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1、非常高兴非常高兴与大家共同学习与大家共同学习分子诊断学分子诊断学课程课程1Molecular Biology 2Chapter 1Chapter 1 IntroductionIntroduction3What ?Why ?How ?4What ?5Molecular Biology在在分分子子水水平平上上探探讨讨生生命命的的本本质质，研研究究生生物物大大分分子子的的结结构构、功功能能和和它它们们之之间间的的相相互互作作用用及及其其代代谢谢调调控控的的科科学学。6Molecular Diagnostics以分子生物学理论为基础，利用分以分子生物学理论为基础，利用分子生物学的技术和方法来研究人体子
2、生物学的技术和方法来研究人体内源性或外源性生物大分子和大分内源性或外源性生物大分子和大分子体系的子体系的存在存在、结构结构或或表达调控表达调控的的变化，为疾病的预防、预测、诊断、变化，为疾病的预防、预测、诊断、治疗和转归提供信息和决策依据。治疗和转归提供信息和决策依据。 7Why ?发展简史发展简史应用应用8Brief History of Molecular Biology9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。( (一一) )准备和酝酿阶段准备和酝酿阶段19世纪到20世纪50年代初，是现代分子生物学诞生的准备和酝酿阶段。在这一阶段产生了两点对生命本质的认识上的重大突破：
3、10确定了蛋白质是生命的主要基础物质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基础是确定了生物遗传的物质基础是DNADNA11确定了蛋白质是生命的主要基础物质确定了蛋白质是生命的主要基础物质先后随后陆续发现生命的许多基本现象（物质代谢、能量代谢、消化、呼吸、运动等）都与酶和蛋白质密切相关。12确定了生物遗传的物质基础是确定了生物遗传的物质基础是DNADNA肺炎双球菌的转化实验肺炎双球菌的转化实验 噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验 13DNA is the genetic material肺炎双球菌肺炎双球菌转化实验转化实验14噬菌体侵染噬菌体侵染细菌的实验细菌的实验DNA i
4、s the genetic material15( (二二) ) 现代分子生物学的建立和发展阶段现代分子生物学的建立和发展阶段 这一阶段是从50年代初到70年代初，以1953年Watson和Crick提出的DNA双螺旋结构模型作为现代分子生物学诞生的里程碑开创了分子遗传学基本理论建立和发展的黄金时代。DNA双螺旋发现的最深刻意义在于：确立了核酸作为信息分子的结构基础;提出了碱基配对是核酸复制、遗传信息传递的基本方式；从而最后确定了核酸是遗传的物质基础。1617核酸分子结构核酸分子结构-一种可能的结构一种可能的结构v DNA具有双螺旋结构具有双螺旋结构ThetwoThetwostrandsofD
5、NAstrandsofDNAformadoubleformadoublehelix.helix. 1819v 基因是存在于染色体上的具基因是存在于染色体上的具 有特定的遗传功能的有特定的遗传功能的DNA片片 段。段。20v 半保留复制半保留复制21中心法则的内容中心法则的内容22( (三三) )初步认识生命本质并开始改造生命的初步认识生命本质并开始改造生命的深入发展阶段深入发展阶段1.1.重组重组DNADNA技术的建立和发展技术的建立和发展19721972年年BergBerg等将等将SV-40SV-40病毒病毒DNADNA与噬与噬菌体菌体P22DNAP22DNA在体外重组成功；在体外重组成功；
6、19731973年年CohenCohen等人两种抗性的质粒重等人两种抗性的质粒重组并转化成功组并转化成功。23 1977年Boyer等首先将人工合成的生长激素释放抑制因子14肽的基因重组入质粒，成功地在大肠杆菌中合成得到这14肽。基因工程制药基因工程制药24转基因转基因动植物和基因剔除动植物和基因剔除动植物的成功是基因工程动植物的成功是基因工程技术发展的结果。技术发展的结果。25转基因与转基因动物转基因与转基因动物转基因超级鼠转基因超级鼠1982年，英国的自然杂志发表了一篇文章：有两个美国实年，英国的自然杂志发表了一篇文章：有两个美国实验小组利用转基因技术，将大鼠生长激素重组基因导入到小鼠验小
7、组利用转基因技术，将大鼠生长激素重组基因导入到小鼠受精卵中受精卵中,培育出具快速生长效应的培育出具快速生长效应的“转基因超级鼠转基因超级鼠”。转基因鼠。转基因鼠比与它同胎所生的小鼠生长速度快比与它同胎所生的小鼠生长速度快23倍，体积大一倍。倍，体积大一倍。激起了人们创造优良品系家畜的热情。26转基因羊转基因羊羊受精卵羊受精卵凝血因凝血因子基因子基因母亲母亲乳汁含治疗血友乳汁含治疗血友病的凝血因子病的凝血因子27带有人凝血因子基因的转基因羊带有人凝血因子基因的转基因羊(1998)28羊奶可治血友病羊奶可治血友病29转基因观赏鱼转基因观赏鱼302.DNA测序 1975-1977年Sanger、Ma
8、xam和Gilbert先后发明了两种DNA序列的快速测定法； 90年代全自动核酸序列测定仪的问世。313.PCR技术1985年Cetus公司Mullis等发明的聚合酶链式反应（PCR）的特定核酸序列扩增技术，更以其高灵敏度和特异性被广泛应用，对分子生物学的发展起到了重大的推动作用。324.4.基因组研究的发展基因组研究的发展 目前分子生物学已经从研究单个基因发展到研究生物整个基因组的结构与功能。测定一个生物基因组核酸的全序列无疑对理解这一生物的生命信息及其功能有极大的意义。3319901990年人类基因组计划年人类基因组计划（Human Genome Project）开始实施，这是生命科学领域
9、有史以来全球性最庞大的研究计划。345. .蛋白质组研究的发展蛋白质组研究的发展 35Application in Medicine分子机制的研究分子机制的研究诊断和治疗诊断和治疗个体化医疗个体化医疗36Molecular Diagnostics以分子生物学理论为基础，利用分以分子生物学理论为基础，利用分子生物学的技术和方法来研究人体子生物学的技术和方法来研究人体内源性或外源性生物大分子和大分内源性或外源性生物大分子和大分子体系的子体系的存在存在、结构结构或或表达调控表达调控的的变化，为疾病的预防、预测、诊断、变化，为疾病的预防、预测、诊断、治疗和转归提供信息和决策依据。治疗和转归提供信息和决
10、策依据。 37分子诊断的材料：分子诊断的材料：DNARNAprotein38第一阶段第一阶段-1978-1978年年- -分子杂交分子杂交技术技术第二阶段第二阶段-1985-1985年年- -PCRPCR技术技术第三阶段第三阶段-90-90年代中期年代中期- -生物生物芯片芯片39分子克隆分子克隆、PCR及及DNA序列序列分析这三位一体的实验方法分析这三位一体的实验方法几乎构成了整个现代分子生几乎构成了整个现代分子生物学实验的基础。物学实验的基础。PCR、DNA测序测序和和分子杂交分子杂交技技术一起，成为现在分子诊断学术一起，成为现在分子诊断学研究使用的主流技术。研究使用的主流技术。40感染性
11、疾病的分子诊断感染性疾病的分子诊断遗传性疾病的分子诊断遗传性疾病的分子诊断肿瘤的分子诊断肿瘤的分子诊断其他其他41基因治疗：1991年美国向一患先天性免疫缺陷病（遗传性腺苷脱氨酶ADA基因缺陷）的女孩体内导入重组的ADA基因，获得成功。我国也在1994年用导入人凝血因子基因的方法成功治疗了乙型血友病的患者。在我国用作基因诊断的试剂盒已有近百种之多。基因诊断和基因治疗正在发展之中。42有些人既抽烟有些人既抽烟有些人既抽烟有些人既抽烟又喝酒却能活又喝酒却能活又喝酒却能活又喝酒却能活到到到到9090岁而不生岁而不生岁而不生岁而不生癌症，而有些癌症，而有些癌症，而有些癌症，而有些人却因为抽烟人却因为抽
12、烟人却因为抽烟人却因为抽烟又喝酒早早地又喝酒早早地又喝酒早早地又喝酒早早地得了癌症。得了癌症。得了癌症。得了癌症。有些女性的乳有些女性的乳有些女性的乳有些女性的乳腺癌经治疗后腺癌经治疗后腺癌经治疗后腺癌经治疗后能得到好转，能得到好转，能得到好转，能得到好转，而有些女性却而有些女性却而有些女性却而有些女性却不能。不能。不能。不能。为什么？为什么？为什么？为什么？43How ?4445在前进的路上，每个人都背负着一个沉重的在前进的路上，每个人都背负着一个沉重的十字架，在缓慢而艰难地朝着目的地前进。十字架，在缓慢而艰难地朝着目的地前进。46途中，有一个人忽然停了下来。途中，有一个人忽然停了下来。47
13、他心想：这个十字架实在是太沉重了，就他心想：这个十字架实在是太沉重了，就这样背着它，得走到何年何月啊？！这样背着它，得走到何年何月啊？！48于是，他拿出刀，作出了一个惊人的决于是，他拿出刀，作出了一个惊人的决定：他决定将十字架砍掉一些。定：他决定将十字架砍掉一些。他真的这么做了，开始砍十字架他真的这么做了，开始砍十字架49砍掉之后走起来，的确是轻松了很多，他砍掉之后走起来，的确是轻松了很多，他的步伐也不由得加快了。的步伐也不由得加快了。50于是，就这样走啊走啊走啊走，又走于是，就这样走啊走啊走啊走，又走了很久很久很久很久了很久很久很久很久51他又想：虽然刚才已经将十字架砍掉了一他又想：虽然刚才
14、已经将十字架砍掉了一块，但它还是太重了。为了能够更快更轻块，但它还是太重了。为了能够更快更轻松地前行，这次，他决定将十字架再砍掉松地前行，这次，他决定将十字架再砍掉一大块。他又开始砍了一大块。他又开始砍了52这样一来，他一下子感到轻松了许多！这样一来，他一下子感到轻松了许多！53于是，他毫不费力地就走到了队伍的最前面于是，他毫不费力地就走到了队伍的最前面大家看：当其他人都在负重奋力前行时，他大家看：当其他人都在负重奋力前行时，他呢，却能边走边轻松地哼着歌！呢，却能边走边轻松地哼着歌！54走着走着，谁料，前边忽然出现了一个又走着走着，谁料，前边忽然出现了一个又深又宽的沟壑！深又宽的沟壑！沟上没有
15、桥，周围也没有路。这时候也没有蜘沟上没有桥，周围也没有路。这时候也没有蜘蛛侠或者超人出来解救他蛛侠或者超人出来解救他55他，该怎么办呢？！他，该怎么办呢？！后面的人都慢慢地赶上来了。他们用自己背负后面的人都慢慢地赶上来了。他们用自己背负的十字架搭在沟上，做成桥，从容不迫地跨越的十字架搭在沟上，做成桥，从容不迫地跨越了沟壑。了沟壑。56他也想如法炮制。只可惜啊，他的十字架之他也想如法炮制。只可惜啊，他的十字架之前已经被砍掉了长长的一大截，根本无法做前已经被砍掉了长长的一大截，根本无法做成桥帮助他跨越沟壑！成桥帮助他跨越沟壑！57于是，当其他人都在朝着目标继续前进时，于是，当其他人都在朝着目标继续
16、前进时，他却只能停在原地，垂头丧气，追悔莫及。他却只能停在原地，垂头丧气，追悔莫及。58其实，我们每个人每一天都背负着各种各样的十字实，我们每个人每一天都背负着各种各样的十字架，在艰难前行。它也许是我们的学习，也许是我架，在艰难前行。它也许是我们的学习，也许是我们的工作，也许是我们的情感，也许是我们必须承们的工作，也许是我们的情感，也许是我们必须承担的责任和义务。担的责任和义务。但是，正是这些责任和义务，构但是，正是这些责任和义务，构成了我们在这个世界上存在着的理由和价值。成了我们在这个世界上存在着的理由和价值。所以，请不要埋怨学业的繁重，工作的劳苦，责任所以，请不要埋怨学业的繁重，工作的劳苦
17、，责任的重大，因为真正的快乐，是挑战后的结果，没有的重大，因为真正的快乐，是挑战后的结果，没有经历深刻的痛苦，我们也就体会不到酣畅淋漓的快经历深刻的痛苦，我们也就体会不到酣畅淋漓的快乐！乐！有些黑暗，只能自己穿越；有些痛苦，只能自己有些黑暗，只能自己穿越；有些痛苦，只能自己体验；有些孤独，也只能自己品尝。但是，穿过体验；有些孤独，也只能自己品尝。但是，穿过黑暗，我们一定能感受到阳光的温度；走出痛苦，黑暗，我们一定能感受到阳光的温度；走出痛苦，我们一定能企及成长的高度；告别孤独，我们也我们一定能企及成长的高度；告别孤独，我们也一定能收获灵魂的深度！一定能收获灵魂的深度！5960你对现代分子生物学的含义和包括的研究范围是怎么理解的？你对分子生物学的现况和今后的发展有何看法？ 分子生物学和医学有什么联系？Question61Thank you for your attention!62
