中医药研究常用分子生物学技术ppt课件

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,中医药研究常用分子生物学技术,米丽华,生物教研室,2272304,中医药研究常用分子生物学技术米丽华,1,教学参考资料,唐炳华、王继峰,:,医学分子生物学,(,第一版）,中国中医药出版社,2019,年,胡维新,:,医学分子生物学（第一版）,科学出版社,2019,年,T.A.Brown,著，魏群等译：,基因克隆和,DNA,分析（第五版），,高等教育出版社，,2019,年,王艳明、周坤福、徐力：,分子生物学与中医药研究,，上海中医药大学出版社，,2000,年,Robert F.Weaver,：,Molecular Biology,（,3,rd,ed,），,McGraw-Hill Press.2019,美,J.,萨姆布鲁克,D.W.,拉塞尔著，黄培堂等译：,分子克隆实验指南（第三版），,科学出版社，,2019,年,朱玉贤、李毅、郑晓峰：,现代分子生物学（第三版），,高等教育出版社，,2019,年,教学参考资料唐炳华、王继峰:医学分子生物学(第一版）,2,教学参考资料,卢圣栋：,现代分子生物学实验技术,，高等教育出版社，,1993,年,J.D.Watson,et al,Molecular Biology of the Gene,5,th,The Benjamin /Cummings Publishing Company,Inc.2019,Lewin,B.,GENES,.University Press,Oxford.2019,孙乃恩 孙东旭 朱德煦：,分子遗传学,（第二版），南京大学出版社，,2019,年,网址：,ncbi.nlm.nih.gov/,（参见教材,P274,表,7-3,）,教学参考资料卢圣栋：现代分子生物学实验技术，高等教育出,3,第一章 绪论,一、分子生物学的含义,广义上，分子生物学是从分子水平研究生命现象、生命本质、生命活动及其规律的一门生命学科。,狭义上，分子生物学是一门在分子水平上研究基因结构和功能的学科。,分子生物学源自遗传学和生物化学，它以,核酸和蛋白质,等生物大分子的结构及其在遗传信息和细胞信息传递中的作用为研究对象。,第一章 绪论一、分子生物学的含义,4,第一章 绪论,一、什么是分子生物学,分子生物学已广泛渗透到医学科学的各个领域，成为现代医学的理论基础。,微生物学,临床,各学科,细 胞学,免疫学,病理学,药理学,生 理学,分 子,生物学,第一章 绪论一、什么是分子生物学微生物学临床细 胞学免疫学,5,二、分子生物学的主要研究内容,（一）分子生物学理论,1,、核酸的分子生物学：研究核酸的结构及其功能。,分子遗传学（,moleculargenetics,）,是其主要研究内容,包括核酸,/,基因组的结构，遗传信息的复制，转录与翻译，核酸存储的信息突变与修复，基因表达调控和基因工程技术的发展和应用,等。,遗传信息传递的,中心法则（,centraldogma,）,是其理论体系的核心。,二、分子生物学的主要研究内容（一）分子生物学理论,6,二、分子生物学的主要研究内容,（一）分子生物学理论：,1,、核酸的分子生物学：研究核酸的结构及其功能。,二、分子生物学的主要研究内容（一）分子生物学理论：,7,2,、,蛋白质的分子生物学,研究,执行各种生命功能的蛋白质的结构与功能,。,3,、细胞信号转导的分子生物学：研究细胞内、细胞间信息传递的分子基础。,信号转导机理的研究在理论和技术方面与上述核酸及蛋白质分子有着紧密的联系，是当前分子生物学发展最迅速的领域之一。,二、分子生物学的主要研究内容,2、蛋白质的分子生物学二、分子生物学的主要研究内容,8,（二）,分子生物学技术,1,、,基本技术,分光光度技术；电泳技术（,琼脂糖凝胶电泳，醋酸纤维素薄膜电泳，聚丙烯酰胺凝胶电泳，等电聚焦，,噬菌体的限制性内切酶酶切片段,）；,放射性同位素技术；,色谱技术（,层析法，吸附色谱法，分配色谱法，离子交换色谱法，凝胶色谱法，亲和色谱法，高效液相色谱法,）,；,细胞培养等,二、分子生物学的主要研究内容,（二）分子生物学技术二、分子生物学的主要研究内容,9,（二）,分子生物学技术,2,、核酸操作技术,核酸的提取和纯化；,DNA,、,RNA,合成技术；,DNA,重组技术；,核酸杂交技术；,DNA,序列测定技术等。,3,、实用蛋白技术,蛋白质的提取和纯化；,蛋白质测定；,蛋白质印迹技术；,蛋白质质谱分析技术等。,二、分子生物学的主要研究内容,（二）分子生物学技术二、分子生物学的主要研究内容,10,分子生物学中的两项最重要的实验技术,分子生物学的诞生和发展中的瓶颈,基因克隆（,DNA,重组，基因工程）,(Gene clone,DNA recombination,gene engineering),基因转移载体的发现,vector,DNA,操作工具酶的发现,DNA manipulation,基因合成和基因测序,sequence,PCR,技术,(polymerase chain reaction),分子生物学中的两项最重要的实验技术 分子生物学,11,（三）分子生物学在医学中的应用,如癌的分子生物学；,免疫分子生物学；,人类基因分析；,基因产物的医学用途；,新药的发现；,基因诊断、治疗；,人类疾病的分子生物学等。,二、分子生物学的主要研究内容,（三）分子生物学在医学中的应用二、分子生物学的主要研究内容,12,三、分子生物学的发展简史,（一）准备和酝酿阶段,19,世纪后期到,20,世纪,50,年代初，是现代分子生物学诞生的准备和酝酿阶段。在这一阶段产生了两点对生命本质的认识上的重大突破：,1,、确定了蛋白质是生命的主要基础物质,2,、确定了生物遗传的物质基础是,DNA,1944,年,O.T.Avery,等证明了肺炎球菌转化因子是,DNA,1952,年,A.D.Hershey,和,M.Cha-se,用,DNA,35,S,和,32,P,分别标记,T2,噬菌体的蛋白质和核酸,证明遗传物质是,DNA,。,三、分子生物学的发展简史（一）准备和酝酿阶段,13,（二）现代分子生物学的建立和发展阶段,这一阶段是从,50,年代初到,70,年代初，以,1953,年,Watson,和,Crick,提出的,DNA,双螺旋结构模型作为现代分子生物学诞生的里程碑，开创了分子遗传学基本理论建立和发展的黄金时代。,1,、中心法则的建立,Watson,和,Crick,就提出,DNA,复制的可能模型,。,1956,年,A.Kornbery,首先发现,DNA,聚合酶,。,1958,年,Meselson,及,Stahl,用同位素标记和超速离心分离实验为,DNA,半保留模型提出了证明,。,1968,年,Okazaki,（冈畸）提出,DNA,不连续复制模型,。,（二）现代分子生物学的建立和发展阶段这一阶段是从50年代初,14,（二）现代分子生物学的建立和发展阶段,1972,年证实了,DNA,复制开始需要,RNA,作为引物,1958,年,Weiss,及,Hurwitz,等发现依赖于,DNA,的,RNA,聚合酶,1961,年,Hall,和,Spiege-lman,用,RNA-DNA,杂交证明,mRNA,与,DNA,序列互补,60,年代,Nirenberg,、,Ochoa,以及,Khorana,等几组科学家的共同努力破译了,RNA,上编码合成蛋白质的遗传密码,1970,年,Temin,和,Baltimore,又同时从鸡肉瘤病毒颗粒中发现以,RNA,为模板合成,DNA,的反转录酶,（二）现代分子生物学的建立和发展阶段1972年证实了DNA复,15,2,、对蛋白质结构与功能的进一步认识,1956-58,年,Anfinsen,和,White,根据对酶蛋白的变性和复性实验，提出蛋白质的三维空间结构是由其氨基酸序列来确定的。,1958,年,Ingram,证明正常的血红蛋白与镰刀状细胞溶血症病人的血红蛋白之间，亚基的肽链上仅有一个氨基酸残基的差别,1969,年,Weber,开始应用,SDS-,聚丙烯酰胺凝胶电泳测定蛋白质分子量,1973,年氨基酸序列自动测定仪问世。,中国科学家在,1965,年人工合成了牛胰岛素,。,在,1973,年用,1.8AX-,线衍射分析法测定了牛胰岛素的空间结构，为认识蛋白质的结构做出了重要贡献。,2、对蛋白质结构与功能的进一步认识1956-58年Anfi,16,（三）初步认识生命本质并开始改造生命的深入发展阶段,70,年代后，以基因工程技术的出现作为新的里程碑，标志着人类深入认识生命本质并能动改造生命的新时期开始。其间的重大成就包括：,1,、重组,DNA,技术的建立和发展,1967-1970,年,R.Yuan,和,H.O.Smith,等发现的限制性核酸内切酶为基因工程提供了有力的工具；,1972,年,Berg,等将,SV-40,病毒,DNA,与噬菌体,P22DNA,在体外重组成功，转化大肠杆菌，使本来在真核细胞中合成的蛋白质能在细菌中合成,打破了种属界限；,（三）初步认识生命本质并开始改造生命的深入发展阶段70年代,17,1,、重组,DNA,技术的建立和发展,1977,年,Boyer,等首先将人工合成的生长激素释放抑制因子,14,肽的基因重组入质粒，成功地在大肠杆菌中合成得到这,14,肽,1979,年美国基因技术公司用人工合成的人胰岛素基因重组转入大肠杆菌中合成人胰岛素。,1、重组DNA技术的建立和发展1977年Boyer等首先将人,18,1,、重组,DNA,技术的建立和发展,我国已有人干扰素、人白介素,2,、人集落刺激因子、重组人乙型肝炎疫苗、基因工程幼畜腹泻疫苗等多种基因工程药物和疫苗进入生产或临床试用,。,1982,年,Palmiter,等将克隆的生长激素基因导入小鼠受精卵细胞核内，培育得到比原小鼠个体大几倍的,“,巨鼠,”。,1991,年美国向一患先天性免疫缺陷病（遗传性腺苷脱氨酶,ADA,基因缺陷）的女孩体内导入重组的,ADA,基因，获得成功。,1994,年我国用导入人凝血因子,基因的方法成功治疗了乙型血友病的患者。,1、重组DNA技术的建立和发展我国已有人干扰素、人白介素2、,19,1,、重组,DNA,技术的建立和发展,这时期基因工程的迅速进步得益于许多分子生物学新技术的不断涌现。,1975-1977,年,Sanger,、,Maxam,和,Gilbert,先后发明了三种,DNA,序列的快速测定法；,1985,年,Cetus,公司,Mullis,等发明的聚合酶链式反应（,PCR,）的特定核酸序列扩增技术；,90,年代全自动核酸序列测定仪的问世,。,1、重组DNA技术的建立和发展这时期基因工程的迅速进步得益于,20,2,、分子生物学技术的应用和发展,癌基因的发现,基因诊断,基因组文库的建立,基因工程生产人胰岛素,转基因动物,人类基因治疗,基因工程抗体技术的建立和发展,DNA,芯片技术（基因芯片、生物芯片）,2、分子生物学技术的应用和发展癌基因的发现,21,3,、基因组研究的发展,1977,年,Sanger,测定了,X174-DNA,全部,5375,个核苷酸的序列,；,1978,年,Fiers,等测出,SV-40DNA,全部,5224,对碱基序列,；,20,世纪,80,年代,噬菌体,DNA,全部,48,502,碱基对,的序列全部测出；,2019,年底许多科学家共同努力测出了,大肠杆菌基因组,DNA,的全序列长,4x10,6,碱基对,。,19902019,年人类基因组计划（,HumanGenomeProject,）实施并基本完成,。,3、基因组研究的发展1977年Sanger测定了X174,22,4,、,基因表达调控机理,1961,年，,Jacob,，,F.,和,Monod,，,J.,提出了操纵子模型，,打开了人类认识基因表达调控的窗口。,20,世纪,70,年代以后才逐渐认识了真核基因组结构和调控的