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Molecular Biology,1.1 二十世紀(jì)生命科學(xué)的回顧,數(shù)、理、化相關(guān)學(xué)科,生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù),滲透 交叉,,近代生物學(xué),,個(gè)性,共性,宏觀生物學(xué) （生態(tài)學(xué)為核心）,微觀生物學(xué) （分子生物學(xué)為核心）,,,細(xì)胞水平,分子水平,結(jié)構(gòu)生物學(xué)，發(fā)育生物學(xué)，神經(jīng)生物學(xué)等新興學(xué)科發(fā)展,,生物多樣性 研究,資源保護(hù)與 利用,人類生態(tài)環(huán)境的保護(hù) 工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)持續(xù)發(fā)展,,分子生物學(xué),,分子生物學(xué)的延伸,21世紀(jì)生命科學(xué)發(fā)展的重要態(tài)勢(shì),Define in broadly: understand biological phenomena in molecular terms (difficult to distinguish from biochemistry),Define in restrictively: study of gene structure and their activities in molecular level,1.2 分子生物學(xué)的概念,Gene concept Gene structure Gene replication Gene expression Gene recombination Gene mutation,Molecular Biology of Gene,,What is the gene? Basic property Replication Expression Mutation,,DNA Double Helix model,1952 J .Watson and F. Crick,,分子生物學(xué)誕生,Crick：….我本人的思想是基于兩個(gè)基本原理，我 稱之為 序列假說（sequence hypothesis） 和中心法則（central dogma )… Sequence hypothesis ： 核酸片段的特異性完全由其堿基序列所決定， 且這種序列是某一蛋白質(zhì)氨基酸序列的密碼. Central dogma ： 信息一旦進(jìn)入蛋白質(zhì)，它就不可能再輸出.,構(gòu)成生物大分子的單體相同,生物遺傳信息的表達(dá)的中心法則相同,高級(jí)結(jié)構(gòu),生物大分子之間的互作,,,,核酸語(yǔ)言(Nt) 蛋白質(zhì)語(yǔ)言(aa),生物大分子單體的排列（核苷酸，氨基酸）,分子生物學(xué)研究領(lǐng)域共同遵循的三大原則,,結(jié)構(gòu)生物學(xué),,基因分子生物學(xué),,生物技術(shù)理論 與應(yīng)用,分子生物學(xué)研究的三大主要領(lǐng)域,狹義的分子生物學(xué),分子生物學(xué)的三大支持學(xué)科,細(xì)胞生物學(xué) 遺 傳 學(xué) 生物化學(xué),1839-1847年 Matthias Schleiden & Theodor Schwann,細(xì)胞的化學(xué)組成，細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)，細(xì)胞骨架，生物大分子在細(xì)胞中的定位及功能，細(xì)胞的信號(hào)傳導(dǎo)等,Molecular Cell biology,,,,Gregor Mendel 1864 年,Genetics,Molecular Genetics,,,,Gene structure Gene duplication Gene expression Gene recombination Gene mutation,遺傳因子假說,Genetics,,,Nucleic Acid Chemistry,Protein Chemistry,(1936年 James Sumner ) Nobel Prize in Chemistry 1946,Enzymatic nature of crystalline Protein,,What genes are & How they act?,分子生物學(xué)：從分子水平理解生命活動(dòng) 細(xì)胞生物學(xué)：從細(xì)胞水平理解生命活動(dòng) 遺傳學(xué)： 從遺傳角度理解生命活動(dòng) 生物化學(xué)：從化學(xué)組成角度來理解生物大 分子和生物代謝。 普通生物學(xué)（動(dòng)物&植物）& 微生物學(xué)： 不同生物類型的特點(diǎn),分子生物學(xué)：從分子水平理解生命活動(dòng)，主要指遺傳信息的傳遞（復(fù)制）、保持（損傷和修復(fù)）、基因的表達(dá)（轉(zhuǎn)錄和翻譯）與調(diào)控。 強(qiáng)調(diào)以上各種生命活動(dòng)（Biochemical processes）：1是什么（what，生物學(xué)重要性和具體過程），2所涉及的生物大分子（DNA、RNA、蛋白質(zhì)) 是如何相互作用使之發(fā)生的（how）。,1.3 分子生物學(xué) 的發(fā)展歷程,,,,,,,,,,"for his discovery that enzymes can be crystallized","for their preparation of enzymes and virus proteins in a pure form",,James Batcheller Sumner,John Howard Northrop,Wendell Meredith Stanley,,,Cornell University,Rockefeller Institute USA,Rockefeller Institute USA,1887 - 1955,1891 - 1987,1904 - 1971,The Nobel Prize in Chemistry 1946,1958 J. Lederberg (33y),Phage transduction,,The Nobel Prize in Chemistry 1958,"for his work on the structure of proteins, especially that of insulin",Frederick Sanger,Cambridge University,1918 -,G. Beadle & E. Tatum,One gene--one enzyme,Arthur Kornberg (41y),DNA replication,Isolation of DNA polymerase I,,Brooklyn,1959,,,分子生物學(xué)的重要里程碑,1951. James Watson （Luria的第一個(gè)研究生 23y),丹麥 哥本哈根 Kalckar Lab. Post-Do,意大利那不勒斯動(dòng)物研究所 King’s Lab. London Univ. Maurice Wilkins,M. H. F. Wilkins & Rosalind Frankin,X~ray photograph of DNA with high quality (核糖與磷酸連接成的扭曲繩子，每一節(jié)上都有配對(duì)的堿基),1951. King’s Lab. London University UK,Francois Jacob (44y) Jacques Monod (55y) (French),Lac. Operon Theory,1965,Concept of mRNA,,1968,R. Holley H.G. Khorana M. Nirenberg,,,,,,,,The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1978,"for the discovery of restriction enzymes and their application to problems of molecular genetics",Werner Arber,Daniel Nathans,Hamilton O. Smith,,,,Switzerland,Biozentrum der Universit?t,Johns Hopkins University School of Medicine Baltimore, USA,Johns Hopkins University School of Medicine Baltimore, USA,1929 -,1928 - 1999,1931 -,,,,The Nobel Prize in Chemistry 1980,"for his fundamental studies of the biochemistry of nucleic acids, with particular regard to recombinant-DNA",Paul Berg,,Stanford University,1926 -,基因工程誕生,,,,,The Nobel Prize in Chemistry 1993,"for his invention of the polymerase chain reaction (PCR) method",,Kary B. Mullis,1944 -,Programmed Cell Death (PCD) and development,1.4 21世紀(jì)生物學(xué) 的新熱點(diǎn)及領(lǐng)域,生物大分子的高級(jí)三維結(jié)構(gòu)與功能的統(tǒng)一,生物大分子之間的互作 → 基因的社會(huì)學(xué),(Nature 雜志增設(shè) Natural developing biology分冊(cè)),Genomics,,基因組的全序列 高密度的分子標(biāo)記圖譜 高精度的物理圖譜 轉(zhuǎn)錄水平上的表達(dá)圖譜 大規(guī)模的蛋白質(zhì)構(gòu)型模擬,Structural genomics,Functional genomics,利用結(jié)構(gòu)基因組提供的信息 大規(guī)模地分析基因的功能 不僅提供基因功能的簡(jiǎn)單列表 最終要闡釋基因 如何工作 細(xì)胞 組織 個(gè)體,計(jì)算計(jì)語(yǔ)言,分辨，提取，分析，預(yù)測(cè) 比較基因組學(xué),生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能信息,,應(yīng)用生物學(xué)發(fā)展,生物技術(shù),,1.5 主要參考書目錄,Lewin B Genes X （2010） Oxford University Press 朱玉賢等 現(xiàn)代分子生物學(xué) 及筆記整理 （第 三版，2009）高等教育出版社 Robert F. Weaver Molecular biology ( 3rd 影印版， 2008) 科學(xué)出版社,