分子生物学_许晓东_5 (NXPowerLite).ppt

5 分子生物学研究方法(上)——DNA、RNA及蛋白质操作技术从20世纪中叶开始,分子生物学研究得到高速发展,主要原因之一是研究方法,特别是基因操作和基因工程技术的进步。基因操作主要包括DNA分子的切割与连接、核酸分子杂交、凝胶电泳、细胞转化、核酸序列分析以及基因人工合成、定点突变和PCR扩增等,是分子生物学研究的核心技术。基因工程是指在体外将核酸分子插入病毒、质粒或其它载体分子,构成遗传物质的新组合,使之进入原先没有这类分子的寄主细胞内并进行持续稳定的繁殖和表达。基因工程技术是核酸操作技术的一部分,只不过它强调了外源核酸分子在另一种不同的寄主细胞中的繁衍与性状表达。事实上,这种跨越物种屏障、把来自其它生物的基因置于新的寄主生物细胞之中的能力,是基因工程技术区别于其它技术的根本特征。 重组DNA技术回顾三大成就– 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;– 50年代提示了DNA分子的双螺旋结构模型和半保留复制机制,解决了基因的自我复制和世代交替问题;– 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。重组DNA技术历史上的主要事件年份事件1869 F Miescher首次从莱茵河鲑鱼精子中分离DNA。1944 . Avery证实DNA是遗传物质。1952 . 。1953 。-射线衍射法证实了这一结构。1957 。1958 M. Meselson和F. W. Stahl提出了DNA的半保留复制模型。1959-1960S. Ochoa发现RNA聚合酶和信使RNA,并证明mRNA决定了蛋白质分子中的氨基酸序列。1961 Nirenberg破译了第一个遗传密码;F. Jacob和J. Monod提出了调节基因表达的操纵子模型。1964C. Yanofsky和S. Brenner等人证明,多肽链上的氨基酸序列与该基因中的核苷酸序列存在着共线性关系。1965S. W. Holley完成了酵母丙氨酸tRNA的全序列测定;科学家证明细菌的抗药性通常由"质粒"DNA所决定。1966 ,、、。,。。1972-,,于72年获得第一个重组DNA分子,73年完成第一例细菌基因克隆。1975-、。1977年完成了全长5387bp的噬菌体φ174基因组测定。1978首次在大肠杆菌中生产由人工合成基因表达的人脑激素和人胰岛素。1980 美国联邦最高法院裁定微生物基因工程可以专利化。1981R. D. Palmiter和R. L. Brinster获得转基因小鼠;A. C. Spradling和G. M. Rubin得到转基因果蝇。1982 美、英批准使用第一例基因工程药物--胰岛素;Sanger等人完成了λ噬菌体48,502bp全序列测定。1983 获得第一例转基因植物。1984 斯坦福大学获得关于重组DNA的专利。1986 GMO(ically anism)首次在环境中释放。1988 J. D. Watson出任"人类基因组计划"首席科学家。1989 DuPont公司获得转肿瘤基因小鼠--"ouse"。1992 欧共体35个实验室联合完成酵母第三染色体全序列测定。1994 第一批基因工程西红柿在美国上市。1996 完成了酵母基因组(×107bp)全序列测定。1997 英国爱丁堡罗斯林研究所获得克隆羊。2000 完成第一个高等植物拟南芥的全序列测定。2001 完成第一个人类基因组全序列测定。2004 中国科学家完成家蚕基因组全序列测定。2005 中、美、日科学家联合完成水稻基因组全序列测定。质粒是真核细胞细胞核外或原核生物拟核区外能够进行自主复制的遗传单位,包括真核生物的细胞器(主要指线粒体和叶绿体)中和细菌细胞拟核区以外的环状脱氧核糖核酸(DNA)分子。现在习惯上用来专指细菌、酵母菌和放线菌等生物中染色体DNA以外的DNA分子。在基因工程中质粒常被用做基因的载体(Vector)。严紧型质粒,当细