分子生物學(xué)講義

1、第一講第一講序論序論一、二十一世紀(jì)是現(xiàn)代生物科學(xué)的世紀(jì)一、二十一世紀(jì)是現(xiàn)代生物科學(xué)的世紀(jì)生物科學(xué)是當(dāng)代自然科學(xué)中發(fā)展最迅速、對(duì)人類(lèi)的生存和自身發(fā)展影響最大的學(xué)科領(lǐng)域之一。統(tǒng)計(jì)美國(guó)“科學(xué)引文索引（SCI）“收錄的4500余種學(xué)術(shù)刊物，發(fā)現(xiàn)有2350種左右為生物科學(xué)相關(guān)雜志！統(tǒng)計(jì)全世界引用指數(shù)（Impactfact）在10以上的超一流學(xué)術(shù)刊物，也發(fā)現(xiàn)80%左右（97年48種刊物中有38種）是生物科學(xué)相關(guān)刊物。表1.引用指數(shù)在10以上的自然科

2、學(xué)刊物分科比較學(xué)科雜志總數(shù)平均引用指數(shù)30雜志數(shù)總論317.80化學(xué)211.80物理522.02數(shù)學(xué)118.20生物3819.17分析97年SCI收錄的4500種期刊的影響因子發(fā)現(xiàn)：Cell（細(xì)胞）48.0Nature（自然）28.4Science（科學(xué)）24.1隨著DNA重組技術(shù)、基因遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)及植物組織培養(yǎng)技術(shù)的興起，人們發(fā)現(xiàn)根癌土壤農(nóng)桿菌（Agrobaoteriumtumefaciens）侵染植物細(xì)胞后能將其Ti（tumindu

3、cing）質(zhì)粒上的一段DNA（TDNA）插入到被侵染細(xì)胞的基因組，并能穩(wěn)定地遺傳給后代，植物的遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)隨之得到迅速發(fā)展，為植物基因工程的發(fā)展創(chuàng)造了條件。植物的組織培養(yǎng)技術(shù)如原生質(zhì)體的培養(yǎng)和成株、細(xì)胞融合等技術(shù)的迅速發(fā)展進(jìn)一步促進(jìn)了植物基因工程的發(fā)展。如今，植物基因工程已取得重大成就，據(jù)1999年統(tǒng)計(jì)，獲得第一株轉(zhuǎn)基因植物到現(xiàn)在15年左右的時(shí)間里，已經(jīng)有200多種植物相繼被轉(zhuǎn)化，內(nèi)容涉及到植物的抗病、抗蟲(chóng)、抗除草劑、抗逆和作物的高產(chǎn)優(yōu)

4、質(zhì)、果蔬貯藏、谷物或其它作物的固氮能力、藥物生產(chǎn)及環(huán)境美化等方面。傳學(xué)的奠基石。Watson和Crick所提出的脫氧核糖酸雙螺旋模型，為充分揭示遺傳信息的傳遞規(guī)律鋪平了道路。在蛋白質(zhì)化學(xué)方面，繼Sumner在1936年證實(shí)酶是蛋白質(zhì)之后，Sanger利用紙電泳及層析技術(shù)于1953年首次闡明胰島素的一級(jí)結(jié)構(gòu)，開(kāi)創(chuàng)了蛋白質(zhì)序列分析的先河。而Kendrew和Perutz利用X射線衍射技術(shù)解析了肌紅蛋白（myoglobin）及血紅蛋白（hemo

5、globin）的三維結(jié)構(gòu)，論證了這些蛋白質(zhì)在輸送分子氧過(guò)程中的特殊作用，成為研究生物大分子空間立體構(gòu)型的先驅(qū)。1910年，德國(guó)科學(xué)家Kossel第一個(gè)分離了腺嘌呤，胸腺嘧啶和組氨酸。1959年，美國(guó)科學(xué)家Uchoa第一次合成了核糖核酸，實(shí)現(xiàn)了將基因內(nèi)的遺傳信息通過(guò)RNA翻譯成蛋白質(zhì)的過(guò)程。同年，Knberg實(shí)現(xiàn)了試管內(nèi)細(xì)菌細(xì)胞中DNA的復(fù)制。1962年，Watson（美）和Crick（英）因?yàn)樵?953年提出DNA的反向平行雙螺旋模型而

6、與Wilkins共獲Noble生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)，后者通過(guò)X射線衍射證實(shí)了WatsonCrick模型。1965年，法國(guó)科學(xué)家Jacob和Monod提出并證實(shí)了操縱子（operon）作為調(diào)節(jié)細(xì)菌細(xì)胞代謝的分子機(jī)制。此外，他們還首次推測(cè)存在一種與DNA序列相互補(bǔ)、能將它所編碼的遺傳信息帶到蛋白質(zhì)合成場(chǎng)所（細(xì)胞質(zhì)）并翻譯產(chǎn)生蛋白質(zhì)的mRNA（信使核糖核酸）。1972年，PaulBerg（美）第一次進(jìn)行了DNA重組。1977年，Sanger和Gilbe

7、rt（英）第一次進(jìn)行了DNA序列分析。1988年，McClintock由于在50年代提出并發(fā)現(xiàn)了可移動(dòng)遺傳因子（jumpinggene或稱(chēng)mobileelement）而獲得Nobel獎(jiǎng)。1993年，美國(guó)科學(xué)家Roberts和Sharp因發(fā)現(xiàn)斷裂基因（introns）而獲得Nobel獎(jiǎng)。Mullis由于發(fā)明PCR儀而與加拿大學(xué)者Smith（第一個(gè)設(shè)計(jì)基因定點(diǎn)突變）共享Nobel化學(xué)獎(jiǎng)。此外，Griffith（1928）及Avery（194