分子生物学第一讲绪论- 图文.pptVIP

分子生物学 （Molecular Biology） 生命科学与工程学院 马爱瑛 （puresa@163.com） 一、分子生物学的概念 二、分子生物学的研究内容 三、分子生物学与其它学科的关系 四、分子生物学的发展简史 五、21世纪分子生物学的发展趋势 分子生物学的概念 分子生物学（Molecular Biology）是研究核酸、蛋白质等所有生物大分子的形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的科学，换句话说，在分子水平上研究生物的结构、组织和功能的科学，并试图根据化学和物理规律来解释生命现象。 广义：包括对蛋白质和核酸等生物大分子结构与功能的研究，以及从 分子水平上阐述生命的现象和生物学规律 狭义：将分子生物学的范畴偏重于核酸的分子生物学 二、分生物子生物学的研究内容 三、分子生物学与其它学科的关系 四、分子生物学的发展简史 (一)准备和酝酿阶段 (二)现代分子生物学的建立和发展阶段 (三)初步认识生命本质并开始改造生命的深入发展阶段 五、21世纪分子生物学的发展趋势 功能基因组学（function genomics）：是依附于对DNA序列的了解，应用基因组学的知识和工具去了解影响发育和整个生物体的特定序列表达谱。 蛋白质组学（proteome)：是以蛋白质组为研究对象，研究细胞内所有蛋白质及其动态变化规律的科学。 生物信息学（bioinformatics）：对DNA和蛋白质序列资料中各种类型 信息进行识别、存储、分析、模拟和转输 功能基因组学 比较基因组学 比较基因组学(comparative genomics)涉及比较不同物种的整个基因组，以便深入理解每个基因组的功能和进化关系。 蛋白质组(Proteome) Proteome来源于 Proteins和 genome 两个词的组合,意思是Proteins expressed by a genome,即基因组表达的蛋白质. 蛋白质组定义 广义上是指某种细胞或组织中基因组表达的所有蛋白质; 狭义上, 可以指不同时期细胞内蛋白质的变化. 蛋白质组学定义 研究蛋白质组结构和功能的领域称为蛋白质组学. 蛋白质组学的研究内容: 分析全部蛋白质组所有成分以及它们的数量; 确定各种组分所在的空间位置、修饰方法、互作机制、生物活性和特定功能等 蛋白质组分析复杂性 蛋白质有许多加工方式,如磷酸化、糖基化、乙酰化、泛素化等； mRNA 的可变剪接、程序性移码和可控突变，1个基因可编码许多不同的蛋白质，常常表现为组织特异性； 蛋白质之间存在大量的相互作用，如形成同源或异源二聚体、三聚体或多聚体，不同的结合状态有不同的活性； 1种蛋白质可参与多种反应，或多种蛋白质参与1种反应。 蛋白质组研究技术 蛋白质组主要研究技术： 双向电泳 生物质谱技术 蛋白质芯片 酵母双杂交 背景 概念（广义） 概念（狭义） 生物分子信息 生物信息的载体 DNA分子 － 遗传信息 蛋白质分子 －与功能相关的结构信息 生物分子数据类型 生物分子数据及其关系 生物分子信息的特征 数据量大 复杂程度高 彼此间密切关联 动态变化 生物信息学的目标和任务 收集和管理生物分子数据 数据库 数据分析和挖掘 算法 开发分析工具 软件 分子生物学数据库 种类 核酸序列数据库 蛋白质序列数据库 生物大分子数据库 特点 数量： 1000个 通常可通过WEB进入 大小： 10 Kb ~ 10Gb 更新频率：每天 ～ 每年 核酸序列数据库 欧洲分子生物学实验室的EMBL http://www.embl-heidelberg.de 美国生物技术信息中心的GenBank /Web/Genbank/index.html 日本遗传研究所的DDBJ http://www.ddbj.nig.ac.jp 计算机语言 分辨，提取，分析， 比较， 预测生物信息 生物大分子的结构与功能信息 生物信息学(Bioinformatics) 人类基因组计划 生物数据的激增 （每15个月翻一番） 生物学家 数学家 计算机 科学家 生物信息学 (bioinfomatics) 的诞生 1990.10：人类基因组计划启动 2000.06：人类基因组“工作框架图”完成 生物体系和过程中信息 的存贮、传递和表达 细胞、组织、器官的生理、病理 、药理过程的中各种生物信息 信息科学 生 命 科 学 中 的 信 息 科 学 生物 分子信息 深层次 生物学知识 分子生物信息学 Molecular Bioinfor