分子生物学在医药中的研究进展及应用.
分子生物学在医药中的研究进展及应用
——韩静静
摘要
分子生物学是对生物在分子层次上的研究。这是一门生物学和化学之间跨学科的研究，其研究领域涵盖了遗传学、生物化学和生物物理学等学科。分子生物学主要致力于对细胞中不同系统之间相互作用的理解，包括DNA，RNA和蛋白质生物合成之间的关系以及了解它们之间的相互作用是如何被调控的。分子生物学主要研究遗传物质的复制、转录和翻译进程中的分子基础。分子生物学的中心法则认为“DNA 制造 RNA，RNA 制造蛋白质，蛋白质反过来协助前两项流程，并协助 DNA 自我复制”。
分子生物技术也称之为生物工程，是现代生物技术的主要标志，它是以基因重组技术和细胞融合技术为基础，利用生物体或者生物组织、细胞及其组分的特性和功能，设计构建具有预期性状的新物种或新品种．以便与工程原理相结台进行生产加工．为社会提供商品和服务的一个综合性技术体系，其内容包括基因工程技术、细胞工程技术、DNA测序技术、DNA 芯片技术、酶工程技术等。现代分子生物技术的诞生以70年代DNA重组技术和淋巴细胞杂交瘤技术的发明和应用为标志．迄今已走过了30多年的发展历程。实践证明在解决人类面临的粮食、健康、环境和能源等重大问题方面开辟了无限广阔的前景。受到了各国政府和企业界的广泛关注。是21世纪高新技术产业的先导。
二十世纪生物医学发展的主要特点之一是对生命现象和疾病本质的认识逐渐向分子水平深入。DNA双螺旋结构的发现为分子医学和基因医学的发展奠定了基础。人们逐渐认识到，无论健康或疾病状态都是生物分子及其相互作用的结果，生物分子中起关键性作用者为基因及其表达产物蛋白质，因此从本质上说，所有的疾病都可以被认为是“基因病”。近十年来，分子生物技术已成为医学领域最有力的研究工具，以下从基因工程技术、人类基因组计划与核酸序列测定技术、基因诊断与基因体外扩增技术、生物芯片技术在医学研究中为了解疾病的发生发展机制，诊断和药物研制、开发中的应用。
关键词：分子生物学分子生物技术医药基因芯片蛋白质组学
第一章文献综述 (3)
1.1 分子生物学发展史 (3)
1.2 分子生物学与现代医学 (4)
1.2.2 分于生物纳米技术在基因诊断中的应用 (5)
1.2.3 分子纳米技术在基因疗法中的应用 (5)
1.2.4 分子生物芯片技术在医学检验中的应用 (5)
1.3 药学分子生物学 (5)
1.4 分子生物学在中药的研究 (6)
1.4.1 中药研究与基因组学 (6)
1.4.2 DNA分子标记技术与中药新药研发 (6)
1.5 分子生物学在生药学中的研究 (7)
1.5.1 药用动植物遗传多样性的分子检测与分子系统学研究 (7)
1.5.2 代谢途径基因工程与中药材品质定向调控 (7)
1.5.3 生药分子药理学形成与发展 (7)
1.5.4 分子生物学技术的发展与分子生药学方法的创新 (7)
第二章分子生物学在医药中的应用 (8)
2.1 分子生物学在医学中的应用 (8)
2.1.1 基因工程技术在医学中的应用 (8)
2.1.2 基因芯片技术 (8)
2.1.3 分子生物学在检验医学中的应用 (9)
2.1.4 分子生物学技术在病理诊断及研究中的应用 (9)
2.1.5 蛋白质芯片在病理中的应用 (10)
2.2分子生物学在药学中的应用 (10)
2.2.1 基因芯片用于药物筛选 (10)
2.2.2 生物工程与生物制药 (10)
2.2.3蛋白质组学在药学研究中的应用 (11)
第三章应用前景 (12)
参考文献 (13)
第一章 文献综述
1.1 分子生物学发展史
第二次世界大战之后25年，这个时期虽然可以用自然科学的许多领域的迅猛发展加以
表征，但是发生了最深远的和革命性的进展的是生物学领域。这些年里,分子研究和生物化
学研究的成熟和一体化,达到了连本世纪头几十年里最空谈理论的机械论者都可能期望的深
度和广度。像胚胎学、遗传学或进化论那样的以前在组织、细胞或群体水平上作了研究的领
域,逐步地表明在特定的大分子的分子结构方面具有共同的基础。对于诸如蛋白质和稍后的
核酸分子的结构和功能的研究,展示了探究生命系统微观结构的新前景,并且显示了生物学
广阔的领域之间的新联系,而生物学各个领域之间的共同基础,以前只是模糊地被人们推测
过。
当本世纪四十年代至五十年代人们弄清了核酸是主要的遗传物质以及核酸通过指导蛋
白质的合成而发生作用的时候,有关遗传的研究再次成为二十世纪生物学中的一个革命性的
和占有主导地位的领域。摩尔根学派的工作已表明基因可以看作是有形的染色体的片段,但
他们没有试图研究基因的分子性质或任何有关基因的生化功能。这个问题是确实存在的,但
探讨它却是不成熟的和难以弄清的。因此,当适合于探讨细胞内特定分子的相互作用的研究
工具和技术变得有效时,遗传学在二十世纪再次呈现出令人鼓舞的景象是不足为奇的。
现在的“分子生物学”不仅包括结构和功能的要素,而且包括信息的要素。它关往生物
学上的重要分子,比如蛋白质或核酸的结构,从这些分子如何在细胞的新陈代谢中起作用以
及它们如何携带特定的生物信息的方面关注这些分子的结构问题。物理学和结构化学的方法
比如结晶分子的X 射线衍射,分子模型的建立,已经应用于分子结构的研究,同时生物化学也
应用于确定细胞内部大分子如何彼此相互作用、大分子如何与小分子相互作用的问题。在历
史上,有三方面思路通向我们今天所知道的分子生物学的形成:1.结构方面与生物分子的结
构有关,2. 生物化学方面:与生物分子如何在细胞新陈代谢和遗传过程中相互作用的问题有
关,3.信息方面:与信息如何从一代有机体传递到下一代并且信息如何转译为独特的生物分
子的问题有关[1]。
图一 分子生物学的发展过程
在19世纪和20世纪随着各个学科的发展，特别是生物化学、遗传学、细胞生物学、生物物理学、微生物学、有机化学、物理化学的发展，各个学科互相渗透，互相促进荷香交融，而生物学的发展随着这些学科在生物学中的应用已经从物种、个体等层次上发展到细胞水平上，到了二十世纪中叶，随着检测仪器的快速发展，大分子如核酸、蛋白质等物质的鉴定，使得生物大分子引入到生物学中，随后发展成分子生物学，如图一。
二十一世纪是生物学的世纪，同时生物学中的核心是分子生物学，在现在分子生物学对整个社会及人类产生了重要的影响，分子生物学的核心就是通过生物的物质基础—核酸、蛋白质、酶等生物大分子的机构、功能及其互相作用等运动规律的研究来阐明生物分子基础，从而探讨生命的奥秘，随着现代技术的发展，特别是物理、化学、仪器分析的发展使得分子生物学的发展在分子水平上取得了巨大的进步，人类可以通过研究核酸、蛋白质来阐述人类自身发展的困难及在医学中可以解释很多疑难杂症。分子生物学的发展更加借助了现代社会十分关键的工具计算机，化学信息学通过计算机模拟确定蛋白质的结构，从而使研究者更加生动形象的了解蛋白质的内部结构。
随着分子生物学的快速发展，它已经与其他学科结合，如生理学、微生物学、免疫学、病理学、药理学、临床医学等，尤其在医学中的应用，成为现代医学的重要基础，而且发展了很多分支学科，例如分子细胞学、分子病毒学、分子诊断学、分子治疗学、分子病理学、分子药理学、生物制药等。本论文将重点研究分子生物学在医学及药学中的应用及研究进展。
1.2 分子生物学与现代医学
分子生物学是当前生命科学中发展最快的前沿领域，即是生命科学的领先学科，而且是与其他学科广泛交叉于渗透的重要前沿领域使得现代生命科学的内涵和外延在不断扩大。二十一世纪医学发展的主要特点之一是对生命现象和疾病本质的认识逐渐向分子水平深入。随着基因克隆技术趋向成熟和基因涌序工作逐步完善，后基因时代逐步到来。人们逐渐认识到无论健康或疾病状态都是生物分子的相互作用的结果，生物分子起关键性作用。最近十年，分子生物技术已成为医学领域极其有力的研究工具．基因工程技术、人类基因组计划与核酸序列测定技术、基目诊断与基因体外扩增技术、生物芯片拄术、分子纳米技术在医学研究中．如了解疾病的发生发展机制、疾病诊断和药物研制与开发中得到广泛应用。同时，在结构基因组学、功能基因组学和环境基因组学逢勃发展的形势下。分子生物医学技术将会取得突破性进展．也给医学带来了崭新的局面，为医学事业的发展提供新的机遇。分子生物技术已经成为现代医学的前沿和热点。分子生物学在现代医学中有很大的应用，分子生物学在发病机制和药学研究中的作用、分子生物学在疾病诊断中的作用、分子生物学在疾病治疗中的作用、分子生物学在医药工业中的作用等这是现在科学家研究的热点。下面简要介绍几种分子生物学在医学中的应用。
1．2.1 分子生物传感器在医学中的应用
分子生物传感器是利用一定的生物或化学固定技术．将生物识别元件(如酶、抗体、抗原、蛋白、核酸、受体、细胞、微生物、动植物组织)固定在换能器上．当待测物与生物识别元件发生特异性反应后，通过换能器将所产生的反应结果转变为可以输出、检测的电信号和光信号等，以此对待测物质进行定性和定量分析，从而达到检测分析的目的。分子生物传感器可以广泛地应用于对体藏中的散量蛋白、小分子有机物、核酸等多种物质的检测。在现代医学检验中．这些项目是临床诊断和病情分折的重要依据。能够在体肉实时监控的生物传感器对于手术中或重症监护的病人都程有帮助。
1.2.2 分于生物纳米技术在基因诊断中的应用
基因诊断是利用分子杂交及荧光技术检测DNA片段，已经为基因诊断在临床上的应用带来了巨大的发展前景。研究表明，利用纳米技术．如利用金纳米微粒结合杂交DNA片段，很容易进人机体细胞核，并与核内染色体组台．具有较高的特异性，可以克服目前基因诊断所面临的一些困难和问题。进一步提高了基因诊断在实验室中的地位。科学家通过超顺磁性氧化铁纳米粒脂质体对肝癌的研究，提高了直径3nm以下的肿瘤检测率。结论表明，纳米微粒对肿瘤早期发现、早期诊断具有重要意义。
1.2.3分子纳米技术在基因疗法中的应用
基因治疗是临床治疗学上的重大发展．其基本原理是：质粒DNA进入目的细胞后，可以修复遗传错误，或可产生治疗因子，如多肽、蛋白质、抗原等，纳米技术能使DNA通过主动靶向作用定位于细胞。将质粒DNA缩小到50—200nm，带上负电荷进入到细胞核，插入到细胞核DNA的确切部位，起到对症治疗效果。同时分子纳米技术能够快速有救地确定基因序列、基因和药物的体内走向、传进和定位传递．使临床诊断和治疗过程效率得以提高。同时无机纳米颗粒体积小，可在血管中随血液循环，通过血管璧进入各个脏器的细施中，作为新型非病毒型基因载体能有效介导DNA的转导．并使其在细胞内高水平的表达，从而为基因表达，功能研究及基因治疗提供了新的技术和手段。
1.2.4 分子生物芯片技术在医学检验中的应用
随着分子生物学的发展及人们对疾病过程的认识加铎．传统的医学检验技术已不能完全适应微量、快速、准确、全面的要求。所谓的生物芯片是指将大量探针分子固定于支持物上(通常支持物上的一个点代表一种分子探针)．并与标记的样品杂交或反应，通过自动化仪器检测杂交或反应信号的强度而判断样品中靶分子的数量。在检测病原苗方面．由于大部分细菌、病毒的基因组测序已完成，将许多代表每种微生物的特殊基因制成1张芯片．通过反转录可检测标本中的有无病原体基因的表达及表达的情况．以判断病人感染病原及感染的进程、宿主的反应。由于P53抑癌基因在多数肿瘤中均发生突变．因此其实是重要的肿瘤诊断靶基因[2]。
1.3 药学分子生物学
分子生物学与药学的应用主要是药物基因组学、药物蛋白质组学与现代药物的结合，药物基因组学是主要以阐明药物代谢、药物转运和药物靶分子的基因多态性与药物作用包括疗效和毒副作用之间关系的一门科学，是一门新兴的研究领域。通过研究基因多样性，可以指导药物设计、开发新药及合理用药。药物蛋白质组学是基因、蛋白质、疾病三者项链的桥梁科学，主要的研究比药物基因组学更复杂。
药学
化学
药学、化学
生命科学
图二 药学与分子生物学的关系
在过去几十年，药物得到全面发展，现在市场上大部分药物都是化学药物，药物的合成
都是通过化学制药，通过有机化学和药物化学合成出目标产物，通过筛选，选出具有药物活
性的，但是药物通过化学合成得到，所以会有毒副作用，现在通过引进分子生物学应用到药
学中，得到新的研究方向即是药学分子生物学，药学分子生物学与化学、药学、生命科学三
部分，使得现在生物合成药物得到快速发展，如图二。
1.4 分子生物学在中药的研究
1.4.1 中药研究与基因组学
人类基因组学研究方法内容与中医学的整体观、辨证观有很多相似之处。如基因组学研
究是在过去对单个基因研究的基础上认识到基因之间相互联系的复杂性，即一种疾病可能由
多个基因的改变所致，而同一个基因的不同表达状态又可能造成多种疾病。尤其是从结构研
究向功能研究方式的转变，对基因之间相互联系相互作用的日趋重视，反映出中医药学与基
因组学在思维方法上的趋近特征，亦反映了分子生物学在中医药领域应用的依据和前景。近
来中医药基因组学已成为一个非常热门的话题，有关部门在研讨是否将中医证候基因组学、
中药药效）基因组学等列入重点或重大研究课题。试图仿照人类基因组的研究模式，研究并
构建中医的某一个“证”或某一个中药或方剂对人类基因组的影响和改变的全息图或对应关
系。利于发现新颖和高效药物，亦可用于药物疗效的客观评价。
1.4.2 DNA 分子标记技术与中药新药研发
DNA 分子标记技术，亦称DNA 分子诊断技术，是指通过直接分析遗传物质的多态性来诊
断生物内在基因排布规律及其外在性状表现规律的技术。DNA 分子标记技术大致可分为两大
类：一类是以电泳技术和杂交技术为核心的分子标记技术，如DNA 指纹技术。另一类是DNA
扩增技术和电泳技术为核心的分子诊断技术。在进行新药开发和中药资料研究中常需了解中
药有效成分的分布规律，以便寻找和开发新药源。DNA 分子标记技术可以像DNA 分子标记辅
助性状选择一样，以指导药用有效成分方便、快速、正确地寻找与开发利用。利用分子标记
技术，寻找与药用有效成分连锁的基因或直接应用控制该成分的基因标记，寻求新资源。
1.5 分子生物学在生药学中的研究
1.5.1 药用动植物遗传多样性的分子检测与分子系统学研究
遗传多样性是研究系统与进化及分类与鉴定的最根本的物质基础。然而，对于绝大多数药用动植物来说，其遗传背景研究几乎是一个空白［3］。利用DNA分子遗传标记和基因组序列分析技术，从居群、分子乃至基因水平上，准确刻划药用动植物遗传背景差异和亲缘关系，进而构建基于叶绿体基因组基因和（或）核基因组基因序列分析的重要药用动植物系统发育树，将是分子生药学基础研究的重心。
1.5.2 代谢途径基因工程与中药材品质定向调控
次生代谢产物合成途径的基础研究将越来越受到重视，特别是调控次生代谢产物的关键酶及其基因与抗病基因的定位、分离和克隆表达将尤为引人注目，并将成为分子生药学研究中最富挑战和前景的方向之一［4］。关键酶的确定和分离，不仅为利用生物技术手段操纵代谢途径及中药材品质定向调控提供科学依据，而且，更为生药生源学研究打下坚实基础。
1.5.3 生药分子药理学形成与发展
近年来，中药药理方法学研究进展颇快。随着分子生物学与中药药理学的发展，生药分子药理学已现端倪。在分子和基因水平上，研究中药有效成分或部位的作用机理、阐明中药药性理论及其可能的物质，建立分子水平上的中药活性检测系统，或以受体和基因为靶点寻找新药甚至开展基因治疗，将成为分子药理学的重要课题。而分子生物学技术特别是分子遗传学和基因克隆技术，正是研究这一重要课题的关键性手段。受体和基因的结构与功能及其在药物作用下的变化，中药作用的受体机理与受体的药理学特性表达，中药对基因表达调控与基因水平上的药物筛选，药物代谢酶及其基因的分离确定与中药诱发的基因结构异常分析等，将成为生药分子药理学研究中既富挑战又有前景的新领域
1.5.4 分子生物学技术的发展与分子生药学方法的创新
包括分子遗传标记在内的分子生物学技术在生药学研究中方兴未艾，但目前应用研究主要表现在生药鉴定方面，在生药学研究深度和广度方面尚存在很大的局限性。此外，目前常用于生药鉴定的DNA分子遗传标记技术有RFLP,RAPD,AP-PCR，AFLP等。但与已出现的几十种分子遗传标记技术相比，只是其中的一小部分。随着分子生物学的发展，一方面越来越多的分子生物学技术将渗透应用在生药学研究中，另一方面新的分子生物学技术将不断问世。
第二章分子生物学在医药中的应用
2.1 分子生物学在医学中的应用
2.1.1 基因工程技术在医学中的应用
二十世纪七十年代初，由于基因重组技术得到发展，基因工程逐步发展成一套成熟的技术。将需要表达的产物的目的基因，经分离、扩增、拼接人一定的载体，然后植入表达用的菌体(大肠杆菌、酵母菌或真核细胞)，通过生物复制表达出所需的产物，经分离纯化，制成产品。这一过程从研究到工业化已逐步实现规范化，并与制药工业结合起来，形成规模化生产。
通过分离细胞mRNA逆转并扩增（RT-PCR）目的基因，经纯化后用基因重组技术拼接入载体，转录载体菌，构建工程菌。用生物复制方法培育工程菌，从工程菌分泌液或包含体中分离表达产物，经过变性和复性，取得表达产物的电泳图谱或少量纯品。经分析鉴定证明表达产物是正确的。扩大至中试规模，确定各步工艺的条件至取得一定量的产品，进行审批所需的各项检测及质控，并进行必要的生物验证。扩大至满足市场需要的生产规律，取得规律生产的效益。
2.1.2 基因芯片技术
基因芯片(genechip)又称DNA芯片、DNA微阵列，是将许多预先设计好的寡核苷酸或基因(cDNA)片段作为探针，有序地、高密度地(点与点之间的距离一般小于500km)排列在玻璃、硅片或尼龙膜等载体上，制成DNA微阵列(DNAmicroarmy)，将待测样品DNA／RNA通过PCR ／RT—PCR扩增、体外转录等技术掺入荧光标记分子后，与位于芯片上的探针杂交，再通过激光共聚焦荧光扫描系统检测探针分子杂交信号强度，并配以计算机对荧光信号进行综合分析后，即可获得样品中大量基因序列及表达的信息，由于常用硅芯片作为固相支持物，且在制备过程运用了计算机芯片的制备技术，所以称之为基因芯片技术。
基因芯片种类较多，根据微阵列上探针的不同，可分为寡核苷酸芯片和cDNA芯片两类。寡核苷酸芯片是将寡核苷酸原位合成或合成后固定在芯片上，曝露于标记样本DNA杂交，根据杂交信号出现部位的寡核苷酸序列推测与其互补的DNA序列。可用于基因发现、突变检测、表达监控和遗传制图等。cDNA芯片是将cDNA固定在芯片上并曝露于一组标记探针，可用于大尺度筛选和基因表达的研究。按照用途可分表达谱芯片、诊断芯片、指纹图谱芯片、测序芯片、毒理芯片等。
基因芯片的制备方法也可基本分为两类：一类是原位合成；一类是直接点样。原位合成是指直接在芯片上用四种核苷酸合成所需的探针；而直接点样是指将已经合成好的探针定位在芯片上，待分析基因在与芯片结合探针杂交之前必须进行分离、扩增及标记。基因芯片技术主要包括四个主要步骤：芯片制备、样品制备、杂交反应及信号检测和结果分析。根据样品来源、基因含量及检测方法和分析目的的不同，采用的基因分离、扩增及标记方法也各异。为了获得基因的杂交信号必须对目的基因进行标记，目前采用的最普遍的是荧光标记方法。用计算机控制的高分辨率荧光扫描仪可获得结合于芯片上目的基因的荧光信号，通过计算机
处理即可给出目的基因的结构或表达信息。杂交条件的选择与研究目的有关；多态性分析或基因测序时，每个核苷酸或突变位点都必须检测出来；如果芯片仅用检测基因表达，只需设计出针对基因中的特定区域的几套寡核苷酸即可。表达检测需要较长的杂交时间，更高的样品浓度和低温度，这有利于增加检测的特异性和低拷贝基因检测的灵敏度。突变检测需要鉴别出单碱基错配，需要更高的杂交严谨性和更短的时间。
2.1.3 分子生物学在检验医学中的应用
上个世纪八十年代中期。分子生物学技术闯世。这种以核酸生化为基础的新技术自发现以来，它已经成为医学领域不可离开的最有价值的诊疗手段之一。做为检验医学的最新方法，它已广泛应用于检验学科的各领域之中。分子生物学的核心技术是聚合酶链反应(PCR)，在PCR问世后十几年的应用中它又有了长足的发展，依托该技术衍生出的多种反应模式，如巢式和半巢式PCR、锚定PcR、恒温PcR等，此外探针杂交技术、酶切指纹图分析技术、序列分析、各种核酸定量技术、生物芯片等都已广泛应用于检验的临床和科研工作中。除检测方法的创造和改进外，用于检测的试剂制备，走人了新的里程碑。上世纪末单克隆抗体技术的发展，使检验试剂特别是用于免疫专业上的试剂在质上有了飞跃进步；而依托分子生物学理论提出的基因生物工程技术，使我们对目的基因的克隆、构建、转录、表达成为实验室可实施的技术，极大地提高了检测试剂质量和应用范围。
分子生物学检测方法涉足检验医学的各专业领域。在临床血液学中，血液病特别是白血病的分型，必需依赖分子生物学技术，已成为常规诊疗手段。而萁它出血性疾病为血友病的基因家系研究和优生预测在我国取得让世人瞩目的成绩。在妊床生物化学中，酶类基因的调控，一些与人体生化反应有关的物质的甲基及其在疾病发生中的作用等均成为研究的热点问题。在临床微生物中，更是分子生物学最重要的用武之地，分子生物学的应用可谓百花齐放。对于～些难于捕捉的病原微生物及新病原微生物的确认，分子生物学技术打开了识别它们的禁区，微生物的亚群分析对临床治疗和监测提供了有应用价值的信息，涉及微生物种类之广泛，应用之有效，信息之有时均达到前所未有的高度。在临床免疫方面，涉及参与大体免疫反应的基因调节，人体各类自身免疫病在基因水平上的病因分析及调控表达都是分子生物学参与免疫检测的契台点。总之，分子生物学技术在检验各专业学科中应用的广泛程度是任何技术所不能比拟的。
2.1.4 分子生物学技术在病理诊断及研究中的应用
目前，分子生物学技术广泛应用于医学各学科。应用到以病变组织或细胞的形态学观察为主的传统的病理学后，使得的病理学研究和诊断深入到基因水平，从遗传学的角度揭开疾病的本质，为科研和临床辅助诊断做出了巨大的贡献。荧光原位杂交(fluorescencein situ hybridization，FISH)在病理中的应用是应用荧光素等标记的探引与组织细胞中待测核酸反应形成杂交体，用荧光显微镜或激光共聚焦显微镜观察信号表达．主要用于分裂中期或分裂间期细胞核的染色体分析。FISH技术灵敏性高，克服了免疫组化中假阳性高的问题。
2.1.5 蛋白质芯片在病理中的应用
蛋白质芯片，又称蛋白质阵列或蛋白质微阵列，是指以用标记了荧光的蛋白质或其他分子作用于以蛋白质分予作为配基，有序同定在同相载体表面形成的微阵列，经荧光扫描等测定芯片上各点的荧光强度，来分析蛋白质之间或蛋白与其它分子之问的相互作用。这是一种高通最、高灵敏度、高特异性且微型化的蛋白质分析技术，对疾病的早期病理诊断有一定的作用。
2.2分子生物学在药学中的应用
2.2.1 基因芯片用于药物筛选
如何分离和鉴定药物的有效成分是目前新药开发遇到的重大障碍，基因芯片技术是解决这一障碍的有效手段，它能够大规模地筛选，在药物和基因之间架起一座桥梁，从基因水平解释药物的作用机制，即可以利用基因芯片分析用药前后机体的不同组织、器官基因表达的差异，从而发现一组病症相关基因和药物效应基因作为药物筛选靶标。如果用mRNA构建cDNA表达文库，然后用得到的肽库制作肽芯片，则可以从众多的药物成分中筛选到起作用的部分物质。如果用 cDNA作为探针的基因芯片，则可进行反义寡核苷酸类药物的筛选。或者，利用RNA ，单链 DNA有很大的柔性，能形成复杂的空间结构，更有利与靶分子相结合，可将核酸库中的 RNA或单链 DNA固定在芯片上，然后与靶蛋白孵育，形成蛋白质 RNA或蛋白质DNA 复合物，可以筛选特异的药物蛋白或核酸，因此基因芯片技术和 RNA库的结合在药物筛选中将得到广泛应用。
2.2.2 生物工程与生物制药
分子生物学理论和技术的发展极大地推动了药物的研制。在传统的化学药物和中草药之外，形成了生物制药这一新兴领域，生物工程的几大领域均在生物制品方面取得了巨大进展。
目前世界采用基因工程技术制备的多肽药物已打100种以上，如人胰岛素、人生长激素、干扰素、白介素、集落刺激因子等。蛋白质工程在过去主要采用化学方法对纯化蛋白质进行结构改造，制备出有特殊功能的蛋白质，现在主要应用基因工程技术，从改造目的基因的结构入手，在受体细胞中表达不同结构的蛋白质。微生物工程又称为发酵工程，是利用微生物特定性状，使微生物产生有用物质或直接用于工业化生产的技术。用重组DNA技术创造抗生素新品种已获得进展。运用重组DNA技术不仅可以创造新的抗生素而且可以提高产量。
2.2.3蛋白质组学在药学研究中的应用
2.2.
3.1蛋白质组学识别和验证药物作用的靶点
新药研究是一个不断推陈出新的过程，新的药物作用靶点就是体现其新颖性的标志之一。如果以人类主要的 100-150种疾病进行粗略估计，人体内可能存在的药物靶点约有3000-15000个，而统计结果显示，目前的药物靶点不到 500个，这说明还有大量的未知靶点等待我们去开发。大多数药物靶点都是在生命活动中扮演重要角色的蛋白质，如酶，受体，激素等。通过蛋白质组学的方法比较疾病状态和生理状态下蛋白质表达的差异，就有可能找到有效的药物作用靶点。蛋白质组学探索药物的耐药机制，抗生素自问世以来，使传染性疾病的死亡率大大降低，挽救了无数人的生命。但是，越来越多的病原微生物出现耐药性，给药物特别是抗生素的应用提出了严峻的考验。病原微生物、肿瘤细胞和机体的耐药性的形成与多种蛋白质改变的关系更为密切，因而研究给药后敏感细胞株和耐药细胞株差异表达的蛋白质对于了解药物的耐药机制显得尤为重要。
2.2.
3.2 蛋白质组学用于药物作用强度及药物毒理学研究
新药的主要药效学评价的目的是明确受试化合物的作用强度和特点，与已知药物相比有何特点，是否值得进一步评价。通常要求作出药物的量效关系曲线，求出半数有效量（ED50）再与已知的同类药比较。如果用蛋白质的表达水平来替代效应参数，将会使这一标准更加精确有效。蛋白质组学的另一应用就是研究药物毒理学，方法是比较正常细胞和给药后细胞的蛋白质表达丰度的变化。经典实验是在研究环孢素A（cycloporine A，CsA）的肾脏毒性时，用CsA处理小鼠后，在2-DE图谱上发现其肾脏蛋白中一种钙结合蛋白下调[5]，而生理状态下，这种钙结合蛋白参与钙离子的结合和转运。当它在肾脏的表达丰度减弱时，就会导致肾小管钙化，影响其他物质的代谢，产生肾脏毒性。目前，蛋白质组学用于研究药物引起肝肾毒性的作用机制的例子不胜枚举，fountoulakis等[6]和ruepp等[7]就分别研究了对乙酰氨基酚的肝脏毒性机制。经过初步研究，已有学者尝试用特异表达的蛋白质作为信号分子来研究药物产生肝毒性的分子机制[8]。
第三章应用前景
如此繁多的纳米材料及纳米产品将被纳米技术拓宽应用领域，同时也为提高生物医药技术、寻找和开发生物医药材料、合成理想的药物提供了充足的技术保证。未来发展目标是根据需要组合原子或分子制造植物和动物，将极大地冲击以至改变人类传统的生活和生产方式。
生物纳米材料应用分子生物学。生命有机体给了人们以启示，通过细菌的不断繁殖，可以看到，只要给予空间和一些普通的物质(如垃圾)。分子体系就能复制出它们本身。这就使我们想到，一个能收集原子并按照指令把它们装配起来的装置也可能再生。这也许需要一台计算机对它发出指令，还需要一盘程序带来贮存这些指令，然而它自身就会复制出一台一模-样的计算机和程序带，从而复制出整个装置来。每复制一次，再生体就增加一倍。这种几何级数的增加．只要几个小时至几天，一个极其微小的再生体就可能把1吨原料及某些燃料变成1吨几乎能制造万物的总装配机。这些机器可能进一步用来制造其它产品，如小型计算机，高强度金刚石纤维．工业用合成肌肉．供打碎岩石和分离纯金属用的分子机器等。生物学家已经利用分于机器研究细胞，他们还用酶帮助鉴定化学药物，用抗体标示蛋白质，利用病毒注射器把DNA引入到细菌里去。随着分子机器和计算机的更新换代、快速发展，生物化学家将不再只是把细胞打碎，他们将进行细胞的修补工作，用显微镜观察并进行试验。在研究细胞的结构和功能的基础上，总有一天，生物学家将能给人体中的几万种分子都编出目录，并画出成百种细胞的结构图来。
纵观现代医药学分子生物技术及产业的发展，其前景是美好的。专家预测．伴随人类基因组计划的进程．现代生物技术将台使现代医学在高技术的平台基础上飞速发展．像当年工业革命一样．使人类的生括发生根本性的变化。2l世纪是分子生物学继续发展的阶段．还有不少技术热点正在成熟．如用转基因动植物来生产生物工程产品；基于基因芯片技术中缩微芯片实验室等；随著分子生物技术研究的不断进步和应用，随着多学科变叉大科学时代的到来，分子生物技术将日益完善。可以预见．在未来的几年或几十年内，分子生物技术将改变医学的研究方式．革新医学诊断和治疗，从而进一步促进人类健康水平的提高。
参考文献
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Sprague-Dawley rat. Proteomics,2002,2(11):1577-85
现代分子生物学_复习笔记完整版.doc
现代分子生物学 复习提纲 第一章绪论 第一节分子生物学的基本含义及主要研究内容 1 分子生物学Molecular Biology的基本含义 ?广义的分子生物学：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，从分子水平阐明生命现象和生物学规律。 ?狭义的分子生物学：偏重于核酸（基因）的分子生物学，主要研究基因或DNA的复制、转录、表达和调控 等过程，也涉及与这些过程相关的蛋白质和酶的结构与功能的研究。 1.1 分子生物学的三大原则 1) 构成生物大分子的单体是相同的 2) 生物遗传信息表达的中心法则相同 3) 生物大分子单体的排列（核苷酸、氨基酸）的不同 1.3 分子生物学的研究内容 ●DNA重组技术（基因工程） ●基因的表达调控 ●生物大分子的结构和功能研究(结构分子生物学） ●基因组、功能基因组与生物信息学研究 第二节分子生物学发展简史 1 准备和酝酿阶段 ?时间：19世纪后期到20世纪50年代初。 ?确定了生物遗传的物质基础是DNA。 DNA是遗传物质的证明实验一：肺炎双球菌转化实验 DNA是遗传物质的证明实验二：噬菌体感染大肠杆菌实验 RNA也是重要的遗传物质-----烟草花叶病毒的感染和繁殖过程 2 建立和发展阶段 ?1953年Watson和Crick的DNA双螺旋结构模型作为现代分子生物学诞生的里程碑。 ?主要进展包括： ?遗传信息传递中心法则的建立 3 发展阶段 ?基因工程技术作为新的里程碑，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。 ? 第三节分子生物学与其他学科的关系 思考 ?证明DNA是遗传物质的实验有哪些？ ?分子生物学的主要研究内容。 ?列举5～10位获诺贝尔奖的科学家，简要说明其贡献。
分子生物学笔记
分子生物学笔记 ? ?第一章基因的结构第一节基因和基因组 一、基因(gene) 是合成一种功能蛋白或RNA分子所必须的全部DNA序列． 一个典型的真核基因包括 ①编码序列—外显子(exon) ②插入外显子之间的非编码序列—内合子(intron) ③5'-端和3'-端非翻译区(UTR) ④调控序列(可位于上述三种序列中) 绝大多数真核基因是断裂基因(split-gene)，外显子不连续。 二、基因组(genome) 一特定生物体的整套(单倍体)遗传物质的总和， 基因组的大小用全部DNA的碱基对总数表示。 人基因组3X1 09(30亿bp)，共编码约10万个基因。 每种真核生物的单倍体基因组中的全部DNA量称为C值，与进化的复杂性并不一致(C-value Paradox)。 人类基因组计划（human genome project, HGP） 基因组学（genomics）,结构基因组学（structural genomics）和功能基因组学（functional genomics）。蛋白质组（proteome）和蛋白质组学（proteomics）
第二节真核生物基因组 一、真核生物基因组的特点：， ①真核基因组DNA在细胞核内处于以核小体为基本单位的染色体结构中． ②真核基因组中，编码序列只占整个基因组的很小部分(2—3％)， 二、真核基因组中DNA序列的分类？ (一)高度重复序列(重复次数>lO5) 卫星DNA(Satellite DNA) (二)中度重复序列 1．中度重复序列的特点 ①重复单位序列相似，但不完全一样， ②散在分布于基因组中． ③序列的长度和拷贝数非常不均一， ④中度重复序列一般具有种属特异性，可作为DNA标记． ⑤中度重复序列可能是转座元件(返座子)， 2．中度重复序列的分类 ①长散在重复序列(long interspersed repeated segments．)LINES ②短散在重复序列(Short interspersed repeated segments)SINES SINES：长度<500bp，拷贝数>105．如人Alu序列 LINEs：长度>1000bp(可达7Kb),拷贝数104-105，如人LINEl (三)单拷贝序列(Unique Sequence) 包括大多数编码蛋白质的结构基因和基因间间隔序列， 三、基因家族(gene family)
疾病分子生物学诊断的研究进展
疾病分子生物学诊断的研究进展 摘要：随着分子生物学技术的的不断进步，许多疾病便转入了基因治疗阶段，而分子生物学技术的不断进步，也恰好为医药领域的发展建立了良好的基础，这也必将会为各种疾病的治愈提供一个更新更好的解决方案。而本文则就白血病、胆管癌和肺结核三种疾病的分子生物学诊断研究进展进行了讨论。 关键词：分子生物学疾病研究进展 前言： 利用分子生物学的技术方法检测受检者体内 DNA 或 RNA 的结构变化，从而对疾病作出诊断的方法［1］与传统方法相比较，其具有非常显著的优越性，既可以直接对个体基因状态进行检测，又可以对表型正常的携带者以及特定疾病的易感者作出诊断和预测。因此分子生物学技术能广泛应用于白血病、胆管癌和肺结核等几种疾病的诊断治疗。因此分子生物学的诊断治疗已成为研究热点，现将其研究进展情况综述如下。 1．白血病的分子生物学诊断研究进展[2] 1.1白血病简介 白血病是一类常见和多发的造血干细胞克隆性恶性疾病，形态学分型为其主要诊断方法，但对于一些形态不典型的病例易误诊，近年来临床研究发现，大部分的白血病存在着某种染色体易位，而易位会产生新的融合基因。癌基因的扩增、原癌基因点突变或抑癌基因的失活等。 1.2荧光原位杂交技术( FISH) 目前 FISH 广泛用于检测染色体重组和标记染色体，检测多种基因疾病的染色体微缺失和用于非整倍体疾病的产前诊断.其基本原理是用标记了荧光素生物素或者地高辛的单链 DNA 探针和与其互补的 DNA 退火杂交，通过检测附着在玻片上的分裂中期或间期细胞上的核 DNA 位置反映相应基因的状况适用于多种临床标本( 如血液骨髓组织印片和体液，甚至石蜡包埋的组织标本等)，具有直观、方便、敏感、可量化、方法多样和适应不同检测目的等优点，
第十章 分子生物学在临床上的应用
第十章分子生物学在临床上的应用 一、什么是分子诊断 就是应用分子生物学技术对临床标本进行检验获得信息服务于临床疾病的诊断、治疗以及预后判断。 二、试述分子诊断的对象、原理和途径 1、分子诊断的检测对象： 遗传性疾病和传染性疾病 2、分子诊断的原理： 基因的结构及其表达功能是否正常？ 3、分子诊断的途径： 基因突变检测：遗传性疾病的诊断 基因连锁分析：易感或抑制基因的研究 mRNA检测：表达功能是否正常 三、简述分子诊断的常用技术及其临床应用 1、聚合酶链反应（PCR）：对遗传性疾病和感染性疾病进行诊断及治疗监控。 2、DNA测序（DNA sequencing)：是了解基因结构（序列）的金标准。 3、荧光原位杂交技术（FISH）：用于肿瘤诊断，染色体变异的检测。 4、DNA印迹技术（ DNA printing）：检测癌基因的存在，抑癌基因的杂合性丢失。 5、单核苷酸多态性（SNP）： ⑴第三代遗传标记 ⑵与疾病易感性和药物敏感性关系密切 6、连接酶链反应（LCR）：检测单碱基突变遗传病。 7、基因芯片技术（gene chip）：用于优生优育、疾病诊断、基因配型、法医学等 四、核酸标本的如何收集和保存 真空采血管抽空腹静脉血3ml。 RNA检测的全血标本必须在2h内分离血清，DNA检测的全血标本必须在4h
内分离血清，-20℃贮存； EDTA抗凝血标本也可以。 五、如何理解免疫诊断与分子诊断的不一致 因为PCR检测的是病毒核酸水平，而血清学指标是病毒蛋白，两者不在一个水平上，也就是说二者测定的不是同一物体，理论上允许有差异。如大三阳患者可能出现PCR阴性，如何对待抗病毒治疗，必须综合分析，动态观察结果，不能只依靠一个指标来诊断。
分子生物学笔记完全版
分子生物学笔记第一章基因的结构 第一节基因和基因组 一、基因(gene)是合成一种功能蛋白或RNA分子所必须的全部DNA序列. 一个典型的真核基因包括 ①编码序列—外显子(exon)②插入外显子之间的非编码序列—内合子(intron)③5'-端和3'-端非翻译区(UTR) ④调控 序列(可位于上述三种序列中) 绝大多数真核基因是断裂基因(split-gene) ，外显子不连续。 二、基因组(genome) 一特定生物体的整套(单倍体)遗传物质的总和，基因组的大小用全部DNA的碱基对总数表示。人基因组3X1 09(30亿bp)，共编码约10万个基因。 每种真核生物的单倍体基因组中的全部DNA量称为C值，与进化的复杂性并不一致(C-value Paradox)。 人类基因组计划( human genome project, HGP ) 基因组学( genomics ),结构基因组学( structural genomics )和功能基因组学( functional genomics )。 蛋白质组( proteome )和蛋白质组学( proteomics ) 第二节真核生物基因组 一、真核生物基因组的特点：， ①真核基因组DNA在细胞核内处于以核小体为基本单位的染色体结构中. ②真核基因组中，编码序列只占整个基因组的很小部分(2 —>% ), 三、基因家族(gene family) 一组功能相似且核苷酸序列具有同源性的基因. 可能由某一共同祖先基因(ancestral gene) 经重复(duplication) 和突变产生。 基因家族的特点： ①基因家族的成员可以串联排列在一起，形成基因簇(gene cluster)或串联重复基因(tandemly repeated genes)，如 rRNA、tRNA和组蛋白的基因；②有些基因家族的成员也可位于不同的染色体上，如珠蛋白基因；③有些成员不产生 有功能的基因产物，这种基因称为假基因(Pseudogene) . ￥ a1表示与a1相似的假基因. 四、超基因家族(Supergene family ，Superfamily) 由基因家族和单基因组成的大基因家族，结构上有程度不等的同源性，但功能不同． 第四节细菌和病毒基因组 一、细菌基因组的特点。 1 ．功能相关的几个结构基因往往串联在—起，受它们上游的共同调控区控制，形成操纵子结构，2．结构基因中没有内含子，也无重叠现象。 3 .细菌DNA大部分为编码序列。 二、病毒基因组的特点 1 .每种病毒只有一种核酸，或者DNA，或者RNA ; 2 .病毒核酸大小差别很大，3X10 3 一3X106bp ; 3.除逆病毒外，所有病毒基因都是单拷贝的。 4 .大部份病毒核酸是由一条双链或单链分子(RNA或DNA)，仅少数RNA病毒由几个核酸片段组成. 5. 真核病毒基因有内含子，而噬菌体(感染细菌的病毒)基因中无内含子. 6. 有重叠基因. 第五节染色质和染色体 (二)组蛋白(histone): 一类小的带有丰富正电荷<富含Lys，Arg)的核蛋白，与DNA有高亲和力. (二).端粒(telomere) ：真核生物线状染色体分子末端的DNA 区域端粒DNA的特点： 1、由富含G的简单串联重复序列组成(长达数kb). 人的端粒DNA重复序列：TTAGGC。
分子生物学的研究及发展
分子生物学的应用及发展 摘要：本文在文献检索的基础上，对分子生物学的发展简史，基本原理，研究领域等作了简单介绍，阐述了分子生物学在人们日常生活中的应用并结合药学专业着重讨论了其在药学及中药开发发面的应用，并进一步对分子生物学未来的研究技术、方向和前景做了展望。 一前言 生物以能够复制自己而区别于非生物。生命现象最基本的特征是进行“自我更新”。进行“自我更新”体现了一种最高级和最复杂的运动状态。这种运动就是生物机体从环境中摄取物质和能量，以更新本身的物质组成，而山现生长、繁殖，在这样的过程中保证了将自身的特征传给历代；同时也不断地向环境输送一些物质和释放能量。在生物机体的组成物质中，防水分外，有各种无机盐类和各种有机化合物。其中生物大分子——核酸和蛋白质在进行自我更新运动中，以其功能的重要性占第一位。为探索生命现象的本质问题，产生了分子生物学这一学科[1]。 分子生物学(molecular biology)是从分子水平研究生命本质为目的的一门新兴边缘学科，它是研究核酸、蛋白质等生物大分子的形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的科学，是当前生命科学中发展最快并正在与其它学科广泛交叉与渗透的重要前沿领域[2]。 分子生物学的最终目标是远大的，从产生基本细胞行为类型的各种分子的角度，来理解这五类行为类型：生长、分裂、分化、运动和相互作用。即分子生物学力图完整地描述细胞大分子的结构、功能和相互联系，从而理解细胞为什么要采取这种方式[3]。 分子生物学作为一门新兴的边缘学科。它的迅速发展及其在整个生命科学领域的广泛渗透和应用，促使人们对生物学等生命科学的认识从细胞水平进入分子水平。在农业、畜牧、林业、微生物学等领域发展十分迅速，如转基因动植物等。在医学领域，为医学诊断、治疗及新的疫苗、新药物研制等开辟了新的途径，使医学科学中原有的学科发生分化组合，医学分子生物学等新的学科分支不断产生，使医学科学发生了深刻的变革，不认识到这一点就很难跟上科学发展的步伐。 分子生物学的发展为人类认识生命现象带来了前所未有的机会，也为人类利用和改造生物创造了极为广阔的前景。 二分子生物学发展简史 分子生物学的发展大致可分为三个阶段[4-7]：
分子生物学发展史之我感
分子生物学发展史之我感 19世纪后期到20世纪50年代，分子生物学完成了两大重点突破：确定了蛋白质是生命的主要基础物质；确定了生物遗传的物质是DNA。 1953年Watson和Crick提出了DNA双螺旋结构模型，这一发现犹如黎明中亮起的第一道曙光，照亮了隐藏在黑暗中的条条大路，为之后的一系列发现照明了方向，由此步入了分子生物学的建立和发展阶段。而后DNA半保留复制模型的确立，DNA作为模板转录RNA，RNA作为模板利用氨基酸合成蛋白质，RNA作为模板转录DNA。这些成果的发现共同建立了以中心法则为基础的分子生物学基本理论体系。 中心法则建立的这一过程大约花了近20年，是几代科学家辛苦专研的共同成果，个人觉得这个发展过程还是很飞速的。看分子生物学发展史，我觉得也是在看诺贝尔化学、生理和医学奖收获史。就以中心法则建立的这一过程来说，每走一小步都是一个突破，都极其重要，往往也标志着下一个突破的到来。没有DNA半保留复制方式的发现，没有RNA聚合酶的发现，就不会有转录的发现，再就不会有翻译等等的发现。这每一小步成果也都建立在科学家大胆创新的思维，合理的实验设计，共同合作和坚持不懈的反复实验基础之上。同时，在获得这一系列成果的过程中，科学家们也创造了更多的实验方法与新技术。这些新方法新技术往往推动一个学科的快速发展，甚至带来一个新的交叉学科。随着分子生物学的进一步发展，已经渗透到各个领域，分子结构生物学，分子细胞生物学，分子遗传学，分子发育生物学…… 20世纪70年代后，以基因工程技术的出现作为新的里程碑，标志人类从认识生命本质到迈出改造生命的步伐。在D.Baltimore、R.Dulbecco和H.M.Temin 发现肿瘤病毒与细胞遗传物质之间的相互作用，以及W.Arber、D.Nathans、H.O.mith发现限制性内切酶并荣获1978年诺贝尔生理或医学奖后，基因工程技术得到迅速发展。这得益于许多分子生物学新技术的不断涌现。M.R.Capecchi、O.Smithies和M.J.Evans凭借“基因打靶技术”共同分享了2007年度诺贝尔生理学或医学奖，“基因打靶”技术利用细胞脱氧核糖核酸(DNA)可与外源性DNA 同源序列发生同源重组的性质，可以定向改造生物某一基因。借助这一从上世纪80年代发展起来的技术，人们得以按照预先设计的方式对生物遗传信息进行精细改造。可以瞄准某一特定基因，使其失去活性，进而研究该特定基因的功能。尽管“基因打靶”技术刚刚诞生20余年，全世界的科学家已经利用该技术先后对小鼠的上万个基因进行了精确研究。根据导致人类疾病的各种基因缺陷，科学家培育了超过500种存在不同基因变异的小鼠，这些变异小鼠对应的人类疾病包括心血管疾病、神经病变，糖尿病和癌症等。评委会认为，是因为其“开创了全新的研究领域”，为人类攻克某些疾病提供了药物试验的动物模型。我对这一技术印象深刻，不仅惊叹于它的革新，更惊叹于其实际应用功能。它在医学领域的应用或将攻克很多人类疾病，给医学进步带来很大利益。所以说，一个学科的发展往往能推动另一学科的发展，学科之间是有界限的，往往也是无界限的。除了基因打靶，更多的技术已经被发现或将要被发现。每一次的技术革新都在影响着人类生活，给人带来更多福祉。这也教诲我们在科研工作中要有发现的眼睛，创新的思维。 学习了分子生物学的发展历史，发现分子生物学是生命科学范围发展最迅速
临床分子生物学检验试题
临床分子生物学检验试题 一填空题 1. 核酸的最大紫外吸收波长在，蛋白质的最大吸收波长在。 2. 双链DNA 中的碱基对有，。 3. 根据分子和结构不同，RNA 可以分为，，，。 4. 核酸变性过程中,紫外光吸收达到最大值50%时温度称为,其主要与核酸 的最终含量有关. 5. DNA 水解后主要产物是, , 。 6. 核酸（DNA 和RNA ）分子除含 有，，，四种元素外，还含有大量的元素。 7. PCR 技术是当今分子生物学使用最多的技术之一，它一般都有，，三 个基本反应步骤构成。 8. 核酸水解后首先得到核苷酸，核苷酸可以继续水解得到和。 9. 通用遗传密码中代表终止密码的三种密码 是UAA 、和。 10. P CR 方法扩增DNA 片段是，在反应中除了用该DNA 片段作为模板外，尚需加入、 和。 11. 在DNA 分子中还有大量的磷（P），P 的含量大约为。 二．判断题 1. 核酸变性时,碱基对之间的氢键断开,堆积力也受到破坏,共价键断裂. （） 2. 核酸杂交原理就是根据核酸分子间互补.（） 3. 在中性或碱性溶液中,核酸主要带正电 荷.（） 4. 核酸分子质量很大,因此核酸溶液具有很大粘性.（） 5. 分子杂交可以发生在任何只有互补核苷酸顺序两条单股核酸单链之间,如DNA/DNA 、DNA/RNA 、RNA/RNA 等.（） 6. 核酸水解后首先得到核苷酸，核苷酸可以继续水解得到核苷和磷酸（） 7. 在高分子溶液中一般球形分子比线形分子的具有较大的粘度。（） 8?核酸的最大吸收波长在280nm，而蛋白质的最大吸收波长在260nm。（） 9?酚一氯仿提取法是我们在提取DNA时所用的经典方法，现在仍然被许多实验室所采用。（）10. 组成RNA的四种碱基是腺嘌呤（A ）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）。（） 11. PCR技术是以DNA或RNA为模板进行核酸的体外扩增技术。（） 12. PCR技术是现在常用的一种扩增技术，它的基本步骤的顺序是退火、变性、延伸。 （） 13. 免疫印漬技术及Southern Blotting是一种印漬技术和抗原抗体反应结合的技术（） 14. 在临床基因扩增检验诊断实验室工作的实验操作人员必须经过业务培训并取得上岗证书（） 15. 无论是DNA还是RNA，在多核苷酸链 内既有酸性的磷酸基又有碱性的含氮杂环碱，因此核酸是两性电解质。（） 16. 在PCR 实验中，退火是指在极端的PH 和受热条件下，核酸分子中的氢键断裂， DNA 双螺旋解开的一个过程。（） 17. 临床基因扩增诊断实验室的设置必须遵 循一定的原则，而这些基本原则制定的主要依据就是使建立的基因扩增诊断实验室结果的准确性能够得到保证，能忠实的反映被检的临床样本的真实情况。（ ） 二选择题 1. 核酸在波长为260nm 光吸收强度大小排列正确的是（） A. G>A>T>C B.A>T>G>C C.C>G>T>A D.G>C>A>T 2．鉴别RNA 靶分子的杂交是（） A Southern Blot B Northern Blot C Western Blot D 斑点杂交 3. 在做RNA 检测时，我们对全血抗凝最好用下列哪种抗凝剂（） A. 肝素 B. EDTA-K2 C. EDTA-Na2 D. 草酸钾
!!分子生物学笔记完全版
列〃一个典型的真核基因包括 ①编码序列—外显子(exon) ②插入外显子之间的非编码序列—内合子(intron) ③5'-端和 3'-端非翻译区(UTR) ④调控序列(可位于上述三种序列中) 绝大多数真核基因是断 裂基因(split-gene)，外显子不连续。二、基因组(genome) 一 特定生物体的整套(单倍体)遗传物质的总和，基因组的大小 用全部 DNA 的碱基对总数表示。 人基因组 3X1 09(30 亿 bp)，共编码约 10 万个基因。 每种真核生物的单倍体基因组中的全部 DNA 量称为 C 值，与进化的复杂性并不一致(C-value Paradox)。 人类基因组计划（human genome project, HGP）基因组学（genomics）,结构基因组学（structural genomics）和功能基因组学（functional genomics）。 蛋白质组（proteome）和蛋白质组学（proteomics） 第二节真核生物基因组一、真核生物基因组的特 点：， ①真核基因组 DNA 在细胞核内处于以核小体为基本单位的染色体结构中〃 ②真核基因组中，编码序列只占整个基因组的很小部分(2—3％)， 二、真核基因组中 DNA 序列的分类 • (一)高度重复序列(重复次数>lO5) 卫星 DNA(Satellite DNA) (二)中度重复序列 1〃中度重复序列的特点
①重复单位序列相似，但不完全一样， ②散在分布于基因组中〃 ③序列的长度和拷贝数非常不均一， ④中度重复序列一般具有种属特异性，可作为 DNA 标记〃 ⑤中度重复序列可能是转座元件(返座子)， 2〃中度重复序列的分类 ①长散在重复序列(long interspersed repeated segments〃) LINES ②短散在重复序列(Short interspersed repeated segments) SINES SINES：长度<500bp，拷贝数>105〃如人 Alu 序列 LINEs：长
研究生-分子生物学Ⅱ笔记整理版
分子生物学Ⅱ 专题一细胞通讯与细胞信号转导（一）名词解释 （1）信号分子(signal molecule)：是指在细胞间或细胞内进行信息传递的化学物质。 （2）受体（receptor）：是指细胞中能识别信息分子，并与之特异结合、引起相应生物效应的蛋白质。 （3）蛋白激酶（protein kinase）：是指使蛋白质磷酸化的酶。 （二）简答分析 （1）细胞通讯的方式及每种作用方式的特点。 答： （2）膜受体介导的信息传递途径的基本规律。
答：配体→膜受体→第二信使→效应蛋白→效应。（3）试以肾上腺素、干扰素、胰岛素、心纳素为例，阐述其信息转导过程。 答：①肾上腺素：cAMP-PKA途径； 过程：首先肾上腺素与其受体结合，使G蛋白被激活；然后G蛋白与膜上的腺苷酸环化酶相互作用，后者将ATP转化为cAMP；最后cAMP磷酸化PKA，从而产生一系列生物学效应。 ②胰岛素：受体型TPK途径； 过程：胰岛素与其靶细胞上的受体结合后，可使其受体中的TPK激活，随后通过下游的Ras途径继续传递信号，直至发生相应的生物学效应。 ③干扰素：Jak-STAT途径； 过程：首先干扰素与受体结合导致受体二聚化，然后受体使JAK（细胞内TPK）激活，接着JAK将下游的STAT磷酸化形成二聚体，暴露出入核信号，最后STAT进入核内，调节基因表达，产生生物学效应。 ④心钠素：cGMP-PKG途径； 过程：心钠素与其受体结合，由于该受体属于GC型酶偶联受体，具有鸟苷酸环化酶的的活性，因此结合后可直接将GTP转化为cGMP，进而激活下游的PKG，最终产生一系列的生物学效应。
（4）类固醇激素是如何调控基因表达的？ 答：类固醇激素穿膜后与细胞内（或核内）受体结合，使受体变构形成激素受体活性复合物并进入细胞核中，然后以TF的形式作用于特异的DNA序列，从而调控基因表达。 专题二基因分析的策略 （一）名词解释 （1）分子杂交（molecular hybridization）：是指具有一定同源序列的两条核酸单链（DNA或RNA）在一定条件下，按碱基互补配对原则经退火处理，形成异质双链的过程。（2）核酸分子杂交技术：是指采用杂交的手段（方式），用一已知序列的DNA或RNA片段（探针）来测检样品中未知核苷酸顺序。 （3）探针（Probe）：是指用来检测某特定核苷酸序列的标记DNA或RNA片段。 （4）增色效应：是指DNA变性时260nm紫外吸收值增加的现象。 （5）解链温度（Tm）：是指加热DNA溶液，使其对260nm 紫外光的吸光度达到其最大值一半时的温度，即50%DNA 分子发生变性的温度。 （6）转基因：是指是借助基因工程将确定的外源基因导入
分子生物学主要研究内容
分子生物学主要研究内容 1. 核酸的分子生物学。 核酸的分子生物学研究 核酸的结构及其功能。由于 核酸的主要作用是携带和传 递遗传信息，因此分子遗传 学是其主要组成部分。由于 50年代以来的迅速发展，该 领域已形成了比较完整的理 论体系和研究技术，是目前分子生物学内容最丰富的一个领域。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，核酸存储的信息修复与突变，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是其理论体系的核心。 2. 蛋白质的分子生物学。 蛋白质的分子生物学研究执行各种生命功能的主要大分子──蛋白质的结构与功能。尽管人类对蛋白质的研究比对核酸研究的历史要长得多，但由于其研究难度较大，与核酸分子生物学相比发展较慢。近年来虽然在认识蛋白质的结构及其与功能关系方面取得了一些进展，但是对其基本规律的认识尚缺乏突破性的进展。 3.细胞信号转导的分子生物学。 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。构成生物体的每一个细胞的分裂与分化及其它各种功能的完成均依赖于外界环境所赋予的各种指示信号。在这些外源信号的刺激下，细胞可以将这些信号转变为一系列的生物化学变化，例如蛋白质构象的转变、蛋白质分子的磷酸化以及蛋白与蛋白相互作用的变化等，从而使其增殖、分化及分泌状态等发生改变以适应内外环境的需要。信号转导研究的目标是阐明这些变化的分子机理，明确每一种信号转导与传递的途径及参与该途径的所有分子的作用和调节方式以及认识各种途径间的网络控制系统。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。 4.癌基因与抑癌基因、肽类生长因子、细胞周期及其调控的分子机理等。 从基因调控的角度研究细胞癌变也已经取得不少进展。分子生物学将为人类最终征服癌症做出重要的贡献。
分子生物学前沿技术
分子生物学前沿技术 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
激光捕获显微切割Laser capture microdissection (LCM) technology是在不破坏组织结构，保存要捕获的细胞和其周围组织形态完整的前提下，直接从冰冻或石蜡包埋组织切片中获取目标细胞，通常用于从中精确地分离一个单一的细胞。 背景：机体组织包含有上百种不同的细胞，这些细胞各自与周围的细胞、基质、血管、腺体、炎症细胞或相互粘附。在正常或发育中的组织器官内，细胞内信号、相邻细胞的信号以及体液刺激作用于特定的细胞，使这些细胞表达不同的基因并且发生复杂的分子变化。在状态下，如果同一类型的细胞发生了相同的分子改变，则这种分子改变对于疾病的发生可能起着关键性的作用。然而，发生相同分子改变的细胞可能只占组织总体积的很小一部分；同时，研究的目标细胞往往被其它组织成分所环绕。为了对疾病发生过程中的组织损害进行分子水平分析，分离出纯净的目标细胞就显得非常必要。1996年，美国国立卫生院（NIH）国家肿瘤研究所的[2]开发出激光捕获显微切割技术（Laser capture microdissection ， LCM ），次年，美国Arcturus Engineering公司成功研制激光捕获显微切割系统，并实现商品化销售。应用该技术可以在显微镜直视下快速、准确获取所需的单一细胞亚群，甚至单个细胞，从而成功解决了组织中细胞异质性问题。这项技术现已成为美国“肿瘤基因组解剖计划”的一项支撑技术[1]。 原理：LCM的基本原理是通过一低能脉冲激活热塑膜———乙烯乙酸乙烯酯（ethylene vinylacetate，EVA）膜（其最大吸收峰接近
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分子生物学 第一章绪论 分子生物学研究内容有哪些方面？ 1、结构分子生物学； 2、基因表达的调节与控制； 3、DNA重组技术及其应用； 4、结构基因组学、功能基因组学、生物信息学、系统生物学 第二章DNA and Chromosome 1、DNA的变性：在某些理化因素作用下，DNA双链解开成两条单链的过程。 2、DNA复性：变性DNA在适当条件下，分开的两条单链分子按照碱基互补原则重新恢复天然的双螺旋构象的现象。 3、Tm(熔链温度)：DNA加热变性时，紫外吸收达到最大值的一半时的温度，即DNA分子内50%的双链结构被解开成单链分子时的温度） 4、退火：热变性的DNA经缓慢冷却后即可复性，称为退火 5、假基因：基因组中存在的一段与正常基因非常相似但不能表达的DNA序列。以Ψ来表示。 6、C值矛盾或C值悖论:C值的大小与生物的复杂度和进化的地位并不一致，称为C值矛盾或C值悖论(C-Value Paradox)。 7、转座：可移动因子介导的遗传物质的重排现象。 8、转座子：染色体、质粒或噬菌体上可以转移位置的遗传成分 9、DNA二级结构的特点：1）DNA分子是由两条相互平行的脱氧核苷酸长链盘绕而成；2）DNA分子中的脱氧核苷酸和磷酸交替连接，排在外侧，构成基本骨架，碱基排列在外侧；3）DNA分子表面有大沟和小沟；4）两条链间存在碱基互补，通过氢键连系，且A=T、G ≡ C（碱基互补原则）；5）螺旋的螺距为3.4nm，直径为2nm，相邻两个碱基对之间的垂直距离为0.34nm，每圈螺旋包含10个碱基对；6）碱基平面与螺旋纵轴接近垂直，糖环平面接近平行 10、真核生物基因组结构：编码蛋白质或RNA的编码序列和非编码序列，包括编码区两侧的调控序列和编码序列间的间隔序列。 特点：1）真核基因组结构庞大哺乳类生物大于2X109bp；2）单顺反子（单顺反子：一个基因单独转录，一个基因一条mRNA，翻译成一条多肽链；）3）基因不连续性断裂基因（interrupted gene）、内含子(intron)、外显子(exon)；4）非编码区较多，多于编码序列(9:1) 5）含有大量重复序列 11、Histon(组蛋白)特点：极端保守性、无组织特异性、氨基酸分布的不对称性、可修饰作用、富含Lys的H5 12、核小体组成：由组蛋白和200bp DNA组成 13、转座的机制：转座时发生的插入作用有一个普遍的特征，那就是受体分子中有一段很短的被称为靶序列的DNA会被复制，使插入的转座子位于两个重复的靶序列之间。 复制型转座：整个转座子被复制，所移动和转位的仅为原转座子的拷贝。 非复制型转座：原始转座子作为一个可移动的实体直接被移位。 第三章DNA Replication and repair 1、半保留复制：DNA生物合成时，母链DNA解开为两股单链，各自作为模板(template)按碱
CcdB分子生物学研究进展分析
学号2007218018 昆明理工大学硕士研究生 综述 专业微生物学 姓名贾卉 入学时间2007年9月 日期2009年1月8日
CcdB分子生物学研究进展 摘要：毒素-抗毒素系统广泛存在于质粒及大肠杆菌染色体中，在缺乏抗毒素的情况下，毒素通过作用于细胞内不同的酶，使细胞中毒，最终导致细胞死亡。本文综述了ccd系统及自杀基因ccdB的作用原理和机制。 关键词：毒素-抗毒素系统、Ccd系统、CcdB Key words: Toxin-antitoxin system, Ccd system, CcdB 毒素-抗毒素（Toxin-antitoxin，TA）系统是一种可能与细胞生长阻滞或是细胞凋亡有关的系统。该系统最初发现存在于大肠杆菌F质粒上[1]，典型的TA系统由两个基因构成。两个基因分别编码一种稳定的毒素蛋白和一种不稳定的抗毒素蛋白，毒素对细菌有致死作用，而抗毒素通过与毒素形成复合体，中和毒素的毒性，使宿主菌能够存活。 TA系统主要存在于一些低拷贝质粒上，细菌分裂后，不稳定的抗毒素蛋白被迅速降解，不具有质粒的子代细菌就会被稳定的毒素蛋白杀死，这种作用称为分裂后致死效应（the post segregation killing effect，PSK），近一步研究发现在大肠杆菌的染色体上也存在TA系统，但染色体上的抗毒素蛋白对毒素蛋白并不能起到解毒的作用，只有依靠质粒上的抗毒素蛋白才能保证细菌存活，低拷贝质粒正是依靠TA系统的PSK效应，稳定在宿主中存在。 目前已知的TA系统包括7个质粒编码TA基因家族：ccd、mazEF、vapBC 、phd/doc、parDE、higBA和relBE[2, 3]。虽然TA系统在基因结构和调控模式上十分相似，但是每种毒素的作用原理却存在很大差异。CcdB和ParE通过使促旋酶失活抑制DNA复制，使细胞中毒。RelE通过切割mRNA，抑制翻译过程导致细胞凋亡。而HigB的作用机理目前尚不清楚。1．Ccd系统 Ccd（control of cell division or death）为F质粒小F复制子上的一个组件，F质粒共编码三种TA基因系统[4]，Ccd系统[5]只是其中的一种，由CcdA和CcdB两个基因共同构成，也可以称为H、G或是letA、letB，分别编码两种小分子量蛋白：CcdA蛋白（8.7kDa）与CcdB蛋白（11.7 kDa）。CcdA蛋白易被Lon蛋白酶降解，在系统中起到解毒剂的作用，CcdB蛋白较CcdA蛋白稳定，是一种细胞毒素，在没有解毒剂存在的条件下，可以导致细胞凋亡。 2．CcdB
分子生物学检验完整版
1病原生物基因组在医学上有何应用？详见书P3 a菌种鉴定b确定病毒感染和病毒载量c病毒分析d细菌耐药监测和分子流行病学调查 2什么是原癌基因，原癌基因有什么特性，原癌基因可以分为哪些种类以及原癌基因常见的激活机制有哪些？ 原癌基因是指人类或其他动物细胞(以及致癌病毒)固有的一类基因，能诱导细胞正常转化并使之获得新生物特征的基因总称。 特性：进化上高度保守，负责调控正常细胞生命活动，可以转化为癌基因。 功能分类：生长因子，生长因子受体，信号转导蛋白，核调节蛋白，细胞周期调节蛋白，抑制凋亡蛋白激活机制：插入激活，基因重排，基因点突变，基因扩增，基因转录改变 3试述Down综合征（21三体综合征）的主要临床特征及核型。 临床特征：生长发育障碍，智力低。呆滞面容，又称伸舌样痴呆。40%患者有先天性心脏畸形。肌张力低，50%患者有贯通手，男患者无生育能力，女患者少数有生育能力，遗传风险高。 核型：92.5%患者游离型：核型为47，XX(XY),+21 2.5%患者为嵌合型：46，XX(XY)/47，XX(XY),+21 5%患者为易位型：46，XX(XY),-14，+t(14q21q) 4简述淋球菌感染的主要传统实验室诊断方法及其主要特点，对比分析分子生物学方法的优势 1直接涂片染镜检：敏感度和特异性差，不能用于确诊。 2分离培养法：诊断NG感染的金标准，但是其对标本和培养及营养要求高，培养周期长，出报告慢，难以满足临床要求。 3免疫学法：分泌物标本中的非特异性反应严重以及抗体法间的稳定性和条件限制，推广受限。 分子生物学的优点：敏感，特异，可直接从了临床标本中检出含量很低的病原菌，适应于快速检测 5、在单基因遗传病的分子生物学检验中，点突变检测常用方法有哪些？ 1异源双链分析法（HA）2突变体富集PCR法3变性梯度凝胶电泳法4化学切割错配法5等位基因特异性寡核苷酸分析法6DNA芯片技术7连接酶链反应8等位基因特异性扩增法9RNA酶A切割法10染色体原位杂交11荧光原位杂交技术 6、简述白假丝酵母菌的分子生物学检验方法 白假丝酵母菌分子生物学检验主要包括白假丝酵母菌特异性核酸（DNA RNA）的检测、基因分型和耐药基因分析等。 1PCR技术：选择高度特异性的天冬氨酸蛋白酶基因设计引物 PCR—斑点杂交技术：正向杂交和反向杂交，后者可一次检测多种真菌 DNA指纹技术：RFLPRAPD电泳核型分析 AP—PCR技术：定义方法简便，快速，特别适合临床应用 DNA序列分析：可测定rDNA序列也适用于基因突变引起的耐药 基因芯片技术：适用于病原体的耐药研究 7、F VIII基因倒位导致血友病A，DMD基因外显子缺失导致与杜氏肌营养不良，珠蛋白基因突变导致与珠蛋白合成障碍性贫血。 （第11章，P197，P203，P207。窝觉得大家把题目读三遍就可以了） 答：F VIII基因倒位是导致的血友病A的主要原因（占50%）其它基因突变，如点突变，缺失，插入也会导致血友病A。 同理DMD基因外显子缺失是迪谢内肌营养不良（杜氏肌营养不良）发生的主要原因（60%-70%）。
分子生物学笔记完全版
分子生物学笔记 第一章基因的结构 第一节基因和基因组 一、基因(gene) 是合成一种功能蛋白或RNA分子所必须的全部DNA序列． 一个典型的真核基因包括 ①编码序列—外显子(exon) ②插入外显子之间的非编码序列—内合子(intron) ③5'-端和3'-端非翻译区(UTR) ④调控序列(可位于上述三种序列中) 绝大多数真核基因是断裂基因(split-gene)，外显子不连续。 二、基因组(genome) 一特定生物体的整套(单倍体)遗传物质的总和，基因组的大小用全部DNA的碱基对总数表示。人基因组3X1 09(30亿bp)，共编码约10万个基因。 每种真核生物的单倍体基因组中的全部DNA量称为C值，与进化的复杂性并不一致(C-value Paradox)。 人类基因组计划（human genome project, HGP） 基因组学（genomics）,结构基因组学（structural genomics）和功能基因组学（functional genomics）。 蛋白质组（proteome）和蛋白质组学（proteomics） 第二节真核生物基因组 一、真核生物基因组的特点：， ①真核基因组DNA在细胞核内处于以核小体为基本单位的染色体结构中． ②真核基因组中，编码序列只占整个基因组的很小部分(2—3％)， 三、基因家族(gene family) 一组功能相似且核苷酸序列具有同源性的基因．可能由某一共同祖先基因(ancestral gene)经重复(duplication)和突变产生。 基因家族的特点： ①基因家族的成员可以串联排列在一起，形成基因簇(gene cluster)或串联重复基因(tandemly repeated genes)，如rRNA、tRNA和组蛋白的基因；②有些基因家族的成员也可位于不同的染色体上，如珠蛋白基因；③有些成员不产生有功能的基因产物，这种基因称为假基因(Pseudogene)．Ψa1表示与a1相似的假基因． 四、超基因家族(Supergene family ，Superfamily) 由基因家族和单基因组成的大基因家族，结构上有程度不等的同源性，但功能不同． 第四节细菌和病毒基因组 一、细菌基因组的特点。 1．功能相关的几个结构基因往往串联在—起，受它们上游的共同调控区控制，形成操纵子结构， 2．结构基因中没有内含子，也无重叠现象。 3．细菌DNA大部分为编码序列。 二、病毒基因组的特点 1．每种病毒只有一种核酸，或者DNA，或者RNA； 2．病毒核酸大小差别很大，3X103一3X106bp； 3．除逆病毒外，所有病毒基因都是单拷贝的。 4．大部份病毒核酸是由一条双链或单链分子(RNA或DNA)，仅少数RNA病毒由几个核酸片段组成． 5．真核病毒基因有内含子，而噬菌体（感染细菌的病毒）基因中无内含子． 6．有重叠基因． 第五节染色质和染色体 (二)组蛋白(histone)：一类小的带有丰富正电荷<富含Lys，Arg)的核蛋白，与DNA有高亲和力． (二)．端粒(telomere)：真核生物线状染色体分子末端的DNA区域 端粒DNA的特点： 1、由富含G的简单串联重复序列组成(长达数kb)． 人的端粒DNA重复序列：TTAGGC。
分子生物学在医药中的研究进展及应用
分子生物学在医药中的研究进展及应用 ——韩静静 摘要 分子生物学是对生物在分子层次上的研究。这是一门生物学和化学之间跨学科的研究，其研究领域涵盖了遗传学、生物化学和生物物理学等学科。分子生物学主要致力于对细胞中不同系统之间相互作用的理解，包括DNA，RNA和蛋白质生物合成之间的关系以及了解它们之间的相互作用是如何被调控的。分子生物学主要研究遗传物质的复制、转录和翻译进程中的分子基础。分子生物学的中心法则认为“DNA 制造 RNA，RNA 制造蛋白质，蛋白质反过来协助前两项流程，并协助 DNA 自我复制”。 分子生物技术也称之为生物工程，是现代生物技术的主要标志，它是以基因重组技术和细胞融合技术为基础，利用生物体或者生物组织、细胞及其组分的特性和功能，设计构建具有预期性状的新物种或新品种．以便与工程原理相结台进行生产加工．为社会提供商品和服务的一个综合性技术体系，其内容包括基因工程技术、细胞工程技术、DNA测序技术、DNA芯片技术、酶工程技术等。现代分子生物技术的诞生以70年代DNA重组技术和淋巴细胞杂交瘤技术的发明和应用为标志．迄今已走过了30多年的发展历程。实践证明在解决人类面临的粮食、健康、环境和能源等重大问题方面开辟了无限广阔的前景。受到了各国政府和企业界的广泛关注。是21世纪高新技术产业的先导。 二十世纪生物医学发展的主要特点之一是对生命现象和疾病本质的认识逐渐向分子水平深入。DNA双螺旋结构的发现为分子医学和基因医学的发展奠定了基础。人们逐渐认识到，无论健康或疾病状态都是生物分子及其相互作用的结果，生物分子中起关键性作用者为基因及其表达产物蛋白质，因此从本质上说，所有的疾病都可以被认为是“基因病”。近十年来，分子生物技术已成为医学领域最有力的研究工具，以下从基因工程技术、人类基因组计划与核酸序列测定技术、基因诊断与基因体外扩增技术、生物芯片技术在医学研究中为了解疾病的发生发展机制，诊断和药物研制、开发中的应用。 关键词：分子生物学分子生物技术医药基因芯片蛋白质组学
关于化学生物学研究前沿进展的综述
关于化学生物学研究前沿进展的综述 姓名：陶宗学号：16010601001 导师：王海华教授 摘要 作为化学领域的一门新兴二级学科，化学生物学已经成为具有举足轻重作用的交叉研究领域，是推动未来生命和化学学科发展的重要动力。本文对近几年来我国化学生物学领域取得的突出进展加以归纳和介绍: (1)基于小分子化合物及探针的研究。利用有机化学手段，通过设计合成一系列多样化的小分子化合物，以这些探针为工具深入开展了细胞生理、病理活动的调控机制、细胞关键信号转导通路及重要靶标、抑制剂和标记物的发现、基于金属催化剂的活细胞生物分子激活等方面的研究；(2)以化学生物学技术为手段，着重发展了针对蛋白质、核酸和糖等生物大分子的合成、特异标记与操纵方法，用以揭示这些生物大分子所参与的生命活动的调控机制；(3)采用信号传导过程研究与靶标发现相结合，以实现“从功能基因到药物”的药物研发模式，发展了药物靶标功能确证与化合物筛选的联合研究策略；(4)以化学分析为手段，发展了在分子水平、细胞水平或活体动物水平上，获取生物学信息的新方法和新技术。这些研究成果极大地推动了我国化学生物学的进步。 关键词：化学生物学; 小分子探针; 生物大分子标记; 信号转导; 药物靶标 近年来，化学生物学已经成为具有举足轻重作用的一门新兴交叉学科，是推动未来生命科学和生物医药发展的关键研究领域。通过充分发挥化学和生物学、医学交叉的优势，化学生物学的研究具有重要的科学意义和应用前景，能够深入揭示生物学新规律，促进新药、新靶标和新的药物作用机制的发现，造福于人类的健康事业，推动社会经济发展。 在化学生物学的发展过程中，相继出现了如组合化学、高通量筛选技术、分子进化等一系列新技术和新方法，为化学与生物学、医学交叉领域的研究注入了新的内涵和驱动力。近年来，化学生物学家以小分子探针为主要工具，对细胞生命现象，尤其是细胞信号转导过程中的重要分子事件和机理进行了深入的研究。与此同时，化学生物学在与包括生物化学、分子生物学、结构生物学、细胞生物学等领域的交叉合作越发深入，研究优势越发明显，这也推动了化学、医学、药学、材料科学和生物学科相关前沿的探索研究。以下对近两年来我国化学生物学领域取得的突出进展进行大致的归纳和介绍。 1 基于小分子化合物及探针的研究