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1、1,生 物 化 学,上海交通大学医学院,生物化学与分子生物学教研室,Biochemistry,2,第一章 绪 论,3,第一节 生物化学的定义,生物化学 研究生命分子基础的科学,分子水平探讨生命本质(不同于形态学,细胞学),采用化学的原理与方法,边缘学科, 间接的研究方法,4,生物化学的重要组成部分 渗透到生命学科各领域 生命科学的共同语言 生命科学的前沿学科,分子生物学(Molecular Biology):,研究生物大分子结构、功能、调控,5,一、初期阶段 (18中叶 20世纪初) 化学组成， 糖、脂、氨基酸性质， 发现核酸、 “酶”， 血糖测定,第二节 生物化学发展概况,(悠久历史，重大进
2、展和突破),古老、年轻的学科,6,二、蓬勃发展阶段 (20世纪初),* 营养学 (必需氨基酸、必需脂肪酸、Vit),* 内分泌学 (激素 - 发现、分离、合成),* 酶学 (结晶体),* 主要物质代谢途径的确定,(糖、脂肪酸氧化，尿素合成，三羧酸循环),7,三、分子生物学崛起(20世纪下叶),生物化学发展的显著特征, 发现蛋白质二级结构,8, 完成胰岛素序列分析（1955，Sanger ）,9, 提出DNA双螺旋模型,(1953，Watson & Crick),10,是生物化学发展进入分子生物学时代的标志,为揭示遗传信息传递规律奠定了基础,深入研究DNA复制、基因转录、RNA功能,提出了遗传的
3、中心法则 (图),破译了mRNA分子中的遗传密码,DNA双螺旋的发现,(亲代DNA 子代DNA),复制,11,复制,转录,翻译,DNA,RNA,蛋白质,分子生物学的中心法则 (central dogma),12,四、50年代后期;,五、60年代初; 人工合成牛胰岛素,研究焦点 蛋白质与核酸,揭示了蛋白质的生物合成途径,13,人工全合成牛胰岛素研究,14,* 促进了对基因表达机制的研究,* 人类主动改造生物体成为可能,意义：,六、70年代; 重组DNA技术,分子生物学技术上的重大突破,DNA片段,(不同来源),重组DNA分子,(人造),拼接,15,导入,转基因动物 (图) 目的基因 动物体内,重
4、组DNA技术发展 转基因动物、基因敲除,基因敲除：,基因诊断、基因治疗,表达,目的基因,有目的地敲除动物体内某种基因,产物,16,17,18,分子生物学 方法,诊断 疾病,直接检测基因 结构/表达水平,基因诊断：,传统的诊断 以疾病的表型改变为依据,(临床体症、实验指标),疾病方法,：,19,整合,校正/置换 致病基因,转移,某种遗 传物质,治疗 疾病,患者细胞内,正常基因,患者细胞 基因组,基因治疗：,20,细胞因子基因 (能刺激免疫反应),肿瘤细胞 (瘤苗),肿瘤患者,肿瘤细胞免疫原性,(有利于被机体免疫系统识别及排斥),导入,回输,21,七、80年代; 核酶、PCR、丙氨酰tRNA(19
5、81),八、90年代;,是人类生命科学史上的伟大创举,* 实施人类基因组计划（HGP ),Human Genome Project,22,阐明序列 (细胞基因组DNA中30亿bp) 找出基因 (3-4万个) 确定位置 破译信息,目的：,在细胞水平解决基因组问题(个别基因 基因组),23,九、 人类基因组计划,后基因组计划,(功能基因组/蛋白质组),DNA mRNA 蛋白质,转录,翻译,进入,(tRNA、rRNA),(基因功能的 表现形式),蛋白质组学(Proteome) :,以细胞内全部蛋白质及其活动方式为研究对象,24,兴起蛋白质组学研究的其它原因：,*已完成测序的基因组: 50%基因功能尚
6、不清楚,HGP最终目的 阐明基因的功能(编码何种蛋白质及其功能),无法阐明大部分基因编码何种蛋白质,从基因 所有蛋白质功能： 很困难,直接研究蛋白质,了解,DNA RNA 蛋白质,(基因功能的 表现形式),25,蛋白质 生命现象的直接体现者,研究细胞内全部蛋白质,及其活动方式,对生命现象,导致,整体研究,(蛋白质组学),生理功能执行者,26,顺序、方式,连接,1. 结构：,重点: 生物大分子(生物信息分子),构件分子 多聚体,* 一级结构：,一、生物分子结构与功能 (叙述生化，2-5章),第三节 生物化学的内容,* 空间结构：,螺旋(蛋白质),双螺旋(核酸),27,(蛋白质、核酸),生物大分子
7、 功能的实现,* 分子相互 识别和作用,2. 功能：,* (一级、空间)结构与功能关系,28,二、物质代谢及其调节 (动态生化,6-11章),主要途径基本搞清，众多问题有待探讨,1. 新陈代谢 - 生命体的基本特征,与外环境的交流，维持内环境稳定,2. 正常物质代谢 - 维持正常生命所必需,代谢紊乱 疾病,29,三、基因信息传递及其调控 (分子生物学,12-15章),涉及: 遗传、变异、生长、分化,相关: 遗传病、肿瘤、心血管病,基因信息研究在生命科学中重要位置,30,第四节 生物化学与医学,医学研究的对象 人,一、医学生物化学 研究人体的生物化学,(既是生化,也是医学的重要组成部分),医学生物化学研究的内容:,(机能生化及与医学 相关内容,16-21章),人体组织器官的化学组成、 代谢特点及与生理功能关系,31,预防、诊治疾病 需生化理论和技术,二、与临床医学关系密切:,探讨发病机制 在分子水平,(生化与分子生物学),32,生物化学,重要的医学基础学科,
