分子生物学ppt课件
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1970年，Smith等人发现了限制性内切 酶，这种酶类的发现为核酸的研究提供了有 用的工具。也为基因工程提供了条件。为此 Smith等人也获得诺贝尔奖。基因工程技术 的出现，标志着人类深入认识生命本质并能 改造生命的新时期的开始。
DNA序列测定方法的建立 英国剑桥大学
分子生物学实验室 Sanger教授1975年建立了
医学分子生物学的应用
1.应用基因诊断和基因治疗对某些疾 病进行诊断和治疗；
2.用基因分析来确定病因； 3.通过对基因功能研究和应用基因克 隆与表达技术研制新型疫苗和础主要包括分 子 克 隆 、 体 外 DNA 扩 增 技 术 、 DNA 测 序 以 及核酸分子杂交技术。
二、人类基因组概念
基因组(Genome)：生物体一套完整遗 传物质的总和。人类基因组包括23对染色 体 ， 即 22 对 常 染 色 体 及 一 对 性 染 色 体 （XX或XY）DNA的总和。
基因（Gene）：一个功能性遗传单位。 一个基因不仅包括编码蛋白质的序列，还 包括调控序列，5’端不翻译序列，内含 子，及3’端非编码序列。
分子生物学：是从分子水平上研究生 命现象、生命的本质、生命活动及其规律的 学科。
医学分子生物学：是从分子水平上研 究人体和疾病相关生物在正常和疾病状况下 生命活动及其规律、从分子水平上开展人类 疾病的预防、诊断和治疗研究的学科。
现代分子生物学 研究主要涉及三个领域
1. 从核酸和蛋白质的结构与功能、基 因组的结构与功能到基因的复制、表达、 调控极其生物学效应；
2001年2月15日在”Nature”上发表了 人类基因组成果。
1.人类基因组共有2.91Gbp。大约有3 ～4万个蛋白质编码区，只有2%的基因编 码蛋白质。
2.人类基因组基因分布不均匀。部分 基因密集，如19号染色体；部分区域基因 贫瘠，如13号染色体。
3.人类基因组中35.3% 包含重复顺序。 其功能尚待研究。
生物化学教研室
掌握聚合酶链反应的原理及反应组分。 熟悉限制性核酸内切酶分析的原理及在多 态性检测中的应用；核酸分离纯化的主要方法 和步骤。 了解人类基因组计划和生物芯片技术。
生物学：研究生命现象、生命本质、 生命活动及其规律的学科。现已在整体水平、 细胞水平和分子水平三个层次上研究生命活 动及其规律。
基因组学（Genomics）：1986年由美 国遗传学家罗德里克（ T.H.Roderick）提出 来的，以适应新学科的发展。目前，基因组 学又分为结构基因组学及功能基因组学。结 构基因组学就是对基因组进行作图和测序。 功能基因组学是对已经知道的序列进行功能 研究。
人类基因组结构 总长约3×109bp，包含 约3～4万个基因，分散在23条染色体上。 如果接成直线的话，长约1.02M，其中编 码蛋白质的结构基因仅占2%～3%，按每 个基因在基因组出现的频率分为单拷贝顺 序及重复顺序。
细菌的基因组 以E.Coli为例, DNA总长 为4×106bp，包含4000个基因，基因组是 一条染色体，双链闭环DNA。
病毒核酸大小不一（3kb~300kb）。
一、HGP的提出
1986年，美国生物学家诺贝尔奖获得者 杜泊克（Delbecco） 在“Science”发表题 为“癌症研究的转折点——人类基因组全 序列分析”。他提出人类疾病包括癌症在 内直接或间接与基因有关，应该从整体研 究基因组。他首先提出HGP概念。他写道 “这样的工作任何一个实验室也难以承担 的，它应该成为国际性的项目，人类的 DNA序列是人类真諦……”。
2. 从生物大分子间的相互作用到这些 相互作用构成的细胞间通讯和细胞内信号 转导；
3. 从基因的结构、功能、表达调控的 分析到基因的制备、改造、调控、应用所 需的各种技术体系。
医学分子生物学的研究
主要在两个方面： 1. 进 行 基 因 与 基 因 组 结 构 与 功 能 研 究 因为只有对正常基因、变异基因、外源基 因、疾病易感基因的功能有了详细了解， 才能从本质上解释疾病的发病机制。 2. 进 行 细 胞 间 通 讯 和 信 号 转 导 机 制 的 研究 因为细胞间通讯和细胞内信号转导是 体内细胞功能、调控的分子基础，多种疾 病的发生常常与某些信号分子的结构与功 能改变有关。
4.人类基因99.8% 是相同的。0.2%有 差异，种族之间无明显差异。
5.男、女差别。男性基因突变率是女性 2倍，大部分遗传疾病基因在Y染色体上。
6.插入基因约有200多个是来至于细菌 的基因。可能是在人类的免疫系统建立之 前，寄生于人类身体中的细菌与人类基因 交换的结果。
7. 蛋 白 质 组 的 复 杂 性 。 人 类 的 进 化 不 仅靠产生的蛋白质，更重要靠重排已有的 蛋白质，实现蛋白质的种类和功能的多样 性。
1cM=1000kb.
1988年美国能源部和国家卫生研究院 先成立了“人类基因组研究中心”请冷泉港 研究所所长，沃森（Watson）教授担任第一 任中心主任。
1990年美国国会批准HGP计划，预计 30亿美元，15年完成。随后几个发达国家也 相继宣布HGP计划。1994年美、日、德、法、 英五国联合正式启动这一计划。中国于1999 年9月在英国伦敦举行的第五次人类基因组 会议上正式加入该计划。
DNA测序方法，1980年获得诺贝尔奖。
20世纪80年代的中期，Mullis等人发明 PCR技术，引发了分子生物学的方法学革命。 并 衍 生 出 定 量 PCR 、 原 位 PCR 、 RT-PCR 等 技术。
20世纪90年代中期，生物芯片技术的诞 生，及双向电泳、生物质谱等技术的运用， 必将推动21世纪分子生物学研究的发展。
二、HPG研究的内容
（ 一 ） 遗 传 图 又 称 连 锁 图 （ linkage map），它以遗传多态性为“路标”, 以遗 传学距离厘摩（cM，centrimorgan）为图距 的基因组作图。遗传多态性即在1个遗传位 点上具有两个以上的等位基因，在群体中出 现频率高于1%的称遗传多态性。厘摩是在 减数分裂事件中，两个位点之间进行交换、 重 组 的 百 分 率 。 1% 的 重 组 率 称 1cM 。
DNA序列测定方法的建立 英国剑桥大学
分子生物学实验室 Sanger教授1975年建立了
医学分子生物学的应用
1.应用基因诊断和基因治疗对某些疾 病进行诊断和治疗；
2.用基因分析来确定病因； 3.通过对基因功能研究和应用基因克 隆与表达技术研制新型疫苗和础主要包括分 子 克 隆 、 体 外 DNA 扩 增 技 术 、 DNA 测 序 以 及核酸分子杂交技术。
二、人类基因组概念
基因组(Genome)：生物体一套完整遗 传物质的总和。人类基因组包括23对染色 体 ， 即 22 对 常 染 色 体 及 一 对 性 染 色 体 （XX或XY）DNA的总和。
基因（Gene）：一个功能性遗传单位。 一个基因不仅包括编码蛋白质的序列，还 包括调控序列，5’端不翻译序列，内含 子，及3’端非编码序列。
分子生物学：是从分子水平上研究生 命现象、生命的本质、生命活动及其规律的 学科。
医学分子生物学：是从分子水平上研 究人体和疾病相关生物在正常和疾病状况下 生命活动及其规律、从分子水平上开展人类 疾病的预防、诊断和治疗研究的学科。
现代分子生物学 研究主要涉及三个领域
1. 从核酸和蛋白质的结构与功能、基 因组的结构与功能到基因的复制、表达、 调控极其生物学效应；
2001年2月15日在”Nature”上发表了 人类基因组成果。
1.人类基因组共有2.91Gbp。大约有3 ～4万个蛋白质编码区，只有2%的基因编 码蛋白质。
2.人类基因组基因分布不均匀。部分 基因密集，如19号染色体；部分区域基因 贫瘠，如13号染色体。
3.人类基因组中35.3% 包含重复顺序。 其功能尚待研究。
生物化学教研室
掌握聚合酶链反应的原理及反应组分。 熟悉限制性核酸内切酶分析的原理及在多 态性检测中的应用；核酸分离纯化的主要方法 和步骤。 了解人类基因组计划和生物芯片技术。
生物学：研究生命现象、生命本质、 生命活动及其规律的学科。现已在整体水平、 细胞水平和分子水平三个层次上研究生命活 动及其规律。
基因组学（Genomics）：1986年由美 国遗传学家罗德里克（ T.H.Roderick）提出 来的，以适应新学科的发展。目前，基因组 学又分为结构基因组学及功能基因组学。结 构基因组学就是对基因组进行作图和测序。 功能基因组学是对已经知道的序列进行功能 研究。
人类基因组结构 总长约3×109bp，包含 约3～4万个基因，分散在23条染色体上。 如果接成直线的话，长约1.02M，其中编 码蛋白质的结构基因仅占2%～3%，按每 个基因在基因组出现的频率分为单拷贝顺 序及重复顺序。
细菌的基因组 以E.Coli为例, DNA总长 为4×106bp，包含4000个基因，基因组是 一条染色体，双链闭环DNA。
病毒核酸大小不一（3kb~300kb）。
一、HGP的提出
1986年，美国生物学家诺贝尔奖获得者 杜泊克（Delbecco） 在“Science”发表题 为“癌症研究的转折点——人类基因组全 序列分析”。他提出人类疾病包括癌症在 内直接或间接与基因有关，应该从整体研 究基因组。他首先提出HGP概念。他写道 “这样的工作任何一个实验室也难以承担 的，它应该成为国际性的项目，人类的 DNA序列是人类真諦……”。
2. 从生物大分子间的相互作用到这些 相互作用构成的细胞间通讯和细胞内信号 转导；
3. 从基因的结构、功能、表达调控的 分析到基因的制备、改造、调控、应用所 需的各种技术体系。
医学分子生物学的研究
主要在两个方面： 1. 进 行 基 因 与 基 因 组 结 构 与 功 能 研 究 因为只有对正常基因、变异基因、外源基 因、疾病易感基因的功能有了详细了解， 才能从本质上解释疾病的发病机制。 2. 进 行 细 胞 间 通 讯 和 信 号 转 导 机 制 的 研究 因为细胞间通讯和细胞内信号转导是 体内细胞功能、调控的分子基础，多种疾 病的发生常常与某些信号分子的结构与功 能改变有关。
4.人类基因99.8% 是相同的。0.2%有 差异，种族之间无明显差异。
5.男、女差别。男性基因突变率是女性 2倍，大部分遗传疾病基因在Y染色体上。
6.插入基因约有200多个是来至于细菌 的基因。可能是在人类的免疫系统建立之 前，寄生于人类身体中的细菌与人类基因 交换的结果。
7. 蛋 白 质 组 的 复 杂 性 。 人 类 的 进 化 不 仅靠产生的蛋白质，更重要靠重排已有的 蛋白质，实现蛋白质的种类和功能的多样 性。
1cM=1000kb.
1988年美国能源部和国家卫生研究院 先成立了“人类基因组研究中心”请冷泉港 研究所所长，沃森（Watson）教授担任第一 任中心主任。
1990年美国国会批准HGP计划，预计 30亿美元，15年完成。随后几个发达国家也 相继宣布HGP计划。1994年美、日、德、法、 英五国联合正式启动这一计划。中国于1999 年9月在英国伦敦举行的第五次人类基因组 会议上正式加入该计划。
DNA测序方法，1980年获得诺贝尔奖。
20世纪80年代的中期，Mullis等人发明 PCR技术，引发了分子生物学的方法学革命。 并 衍 生 出 定 量 PCR 、 原 位 PCR 、 RT-PCR 等 技术。
20世纪90年代中期，生物芯片技术的诞 生，及双向电泳、生物质谱等技术的运用， 必将推动21世纪分子生物学研究的发展。
二、HPG研究的内容
（ 一 ） 遗 传 图 又 称 连 锁 图 （ linkage map），它以遗传多态性为“路标”, 以遗 传学距离厘摩（cM，centrimorgan）为图距 的基因组作图。遗传多态性即在1个遗传位 点上具有两个以上的等位基因，在群体中出 现频率高于1%的称遗传多态性。厘摩是在 减数分裂事件中，两个位点之间进行交换、 重 组 的 百 分 率 。 1% 的 重 组 率 称 1cM 。