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1、,2019年国培计划分子生物学前沿动态主讲人:严明理湖南科技大学生命科学院QQ:305581899,1引言分子生物学(molecular Biology)是一门带动整个生命科学的学科,是生物化学、遗传学、徽生物学、细胞学、生物物理学等学科相结合的基础上发展起来的学科。分子生物学是生命科学的前沿和最活跃的学科。近年来由于分子生物学的技术和方法不断为生命科学其他领域广泛运用,使本学科越来越侧重于蛋白质等生物大分子及其复合物的三维结构与功能研究方面。,研究趋势的预测DNA、RNA等作为遗传信息分子,研究其本身的结构及与蛋白质的相互作用功能基因组学研究将是今后相当长时间内是本领域中的一个重点。基因的表
2、达调控规律,特别是基因的调控网络机制。方法和技术手段对分子生物大分子的研究尤为重要,是本学科突破性进展的重要支持。,分子生物学的发展的历程“分子生物学”一词最早于1945年在Harvey Lecture上出现开始就将研究对象主要集中于生物大分子一核酸(DNA和RNA)的研究,并己经成为现代生命科学的“共同语言”。令分子生物学的出现使人类在认识上由宏观向微观转变技术方法由粗放向精细准确转变,1838年,Schwan、Schleiden细胞理论;1859年,Darwin进化论1865年,Mendel经典遗传学;令1915年,Morgan提出基因学说令1940年,Beadle和 Tatum提出“一个
3、基因一种酶1953年,Watson和cick提出DNA双螺旋模型;1958年,Crick提出中心法则;令1969,年全部(三联密码子)遗传密码被破译,随着分子生物学的发展,促使生物化学、遗传学以及整个生物学科发生了深刻的革命人类进入21世纪10多年了,分子生物学也进入了“基因组后时代”。令分子生物学的发展前沿,如哺乳动物克隆、基因组计划、遗传与进化、生物计算机、生物芯片、生物材料、蛋白质组、天然药物、干细胞、脑科学以及转基因等,无一不是多学科的交叉与融合、基础硏究与应用的统一。人们由单一分析转向综合分析,去研究生物的多样性与生命本质的致性,各个层次、各个领域的研究都和分子水平上生物大分子的研究
4、相关连。令促进了思维方法学上的研究:整体,统一等,2分子生物学的部分前沿问题21动物克隆与意义“克隆是指生命体、纯种细胞或生物大分子的无性繁殖、增殖或复制。1)促进人类了解生物生长发育的机理,特别是发现影响生长和衰老的因素;2)“治疗性克隆”提取胚胎干细胞,为移植手术生产合适的器官;(干细胞美容的应用)3)生产转基因动物,大批量制造某些药物的生物原料;4)为科学研究提供更适合的实验动物;5)培育优良家畜鱼禽品种;6)复制濒危的动物物种,保存和传播动物物种资源。,2.2基因组计划令基因组含有生物生、老、病、死的全部遗传信息,这些遗传信息通过转录和翻译等分子生物学过程,以密码形式先mRNA,而后再
5、变成蛋白质。1990年实施“人类基因组计划”(human genomic project是人类认识自我一揭开人类的奧秘、追求健康、战胜疾病的伟大科学工程。令已完成的“基因组计划”:家猪基因组水稻、鸡,猪,马铃薯,白菜等。令以研究基因组结构为主要内容的“基因组学”(genomics)和以研究基因组功能为主要内容的“后基因组学”(post-genomics成为研究热点。,2.3遗传与进化基因遗传机理的提出促成了DNA双螺旋结构模型和“中心法则”的创立,并在此基础上发现遗传与某些基因的表达相关。基因表达是一个在时空上有序的生物学过程,而且基因表达的时空有序性。基因因调控存在着多重调控和调控网络。随着分子生物学的发展,一系列的遗传、发育与进化的问题被阐明:子的发生和成熟、受精过程、基因表达的时空次序、细胞分化、个体三维形态发育、物种间的亲缘关系、分子进化速度和分子进化方式等。,与数学家、逻辑学家、非线性物理学家和计算机科学家合作,在对浩如烟海的资料进行分析和综合的基础上,将可能破译记载在基因组DNA上的“遗传语言”,从而阐明控制发育的遗传程序在染色体上的构建和操作规则,以及在进化过程中发生的变化,最终将在分子水平上实现遗传、发育和进化的理论大综合。,
