福建农林大学分子生物学课件3

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1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Gene expression and regulation,基因功能,学习,语言,记忆,生老病死,chromosome,Gene:,coding sequence：,continous,（bacteria）,discontinous,(,eukaryotes,):,exon,and,intron,non-coding sequence:,regulation or in the construction of chromosome,RNA splicing,discovery of split gene；

2、,splicing during gene expression,domain,ribozyme,Cech,:catalytic RNA molecules,Cuenoud,(1995):catalytic DNA molecules,origin of life:,RNA?DNA?,Gene expression,sequence,time,position,control elements,regulator elements,TATA box,GC box,enhancer,silencer,Zinc finger,leucine,zipper,helix-loop-helix,Loop

3、ing theory,Life:how long?,telomere,girase,DNA de-,methylation,DNA damage and repair,biological clock gene,生物信息学,概况,新兴的交叉学科,研究材料,是生物学数据，,采用方法,是计算技术，传统叫“计算生物学”,近10年生物学研究从,描述、定性,的“经典”模式中脱胎，进入以,机制、定量,的“信息生物学”时代。,定义,从事对生物信息的获取、加工、储存、分配、分析和释读，并综合运用,数学、计算机科学,和,生物学,工具，以达到理解数据中生物学含义的目标。,基因组数据库与,Bioinformatic

4、s,DBJ、NCBI、NBI 2002.4 1872GB,数据，1600万条记录，355个数据库,84种生物测序完成，449种正在测序。,转录组、调控组、代谢组、信号组、酶组(,ome,),时代。,通过比对，确定物种进化关系。,三,方面科学基础,需要发达的、复杂的、可相互交流的数据库系统,需要强有力的创新算法和软件,需要自动化大规模高通量的生物学研究方法和平台技术,三,层次重要内容,基因组信息学,蛋白质结构计算与模拟,分子与药物设计,The,proteome,&,proteomics,2,D-electrophoresis,Mass spectrometry,bioinformatics,本世

5、纪生命科学中最有前瞻性、挑战性学科,结构基因组学,比较基因组学,功能基因组学,蛋白质组学,蛋白质组学,基因组中的基因是否全部被转录和翻译？,基因产物表达量的变化和规律如何？,蛋白质如何进行修饰和功能表达？,开放阅读框预测和新功能开发？,蛋白质组学,蛋白质组学技术研究进展及在生命科学领域中的应用,采用蛋白质组学技术进行快速药物筛选,样品制备技术,蛋白质的提取原理、分级法提取技术方案及策略,生物体液中蛋白质的亲和提取及与质谱快速鉴定技术,双向凝胶电泳技术,双向,电泳技术原理,2,D,胶的不同染色技术和应用策略,2,D,重复性研究及高重复性、高匹配率的实施,2,D,图谱分析技术及分析,生物质谱技术和

6、生物信息分析,MALDI-TOF,生物质谱仪原理、应用和进展,MALDI-TOF,特点、对样品的要求,银染法进行,MALDI-TOF,质谱,分析的技术,蛋白质肽质量指纹图谱分析及数据库,Q-TOF,生物质谱仪原理、特点及蛋白质序列测定,技 术,全,蛋白释放细胞破碎,细胞全蛋白单向凝胶电泳分离,细胞全蛋白双向凝胶电泳分离,双向电泳图谱分析,目的蛋白选择与取样,蛋白质亚基分离和质谱分析,目的蛋白质酶解与多肽鉴定,生物质谱仪测定肽质量指纹图谱,肽质量指纹图谱的信息分析,我国重点高新技术领域技术预测与关键技术,我国重点高新技术领域技术预测与关键技术,基因组测序关键技术,人类功能基因组,植物功能基因组,

7、特殊微生物功能基因组,重要病原微生物功能基因组,我国重点高新技术领域技术预测与关键技术,基因、蛋白质表达及调控,基因定点整合与高效转移,蛋白质组学,结构基因组学,基因,Knock-out、Knock-in,技术,基因沉默,我国重点高新技术领域技术预测与关键技术,RNA,干扰,植物转基因,动物转基因,分子标记,动物体细胞克隆,畜禽干细胞建系和定向诱导分化,我国重点高新技术领域技术预测与关键技术,糖生物学与糖工程,细胞因子组（,Kinome,),组合化学,组织与器官工程,基因治疗,细胞治疗,我国重点高新技术领域技术预测与关键技术,蛋白质结构预测,新型生物工程产品的下游技术,生物信息,生物信息的开发

8、、加工和利用,生物信息数据库的构建,DNA,计算机,我国重点高新技术领域技术预测与关键技术,生物转基因安全,生物技术产品的质量控制,极端环境微生物资源,生物催化和生物转化,生物反应器,动物生物反应器,我国重点高新技术领域技术预测与关键技术,高通量筛选,人类,SNP,药物基因组学,药物分子设计及虚拟筛选,药物靶点发现与确证,转基因或基因修饰实验动物模型,我国重点高新技术领域技术预测与关键技术,生物技术药物（包括疫苗）制备,化学合成药物原料,天然药物原料,药物新剂型及给药系统,辅料制备与生产工艺,药物质量控制及标准化,生物技术药物安全及药效评价,我国重点高新技术领域技术预测与关键技术,干细胞体外培

9、养诱导分化和治疗,重大及感染性疾病快速检测与诊断试剂,重要致病微生物的宿主防御,血液代用品及新型血液制品,微生物新型生理活性物质及次生代谢产物,我国重点高新技术领域技术预测与关键技术,生物可降解塑料,环境污染物治理,生物能源和重组微生物燃料,微生物采油、采矿,生物芯片,生物法生产重要化工产品,我国重点高新技术领域技术预测与关键技术,新型重要工业酶制剂,纳米生物技术产品,植物突变体库构建筛选,农作物分子标记、新品种,畜禽分子标记或聚合育种新品种,优质、高产转基因农作物新品种,我国重点高新技术领域技术预测与关键技术,优质、高产转基因林草新品种,作物品种设计,畜禽转基因新品种,水产、养殖鱼类等转基因

10、新品种,转基因蔬菜,转基因花卉,我国重点高新技术领域技术预测与关键技术,重组微生物制剂,微生物肥料,生物农药,微生物饲料,基因工程禽疫苗,化学生物学,化学生物学,方向,高端的基础研究与产业研发相结合。,是多学科交叉的新兴学科,目标,整合科研机构，建立化学生物学硬件平台、软件平台。,化学生物科学中心的网络,生物信息学医药科学,化学生物学海洋资源,生物材料环境保护,学科交叉是创新之源,学科交叉融合是科学发展的趋势。,斯坦福大学、哈佛大学、普林斯顿大学等成立了跨越,生物学、物理学、化学,等多个学科的交叉科学研究所或研究中心,。,“化学生物学”将成为21世纪重要的新兴交叉学科,2000年3月2526日

11、，由国家自然科学基金会化学部主持召开了“化学生物学”研讨会。来自,北京大学、清华大学、北京医科大学、中国科技大学、中山大学、兰州大学、四川大学、中国科学院研究所、中国科学院上海有机化学研究所、中国科学院上海药物研究所、军事医学科学院,等，对“化学生物学（,chemical Biology）”,讨论。,国际上出现了“化学生物学”这一新兴交叉学科,鼓励更多的化学家去参与利用化学的手段来深入研究生物过程中问题的工作。,学科出现的明显标志就是近年来美国一些大学如,哈佛大学,和,耶鲁大学,将他们的化学系的名称改为化学和化学生物学系，以及一些有关这个学科的专门杂志如“化学生物学的新视点（,Current

12、Opinion in Chemical Biology）”,的出现。,研究内容,1、从天然化合物和化学合成的分子中发现对生物体生理过程具有调控作用的物质，并以这些生物活性小分子作为探针，研究它们与生物靶分子的相互识别和信息传递的机理。,2、发现自然中分子进化和生物合成的基本规律，从而为合成更多样性的分子提供新的理论和技术；,3、作用于新靶点的新一代的治疗药物；,4、提供更多样性分子的组合化学；,5、基于研究金属酶和仿生材料等领域的生物无机化学；,6、对于复杂生物体系进行静态和动态分析的新技术。,发展前景的产业,华尔街化学生物科技股的市值高达3000多亿美元。,美国前史丹福大学校长威廉米勒（,W

13、illiam F.Miller）,曾表示，未来化学生物科技与信息科技的整合，以及纳米技术的研发将成为科技发展的主流。,生物安全,生物安全法规,1975.2.美国加州,Asilomor,会议（世界第一次，里程碑）,1996.7.农业部农业生物基因工程安全管理实施办法,2000.8.8我国签定“生物安全议定书”第70个签署国,2001.1.4-6 北京，“国家生物安全软科学第三次会”,2001.5.国务院农业转基因生物安全管理条例,2002.1.农业部三个配套管理办法,农业转基因生物安全评价管理办法,农业转基因生物进口安全管理办法,农业转基因生物标识管理办法,生物安全态度,转基因标识(把权力留个消费者),Fujian,:,Mar.20,2002GMFOOD,生物安全具有广泛性、潜在性、复杂性、严重性,趋利避害、贯彻法规、风险性研究、环境监测、公众监督,生物安全问题,如何对国外进行限制？,小区试验、中间试验、环境释放界定？,标记基因的消除,标识问题,安全机构体系建设如何协调各部门？,