学校代码：__________学号：1102021025 Hefei University论文题目现在分子生物学综述________________作者姓名：________苏小伍________________________导师姓名：_______李玉晖_（副教授、博士）_____________ 完成时间：___ 2013/10/8________摘要在分子水平上研究生命现象的科学。

通过研究生物大分子(核酸、蛋白质)的结构、功能和生物合成等方面来阐明各种生命现象的本质。

研究内容包括各种生命过程。

比如光合作用、发育的分子机制、神经活动的机理、癌的发生等。

分子生物学（molecular biology)分子生物学从分子水平研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象本质的科学。

自20世纪50年代以来，分子生物学是生物学的前沿与生长点，其主要研究领域包括蛋白质体系、蛋白质-核酸体系（中心是分子遗传学)和蛋白质-脂质体系（即生物膜）。

生物大分子，特别是蛋白质和核酸结构功能的研究，是分子生物学的基础。

现代化学和物理学理论、技术和方法的应用推动了生物大分子结构功能的研究，从而出现了近30年来分子生物学的蓬勃发展。

关键词：分子生物学蛋白质体系蛋白质-核酸体系蛋白质-脂质体系1、简介分子生物学和生物化学及生物物理学关系十分密切，它们之间的主要区别在于：①生物化学和生物物理学是用化学的和物理学的方法研究在分子水平，细胞水平，整体水平乃至群体水平等不同层次上的生物学问题。

而分子生物学则着重在分子（包括多分子体系）水平上研究生命活动的普遍规律；②在分子水平上，分子生物学着重研究的是大分子，主要是蛋白质，核酸，脂质体系以及部分多糖及其复合体系。

而一些小分子物质在生物体内的转化则属生物化学的范围；③分子生物学研究的主要目的是在分子水平上阐明整个生物界所共同具有的基本特征，即生命现象的本质；而研究某一特定生物体或某一种生物体内的某一特定器官的物理、化学现象或变化，则属于生物物理学或生物化学的范畴。

2、学科关系生物化学是生物学的分支学科，是研究生命物质的化学组成、结构及生命活动过程中各种化学变化的基础生命科学。

分子生物学是在分子水平上研究生命现象的科学，通过研究生物分子的结构、功能和生物合成等方面来阐明生命现象的本质。

科学研究是推动生物化学和分子生物学发展的动力，从1901年以来自然科学领域的诺贝尔奖大概有550名左右，其中有200位诺奖得者涉及到生物化学和分子生物学。

3、发展简史结构分析和遗传物质的研究在分子生物学的发展中作出了重要的贡献。

结构分析的中心内容是通过阐明生物分子的三维结构来解释细胞的生理功能。

另一方面，M.德尔布吕克小组从1938年起选择噬菌体为对象开始探索基因之谜。

噬菌体感染寄主后半小时内就复制出几百个同样的子代噬菌体颗粒，因此是研究生物体自我复制的理想材料。

到20世纪60年代中期，关于DNA自我复制和转录生成RNA的一般性质已基本清楚，基因的奥秘也随之而开始解开了。

仅仅30年左右的时间，分子生物学经历了从大胆的科学假说，到经过大量的实验研究，从而建立了本学科的理论基础。

进入70年代，由于重组DNA研究的突破，基因工程已经在实际应用中开花结果，根据人的意愿改造蛋白质结构的蛋白质工程也已经成为现实。

4、分子生物学研究蛋白质的特殊性质和生理功能与其分子的特定结构有着密切的关系，这是形形色色的蛋白质所以能表现出丰富多彩的生命活动的分子基础。

研究蛋白质的结构与功能的关系是分子生物学研究的一个重要内容。

随着结构分析技术的发展，1962年已有几千个蛋白质的化学结构和几百个蛋白质的立体结构得到了阐明。

70年代末以来，采用测定互补DNA顺序反推蛋白质化学结构的方法，不仅提高了分析效率，而且使一些氨基酸序列分析条件不易得到满足的蛋白质化学结构分析得以实现。

发现和鉴定具有新功能的蛋白质，仍是蛋白质研究的内容。

例如与基因调控和高级神经活动有关的蛋白质的研究很受重视。

4.1 蛋白质－核酸体系生物体的遗传特征主要由核酸决定。

绝大多数生物的基因都由DNA构成。

简单的病毒，如λ噬菌体的基因组是由46000个核苷酸按一定顺序组成的一条双股DNA（由于是双股DNA，通常以碱基对计算其长度）。

细菌，如大肠杆菌的基因组，含4×10^6碱基对。

人体细胞染色体上所含DNA为3×10^9碱基对。

遗传信息要在子代的生命活动中表现出来，需要通过复制、转录和转译。

复制是以亲代DNA为模板合成子代DNA分子。

转录是根据DNA的核苷酸序列决定一类RNA分子中的核苷酸序列；后者又进一步决定蛋白质分子中氨基酸的序列，就是转译。

因为这一类RNA 起着信息传递作用，故称信使核糖核酸(mRNA）。

由于构成RNA的核苷酸是4种，而蛋白质中却有20种氨基酸，它们的对应关系是由mRNA分子中以一定顺序相连的3个核苷酸来决定一种氨基酸，这就是三联体遗传密码。

基因在表达其性状的过程中贯串着核酸与核酸、核酸与蛋白质的相互作用。

基因表达的调节控制也是通过生物大分子的相互作用而实现的。

如大肠杆菌乳糖操纵子上的操纵基因通过与阻遏蛋白的相互作用控制基因的开关。

真核细胞染色质所含的非组蛋白在转录的调控中具有特殊作用。

正常情况下，真核细胞中仅2～15%基因被表达。

这种选择性的转录与转译是细胞分化的基础。

4.2 蛋白质－脂质体系生物体内普遍存在的膜结构，统称为生物膜。

它包括细胞外周膜和细胞内具有各种特定功能的细胞器膜。

从化学组成看，生物膜是由脂质和蛋白质通过非共价键构成的体系。

很多膜还含少量糖类，以糖蛋白或糖脂形式存在。

1972年提出的流动镶嵌模型概括了生物膜的基本特征：其基本骨架是脂双层结构。

膜蛋白分为表在蛋白质和嵌入蛋白质。

膜脂和膜蛋白均处于不停的运动状态。

生物膜在结构与功能上都具有两侧不对称性。

以物质传送为例，某些物质能以很高速度通过膜，另一些则不能。

象海带能从海水中把碘浓缩3万倍。

生物膜的选择生物膜的流动镶嵌模型性通透使细胞内pH和离子组成相对稳定，保持了产生神经、肌肉兴奋所必需的离子梯度，保证了细胞浓缩营养物和排除废物的功能。

生物体的能量转换主要在膜上进行。

生物体取得能量的方式，或是像植物那样利用太阳能在叶绿体膜上进行光合磷酸化反应；或是像动物那样利用食物在线粒体膜上进行氧化磷酸化反应。

这二者能量来源虽不同，但基本过程非常相似，最后都合成腺苷三磷酸。

对于这两种能量转换的机制，P.米切尔提出的化学渗透学说得到了越来越多的证据。

生物体利用食物氧化所释放能量的效率可达70%左右，而从煤或石油的燃烧获取能量的效率通常为20～40%，所以生物力能学的研究很受重视。

对生物膜能量转换的深入了解和模拟将会对人类更有效地利用能量作出贡献。

5、相关应用5.1 亲子鉴定近几年来，人类基因组研究的进展日新月异，而分子生物学技术也不断完善，随着基因组研究向各学科的不断渗透，这些学科的进展达到了前所未有的高度。

在法医学上，STR位点和单核苷酸（SNP）位点检测分别是第二代、第三代DNA分析技术的核心，是继RFLPs （限制性片段长度多态性）VNTRs（可变数量串联重复序列多态性）研究而发展起来的检测技术。

随着DNA技术的发展和应用，DNA标志系统的检测将成为破案的重要手段和途径。

此方法作为亲子鉴定已经是非常成熟的，也是国际上公认的最好的一种方法。

5.2 与人类自身发展分子生物学作为现代科学的一门综合科学，其意义不止体现在纯粹的科学价值上；更为重要的是它的发展关系到人类自身的方方面面。

分子生物学又可以细致的划分为大分子生物与电子生物学两种。

电子生物生物学则是从比大分子更细致的小分子及原子角度来解释生命的基本要素和构成，有着更多未解的谜题和更为广阔的科学前景。

克隆技术基本上只是此项课题的一个入门阶段的应用。

可以想象未来随着研究的深入以及物理学的进一步发展。

人类有可能成为创造另类生物的“上帝”。

5.3 转基因食品转基因食品（Genetically Modified Foods，GMF）是利用现代分子生物技术，将某些生物的基因转移到其他物种中去，改造生物的遗传物质，使其在形状、营养品质、消费品质等方面向人们所需要的目标转变。

以转基因生物为直接食品或为原料加工生产的食品就是“转基因食品”。

可增加作物单位面积产量；可以降低生产成本；通过转基因技术可增强作物抗虫害、抗病毒等的能力；提高农产品的耐贮性，延长保鲜期，满足人民生活水平日益提高的需求；可使农作物开发的时间大为缩短；可以摆脱季节、气候的影响，四季低成本供应；打破物种界限，不断培植新物种，生产出有利于人类健康的食品。

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