是用限制性核酸内切酶和DNA连 接酶对DNA分子进行体外切割和连接。
❖ 限制性核酸内切酶能够识别DNA上的特定碱基序 列并从这个位点切开DNA分子。第一个核酸内切 酶EcoRI是Boyer实验室在1972年发现的，它能 特异性识别GAATTC序列，将双链DNA分子在这 个位点切开并产生具有粘性末端的小片段。
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第五章 分子生物学研究法（上）
❖ 基因工程是指在体外将核酸分子插入病毒、质粒 或其它载体分子，构成遗传物质的新组合，使之 进入原先没有这类分子的寄主细胞内并进行持续 稳定的繁殖和表达。
❖ 基因工程技术是核酸操作技术的一部分，只不过 它强调了外源核酸分子在另一种不同的寄主细胞 中的繁衍与性状表达。