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1.4 分子生物学在生命学科中的位置
作者:生科院    文章来源:西北农林科技大学    点击数:1302    更新时间:2011/4/15
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分子生物学是由生物化学、生物物理学、遗传学、微生物学、细胞学、以至信息科学等多学科相互渗透、综合融会而产生并发展起来的。已形成它独特的理论体系和研究手段而成为一个独立的学科。

 

分子生物学不同于生物化学:

生物化学是从化学角度研究生命现象,它着重研究生物体内各种生物分子的结构、转变与代谢。

传统生物化学的中心内容是物质代谢和能量代谢及其与生理功能的联系。

分子生物学在于阐明生命的本质——生物大分子核酸与蛋白质的结构与功能、生命信息的传递和调控。

 

细胞生物学与分子生物学关系十分密切。

细胞生物学主要研究细胞和亚细胞器的形态、结构与功能。

光学显微镜和电子显微镜下所见到的规则结构是各种分子有序结合而形成的。

探讨组成细胞的分子结构能深入认识细胞的结构与功能。因此现代细胞生物学的发展越来越多地应用分子生物学的理论和方法。

 

分子生物学则是从研究各个生物大分子的结构入手,进一步研究各生物分子间的高层次组织和相互作用,尤其是细胞整体反应的分子机理。因此产生了新的学科:分子细胞学或细胞分子生物学,成为人们认识生命的基础。

 

分子生物学涉及认识生命的本质,它地广泛地渗透到医学各学科领域中,成为现代医学重要的基础。

 

分子生物学方面获诺贝尔奖的主要成就:mRNA前体剪切、左手螺旋DNA发现及其它多态性DNA、DNA一级结构的测定、 核酸人工合成、基因重组技术、基因工程、癌基因及癌变理论发现和建立、神经分子生物学。

基因组计划:人类、水稻、拟南芥、果蝇

 

在医学各个学科中,包括生理学、微生物学、免疫学、病理学、药理学以及临床各学科分子生物学都正在广泛地形成交叉与渗透,形成了一些交叉学科,如分子免疫学、分子病毒学、分子病理学和分子药理学等,促进了医学的发展 。

 

史纳比(Snuppy)于2005年4月24日诞生,Snuppy是“首尔国立大学小狗”(Seoul National University puppy)的缩写。

 

它的 “父亲” 阿富汗猎犬和“母亲”拉布拉多猎犬。

 

耗资百万,历时三年,123只狗参与实验,制造的1095个胚胎只有三个成功受孕,其中一个流产,另一只小狗出生22天后因肺炎死亡,只有史纳比仍然生存,显示克隆技术仍有不足之处。

 

克隆狗在克隆技术领域里一直是个难关,狗1年仅有2次发情期,等狗自然排卵是获取其卵子的唯一途径。而狗在排卵时卵巢所排出的卵子处于发育早期,最终在输卵管末端才发育成熟,所以成功提取高质量的狗卵子相当困难。

 

中国克隆之父、中科院动物研究所陈大元曾克隆狗但失败。成功克隆狗需要克服三大问题:①如何找到卵子。②如何得到成熟的卵子。③如何培养胚胎。

 

关于学术造假的思考

 

分子生物学方面获诺贝尔奖的主要成就有:

1、A .Kossel(德)确定核酸组成成份的结构性质。 1910年获生理学和医学奖。

2、T .svedberg (瑞典)发明高速离心机,获1926年化学奖。

3、T. H. Morgan (美)1926年发表《基因论》, 1933年获生理学和医学奖。  

4、H. G. Muller (美)发现X-射线能使基因发生突变,1946年获生理学和医学奖。

 

5、A. Tiselius(瑞典)发展电泳技术和吸附色谱法并发现血清蛋白的复杂本质,1948年获化学奖。

6、A. R. Tood (英)1955年确定核酸一级结构的连接键,1957年获化学奖。

7、G. W. Beadle (美)研究化学试剂对基因的控制和影响。 J . Lederberg (美)和E. L. Tatum(美)1946年发现微生物有有性繁殖并由F因子决定,1952年提出质粒概念;三人共享1958年生理学和医学奖。

 

8、S.Ochoa (美)1955年发现多核苷酸磷酸化酶酶促合成多核糖核苷酸;A. Kornberg (美)1956年发现DNA聚合酶;两人共享1959年生理学和医学奖。

9、M. H .F .Wilkins(英):1953年发表了DNA-X射线衍射图谱;J. D .Watson (美)和 F .H .C .Crick (英)两人同年确立了DNA双螺旋结构;三人共享1962年生理学和医学奖。

10、F . Jacob(法)和 J . L. Monod ( 法 ) :1961年提出了操纵子学说并假设了mRNA 的功能;两人共享1965年生理学和医学奖。

 

11、R .W .Holley (美)1965年测定了酵母丙氨酸t-RNA 的一级结构; H .G .Khorana (美)1961年合成第一个遗传密码子;M .W . Nirenberg (美)1961-1967年完成了三连体密码子的鉴定;三人共享1968年生理学和医学奖。

12、H .M .Temin (美)和 D .Baltimore (美) 1970年同时分别从鸡劳氏肉瘤毒和鼠白血病毒中独立发现反转录酶;1975年两人共享生理学和医学奖。

 

13、W .Arber (瑞士)1962年提出了限制-修饰系统,1968年发现I型限制性内切酶;H .O .Smith (美)1968年发现II 型限制性内切酶;D . Nathans (美)用II 型限制性内切酶制成肿瘤病毒基因图谱;1978年三人共享生理学和医学奖。

14、P .Berg (美) 1972年将SV-40 DNA 与噬菌体 P22 DNA体外重组成功;F . Sanger (英)1975年建立了DNA序列测定的加减法;W .Gilbert (美)1975年建立了D NA序列测定的化学断列法;1981年三人共享化学奖。

 

15、B .Mclintock (美)1940年在玉米中发现了转座子;1986年获生理学和医学奖。

16、T.ceeh(美国) 1983年在研究四膜虫rRNA前体加工时发现自我剪接,提出Ribozyme的概念,1989年获生理与医学奖。

17、R.Roberts(美国)和P.Sharp(美国)在两个独立的实验室(美国冷泉港和美麻省理工学院)发现了断裂基因,1993年获生理学和医学奖。

 

18、K. Mullis(美国)1985年创建了PCR技术;M. Smith(加拿大)1980年创建了定点突变技术;二人共享1993年化学奖。

19、M. Rodbell(美国)和A . G. Gilman多年的研究鉴定了信号传递有关的G蛋白,94年获生理学和医学奖。

20、E. B. Lewis(美国)和C. N. Veischems(德国)和E. F. Weishaus(美国)三人发现了果蝇调控发育基因,获1995年生理学和医学奖。

 

21、S. B. Prusines(美国)发现一种新型致病因子prion(感染性蛋白颗粒)获1997年生理学和医学奖。

22、P. D. Boyer(美国)和J. E. Walker(英国)阐明了ATP酶促合成机制;J. C. Skou(丹麦)首次发现了输送离子的酶(Na+,K+-ATP酶);三者共享了1997年化学奖。

23、R. F. Furchgote(美国),L. Jignarro(美国)和F. Murad发现NO是心血管系统的信号分子;获1998年生理学和医学奖。 

 

24、G. Blobel(德国)从1971年开始与Sabatini一起提出了蛋白质运输的信号假说,此后20年确认了蛋白信号肽的存在并阐明了跨膜运输的分子机理,获1999年生理学和医学奖。

25、Arvid. Carlsson 50年代后期发现多巴胺是大脑的一种重要神经递质,促进了怕金森病机理的研究。 Paul. Creengard研究了多巴胺及其他信号传递物质在神经系统的作用机理。Erie. Kandel 发现了突触的功能和修饰与学习记忆的基本机制。三人共获2000年生理学和医学奖。

 

26、利兰·哈特韦尔(美)、蒂莫西·亨特(英)和保罗·纳斯(英) 发现了细胞周期的关键分子调节机制。 获2001年生理学或医学奖。

27、约翰·苏尔斯顿(英)、悉尼·布伦纳(英)和罗伯特·霍维茨(美)发现了在器官发育和细胞死亡过程中的基因规则。获 2002年生理学或医学奖。

 

28、保罗·劳特布尔(美)和彼得·曼斯菲尔德(英)在核磁共振成像(Magnetic resonance imaging, MRI)技术领域有突破性成就,是医学诊断和研究领域的重大成果。 获2003年生理学和医学奖。

29、理查德·阿克塞尔(美)和琳达·巴克(美) 在气味受体和嗅觉方面有重大成果。 获2004年生理学或医学奖。

 

30、澳大利亚的Barry J. Marshall和J. Robin Warren因发现幽门螺杆菌,对胃溃疡等疾病的防治将产生重大影响,获得2005年诺贝尔医学奖。

31、2006年度诺贝尔生理学或医学奖共同授予安德鲁·菲尔和克雷格·梅洛,以表彰他们发现了“RNA干扰机制—双链RNA沉默基因”。

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