第七章分子生物学技术简介掌握聚合酶链反应的原理及反应组分。熟悉限制性核酸内切酶分析的原理及在多态性检测中的应用；核酸分离纯化的主要方法和步骤。了解人类基因组计划和生物芯片技术。生物学：研究生命现象、生命本质、生命活动及其规律的学科。现已在整体水平、细胞水平和分子水平三个层次上研究生命活动及其规律。分子生物学：是从分子水平上研究生命现象、生命的本质、生命活动及其规律的学科。医学分子生物学：是从分子水平上研究人体和疾病相关生物在正常和疾病状况下生命活动及其规律、从分子水平上开展人类疾病的预防、诊断和治疗研究的学科。现代分子生物学研究主要涉及三个领域医学分子生物学的研究医学分子生物学的应用一、研究进展现代分子生物学实验的基础主要包括分子克隆、体外DNA扩增技术、DNA测序以及核酸分子杂交技术。1970年，Smith等人发现了限制性内切酶，这种酶类的发现为核酸的研究提供了有用的工具。也为基因工程提供了条件。为此Smith等人也获得诺贝尔奖。基因工程技术的出现，标志着人类深入认识生命本质并能改造生命的新时期的开始。DNA序列测定方法的建立英国剑桥大学分子生物学实验室Sanger教授1975年建立了DNA测序方法，1980年获得诺贝尔奖。20世纪80年代的中期，Mullis等人发明PCR技术，引发了分子生物学的方法学革命。并衍生出定量PCR、原位PCR、RT-PCR等技术。20世纪90年代中期，生物芯片技术的诞生，及双向电泳、生物质谱等技术的运用，必将推动21世纪分子生物学研究的发展。二、人类基因组概念基因组(Genome)：生物体一套完整遗传物质的总和。人类基因组包括23对染色体，即22对常染色体及一对性染色体（XX或XY）DNA的总和。基因（Gene）：一个功能性遗传单位。一个基因不仅包括编码蛋白质的序列，还包括调控序列，5’端不翻译序列，内含子，及3’端非编码序列。基因组学（Genomics）：1986年由美国遗传学家罗德里克（T.H.Roderick）提出来的，以适应新学科的发展。目前，基因组学又分为结构基因组学及功能基因组学。结构基因组学就是对基因组进行作图和测序。功能基因组学是对已经知道的序列进行功能研究。人类基因组结构总长约3×109bp，包含约3～4万个基因，分散在23条染色体上。如果接成直线的话，长约1.02M，其中编码蛋白质的结构基因仅占2%～3%，按每个基因在基因组出现的频率分为单拷贝顺序及重复顺序。细菌的基因组以E.Coli为例,DNA总长为4×106bp，包含4000个基因，基因组是一条染色体，双链闭环DNA。病毒核酸大小不一（3kb~300kb）。人类基因组计划（HumanGeneticProject）二、HPG研究的内容（一）遗传图又称连锁图（linkagemap），它以遗传多态性为“路标”,以遗传学距离厘摩（cM，centrimorgan）为图距的基因组作图。遗传多态性即在1个遗传位点上具有两个以上的等位基因，在群体中出现频率高于1%的称遗传多态性。厘摩是在减数分裂事件中，两个位点之间进行交换、重组的百分率。1%的重组率称1cM。1cM=1000kb.1988年美国能源部和国家卫生研究院先成立了“人类基因组研究中心”请冷泉港研究所所长，沃森（Watson）教授担任第一任中心主任。1990年美国国会批准HGP计划，预计30亿美元，15年完成。随后几个发达国家也相继宣布HGP计划。1994年美、日、德、法、英五国联合正式启动这一计划。中国于1999年9月在英国伦敦举行的第五次人类基因组会议上正式加入该计划。2001年2月15日在”Nature”上发表了人类基因组成果。1.人类基因组共有2.91Gbp。大约有3～4万个蛋白质编码区，只有2%的基因编码蛋白质。2.人类基因组基因分布不均匀。部分基因密集，如19号染色体；部分区域基因贫瘠，如13号染色体。3.人类基因组中35.3%包含重复顺序。其功能尚待研究。4.人类基因99.8%是相同的。0.2%有差异，种族之间无明显差异。5.男、女差别。男性基因突变率是女性2倍，大部分遗传疾病基因在Y染色体上。6.插入基因约有200多个是来至于细菌的基因。可能是在人类的免疫系统建立之前，寄生于人类身体中的细菌与人类基因交换的结果。7.蛋白质组的复杂性。人类的进化不仅靠产生的蛋白质，更重要靠重排已有的蛋白质，实现蛋白质的种类和功能的多样性。HGP研究的意义：1.在人类历史上，100多年前HenryGray绘制了完整的人体解剖图，奠定了现代医学的基础，HGP从分子水平上给人类画了第二张解剖图，揭开了人类生、老、病、死的遗传信息。2.在医学领域，推动了医学的发展，对疾病的发生、发展、诊断、预防提出了全新的概念。3.推动了生物界的革命，随