分子生物学研究方法绪论PPT推荐.ppt

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geneareonchromosomes1944Avery:

identifiedDNA是遗传物质1953Watson&

Crick：

DNAstructure1958Meselson&

Stahl:

semiconservativereplicationofDNA50年代末至60年代，提出了中心法则和操纵子学说,1961Jacob和Monod:

discoveredmRNA1972Berg:

recombinantDNAinvitro1973Cohen:

firstusedplasmidtocloneDNA1977Gilbert&

Sanger:

sequence1986Mullis:

PCR1990Watsonetal:

LauchedtheHGP1997Wilmutandcollegues:

Dolly1998Bioinformatics,Proteomes,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.,BacterialStrain,Injection,Results,LivingScells,LivingRcells,HeatkilledScells,HeatkilledScellsmixedwithlivingRcells,LivingScellsinbloodsamplefromdeadmouse,capsule,1928年Griffith，1944年，Avery肺炎双球菌的转化实验,返回,1953年揭示了DNA分子的双螺旋结构,X-raysource,CrystallizedDNA,RosalindFranklin,MauriceWilkins,Photographicfilm,1953-Franklin&

Wilkins,Descriptionofthe3-DstructureofDNA,FrancisCrick&

JamesWatson,1953年4月25日，英国自然杂志发表了FrancisCrick&

JamesWatson的文章“核酸的分子结构DNA的一个结构模型”。

标志着DNA双螺旋结构的建立，从此，遗传学和生物学的历史从细胞阶段进入了分子阶段。

返回,ConservativeModel,SemiconservativeModel,FrankStahl,MattMeselson,Parentcell,Firstreplication,Secondreplication,1958揭示DNA半保留复制,返回,返回,FSangerWGilbert,DNA测序技术:

双脱氧核苷链终止法,返回,桑格（英国化学家）最早测定胰岛素的氨基酸顺序获得1958年诺贝尔化奖。

22年后，他因测定了一种噬菌体的一级结构获1980年的诺贝尔化学奖。

吉尔伯特在DNA测序领域，因其卓越的工作获得1980年诺贝尔化学奖。

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。

JacobandMonod,返回,1986PCR技术,返回,1986年发明了聚和酶链式反应（PCR）技术，利用该技术可从极其微量的样品中大量生产DNA分子，使基因工程获得了革命性发展。

KaryBMullis,克隆技术的发展,克隆来源与英语“clone”或“cloning”的音译，曾译为无性生殖或无性繁殖，即由同一个祖先细胞分裂而形成的纯细胞系，这个细胞系每个细胞的基因彼此是相同的。

克隆技术第一个发展时期微生物克隆。

克隆技术第二个发展时期生物技术克隆。

克隆技术第三个发展时期动物克隆。

克隆羊多利（Dolly）的诞生,1997年12月，英国Roslin研究所克隆羊多利（Dolly）的诞生揭示一个全新概念：

由成年机体的一个体细胞核，可以复制一个基因完全相同的新生命个体。

克隆鼠、克隆牛等实验的成功进一步验证了其科学性。

将体细胞核移植到去核卵细胞形成的克隆细胞，其基因组DNA与细胞核供体一致，由克隆细胞复制出可供移植、无免疫排斥的各种组织细胞、器官，是21世纪生命科学的一个新里程碑。

生物制药,按生物化学性质分为：

氨基酸类、有机酸、醇酮类、维生素、酶及辅酶类、脂类、多肽和蛋白质类、核酸类及其衍生物、多糖等。

按生物工程学科分为：

基因工程制药、细胞工程制药、微生物工程制药和酶工程制药四大类。

3.分子生物学的应用,基因诊断,特异性强、灵敏度高、简便快速。

遗传病（优生优育）传染病（包括HIV）现已发展到对一些常见病（如糖尿病、动脉粥样硬化及精神分裂症等）的诊断；

还应用于结核病、肝炎、传染病及恶性肿瘤的诊断及法医学鉴定。

主要限制：

造成疾病的基因突变多样性，妨碍针对所有疾病进行分子诊断试验的设计。

基因诊断技术,PCR技术核酸探针杂交技术基因芯片（genechip）技术限制性片段长度多态性（RFLP）发展趋势：

“自动化”、“程序化”和“多病种”等特色。

基因治疗,1、基因替代（genereplacement）2、基因修正（genecorrection）3、基因增强（geneaugmentation）4、基因抑制（geneconstraint）和基因失活（geneinactivation）5、反义疗法6、RNAi,RNAi是当今世界最炙手可热的生物技术,其作用机制与应用研究继2001、2002，2003第三年被Science杂志评为十大科技进步。

麻省理工大学的生物学家、诺贝尔奖获得者PhillipSharp认为，RNAi技术将成为十年甚至几十年来最重要和激动人心的科学突破。

RNAI技术,人们把既能获得诺贝尔奖又能创造数十亿美元产值的科学成果称之为蓝月亮。

这种罕见的蓝月亮在生物技术产业曾经有两个,并且都出现在上世纪70年代:

即基因重组技术与单克隆抗体技术。

也许,事隔30多年之后,生物技术的地平线上又将升起第三颗诱人的蓝月亮:

RNAi。

RNAI即将产生的影响,1.药物靶点筛选中所遇到的瓶颈将被打破；

2.疾病治疗：

在癌症、艾滋病和丙肝等病毒性疾病，甚至神经系统疾病、肥胖症等，RNAi有着广阔的应用前景。

3.产值：

科学研究方面,RNAi的市场产值2004年:

3亿美元,2005年:

4亿美元,到2010年达到8亿5千万美元;

药物开发市场：

2005年6亿5千万美元，2010年则会有10亿美元。

基因治疗希望与局限,

（1）基因治疗癌症未获进展

（2）仅限于治疗少数疾病，费用昂贵（3）导入人体的目的基因表达水平（4）获得长期表达效果难,81年6月在美发现，反转录病毒，HIV-1和HIV-2。

HIV：

9749bp，极易变异。

已明确的基因有9个。

全球每年感染500万，每天1.5万。

非洲：

占世界人口1/10，感染者占70%以上，2005-2110，非洲人平均45岁。

印度：

1000万人感染中国：

2003年100万人，将增至1000万。

疫苗主要有8种。

反义技术、基因治疗、单抗。

浙江大学于晓方等2004.1.发现一组使HIV避过人体细胞天然防御系统而在人体内大量复制的蛋白，阐明了HIV突破寄主机制，治疗有了新靶点。

艾滋病,神经系统发育、信号传递：

最富挑战性、最复杂的问题之一。

脑约有3万个基因处于表达状态分子水平揭示脑的思维、记忆和学习等功能治疗精神病。

脑和神经生物学,衰老老年病百病之源,第四号染色体D4S1565位点P16基因,在中药学中的应用,核酸技术：

药用植物鉴别、RFLP、RAPD、DNAfootprinting、biochip药用植物育种药用植物次生代谢产物,HumanGenomeProject,HGP）,1985年，美国能源部提出，要将共包含约3109碱基对的人类基因组全部碱基序列分析清楚；

1986年，美国宣布启动“人类基因组计划（HumanGenomeProject,HGP）”。

人类基因组计划的发展,1999年12月1日，首条人类染色体完成测序，人类第22号染色体DNA全序列测定宣布完成。

2000年4月6日，美国Celera遗传信息公司宣布，该公司已破译出一名实验者的完整遗传密码。

2000年5月，科学家聚集美国冷泉港，宣布人类基因组草图的完成。

二000年六月二十六日克林顿宣布人类基因组草图绘制完成,这是人类基因组计划首席科学家、美国国家人类基因组研究所所长弗朗西斯柯林斯在介绍情况。

人类基因组草图基本信息,由31.65亿bp组成含33.5万基因与蛋白质合成有关的基因占2%,人类基因组,1.基因数量少得惊人2.人类基因组中存在“热点”和大片“荒漠”3.三分之一为“垃圾”DNA4.种族歧视毫无根据5.男性基因突变比例更高,人类基因组研究成果表明,中国人类基因组计划,1993年，中国人类基因组计划（CHGP）启动，首先开展了“中华民族基因组中若干位点基因结构的研究”。

1997年，我国启动了“重大疾病相关基因的定位、克隆、结构与功能研究”项目。

在上海和北京相继成立了国家人类基因组南、北两个中心。

中国人类基因组计划研究成果,1%测序任务，第三条染色体3000万bp；

精确度99.99%，发现142个基因，其中80个为预测基因,人类基因组计划1%测序中国实验室,后基因组时代序幕拉开,哈佛大学科学家麦克贝斯说，人类基因组图谱并没有告诉我们所有基因的“身份”以及它们所编码的蛋白质。

人体内真正发挥作用的是蛋白质，蛋白质扮演着构筑生命大厦的“砖块”角色，其中可能藏着开发疾病诊断方法和新药的“钥匙”。

人类蛋白质组计划,2001年成立国际人类蛋白质组组织（HUPO），2003.12.15启动两个首批行动计划。

人类肝脏蛋白质组计划（HLPP）由中国军事医学科学院副院长贺福初院士领导，16国80多个实验室参加。

中国第一次领导重大国际协作计划。

人类血浆蛋白质组计划（HPPP）由美国科学家牵头，13国47个实验室参加。

蛋白质组研究技术,MS（质谱，massspectrometry）酵母双杂交系统噬菌体展示技术蛋白质微阵列大规模数据处理的计算机系统和软件,蛋白质组研究步骤,2-D电泳双向高效柱层析分离蛋白质氨基酸组成分析、C-端或N-端氨基酸序列分析及MS鉴定所分离的蛋白质生物信息学数据库对鉴定结果进行存储、处理、对比和分析。

纤维素的开发利用植物重要组成部分，是地球上数量最丰富的有机物质。

产物葡萄糖，是食品、燃料和化学原料的重要来源。

从细菌、真菌中克隆出分解酶基因-导入酿酒酵母-将纤维素降解成葡萄糖-发酵成酒精。

工业,环境监测与净化基因探针：

饮用水，6000儿童/天死“超级菌”、“超级质粒”：

辛烷、已烷和癸烷、二甲苯和甲苯、樟脑、萘，石油中的烃类化合物，金属、致癌物、农药和杀虫剂,环境保护,农林牧副渔业光合作用光合产物