分子生物學：以核酸、蛋白質(zhì)等生物大分子為材料，研究它們的組成、結(jié)構(gòu)和功能，揭示生命規(guī)律和疾病本質(zhì)的一門學科。

分子生物學是從分子水平研究生命本質(zhì)為目的的一門學科，它以核酸和蛋白質(zhì)等生物大分子的結(jié)構(gòu)及其在遺傳信息和細胞信息傳遞中的作用為研究對象，是當前生命科學中發(fā)展最快并正在與其它學科廣泛交叉與滲透的重要前沿領(lǐng)域。分子生物學的發(fā)展為人類認識生命現(xiàn)象帶來了前所未有的機會，也為人類利用和改造生物創(chuàng)造了極為廣闊的前景。 

所謂在分子水平上研究生命的本質(zhì)主要是指對遺傳、 生殖、生長和發(fā)育等生命基本特征的分子機理的闡明，從而為利用和改造生物奠定理論基礎(chǔ)和提供新的手段。這里的分子水平指的是那些攜帶遺傳信息的核酸和在遺傳信息傳遞及細胞內(nèi)、細胞間通訊過程中發(fā)揮著重要作用的蛋白質(zhì)等生物大分子。這些生物大分子均具有較大的分子量，由簡單的小分子核苷酸或氨基酸排列組合以蘊藏各種信息，并且具有復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)以形成精確的相互作用系統(tǒng)，由此構(gòu)成生物的多樣化和生物個體精確的生長發(fā)育和代謝調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)。闡明這些復(fù)雜的結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系是分子生物學的主要任務(wù)。 

1、基因的發(fā)現(xiàn)

基因是核酸中貯存遺傳信息的遺傳單位, 轉(zhuǎn)錄完整RNA分子或編碼多肽鏈的一段DNA序列, 產(chǎn)物具有一定的生物學功能。

從生化學角度：基因是一段DNA序列, 該序列可以產(chǎn)生某種表型。

從遺傳學角度：基因代表一個遺傳單位、一個功能單位、一個突變單位。 

（1）孟德爾與“遺傳因子”

孟德爾

（2）摩爾根與《基因論》，獲得1933年諾貝爾生理醫(yī)學獎

基因論、摩爾根

2、理論方面的三大發(fā)現(xiàn)

（1）遺傳物質(zhì)是DNA

① 肺炎球菌轉(zhuǎn)化實驗       

Avery: 遺傳物質(zhì)是DNA, 不是蛋白質(zhì)。

② 噬菌體侵染實驗        

 Hershy和Chase: 遺傳物質(zhì)是DNA。

Avery、Hershy、Chase

（2）DNA的結(jié)構(gòu)

① DNA的堿基組成：有4種堿基參與

腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶

② DNA的一級結(jié)構(gòu)

堿基 + 脫氧核糖（糖苷鍵）= 脫氧核糖核苷

脫氧核糖核苷（磷酸酯化）= 脫氧核糖核苷酸

脫氧核糖核苷酸（3’,5’磷酸二酯鍵）= DNA

③ DNA的空間結(jié)構(gòu)

1953年Watson和Crick闡明DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu), 揭示了遺傳物質(zhì)的分子機制，獲得1962年諾貝爾生理醫(yī)學獎。

Watson、Crick

DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)

（3）“中心法則”與“遺傳密碼”。

① 1957年Crick提出遺傳信息傳遞“中心法則”。

② 1964年Nirenberg和Khorana破譯“遺傳密碼”   1968年諾貝爾生理醫(yī)學獎。

Nirenberg、Khorana

3、實驗方面的4項關(guān)鍵技術(shù)

（1）限制性內(nèi)切酶技術(shù)，獲得1978年諾貝爾生理醫(yī)學獎。

Arber、 Smith、Nathans

第一次理論預(yù)見限制酶、第一次分離得到限制酶、第一次使用限制酶。

（2）DNA連接酶技術(shù)

1967年2個實驗室同時發(fā)現(xiàn)DNA連接酶。

Richardson、Hurwitz

（3）基因載體技術(shù)

1973年Cohen使用質(zhì)粒和λ噬菌體作為載體, 在細菌里擴增。

Cohen

（4）DNA測序技術(shù)

1975年Gilbert 和Sanger發(fā)明DNA測序技術(shù)，獲得1980年諾貝爾化學獎。

Gilbert、 Sanger

4、代表性的2個實驗

（1）Berg實驗

1972年Berg首次完成DNA片斷體外重組實驗，獲得1980年諾貝爾化學獎。

Berg

（2）Boyer-Cohen實驗

1973年Boyer和Cohen將卡那霉素R65質(zhì)粒與四環(huán)素pSC101質(zhì)粒連接成重組質(zhì)粒，獲得1986年諾貝爾生理醫(yī)學獎。

Boyer、Cohen

分子生物診斷學的臨床應(yīng)用

1、病原微生物基因與人類感染性疾病

包括結(jié)核桿菌、肝炎病毒、人類免疫缺陷病毒、SARS相關(guān)冠狀病毒和人禽流感病毒等，對于這些病原生物基因和基因組的研究以及耐藥性機制的研究已成為分子診斷醫(yī)學領(lǐng)域的主要內(nèi)容。

2、單基因病

當致病基因核苷酸發(fā)生缺失、插入、倒位、易位、點突變等基因突變，并且這種突變改變了基因的編碼序列或影響了基因的調(diào)控序列時，基因的功能發(fā)生異常導致的疾病。

如：血紅蛋白病、血友病、強直性肌營養(yǎng)不良等。

3、多基因病

多基因病的發(fā)病機制十分復(fù)雜，遺傳因素和環(huán)境因素共同起作用，這些病的發(fā)病有一定遺傳基礎(chǔ)，常表現(xiàn)出家族傾向，但卻又不符合一般的遺傳方式。

4、腫瘤相關(guān)基因及惡性腫瘤

腫瘤的發(fā)生是由多種致癌因素綜合作用的結(jié)果，與腫瘤發(fā)生相關(guān)的基因稱為腫瘤相關(guān)基因，包括癌基因和抑癌基因。 

5、線粒體變異與線粒體遺傳病

線粒體DNA突變使線粒體功能發(fā)生障礙，直接影響人體組織和細胞的各種生物學功能，導致線粒體遺傳病，它具有母系遺傳、基因突變具閾值效應(yīng)以及多系統(tǒng)受累等遺傳學特征。

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