分子遗传学

时间:2024-06-05 08:04:04编辑:奇事君

分子遗传学的应用

http://www.ikepu.com/datebase/briefing/biology/molecular_genetics.htm分子遗传学是在分子水平上研究生物遗传和变异机制的遗传学分支学科。
分子遗传学主要研究基因的本质、基因的功能以及基因的变化等问题。
分子遗传学的早期研究都用微生物为材料,它的形成和发展与微生物遗传学和生物化学有密切关系。
分子遗传学是从微生物遗传学发展起来的,由于微生物便于培养,所以遗传学和重组dna技术中,微生物遗传学的研究仍将占有重要的位置。
分子遗传学研究的方法,特别是重组dna技术已经成为许多遗传学分支学科的重要研究方法。分子遗传学也已经渗入到许多生物学分支学科中,以分子遗传学为基础的遗传工程则正在发展成为一个新兴的工业生产领域。
更多内容请参阅分子遗传学一文


油菜起源进化的分子遗传学证据是什么?

近二十年快速发展的分子标记技术和遗传作图研究,也为阐明油菜起源进化问题,提供了新的分子遗传学证据。表概括了分别基于细胞核DNA和叶绿体DNA遗传作图分析,所揭示的芸薹属植物核和质基因起源进化关系。Song等(1990)对细胞核DNA进行的RFLP分析表明,芸薹属植物细胞核基因组进化存在Brassica和Sinapis二条相对独立的起源进化途径,白菜型油菜和甘蓝属同一起源进化途径,而黑芥属于Sinapis起源进化途径。Warwick(1991)和Pradhan(1992)进行叶绿体DNA的RFLP分析也显示,芸薹属植物细胞质基因组进化也存在Brassica和Sinapis二条相对独立的起源进化途径,白菜型油菜、甘蓝、甘蓝型油菜和芥菜型油菜同属Brassica途径,具有相近的细胞质基因组;而黑芥和埃塞俄比亚芥具有相似的细胞质基因组,属于Sinapis起源进化途径。部分芸薹族植物细胞核DNA和叶绿体DNA的RFLP遗传作图分析

现代分子遗传学的“中心法则”与早期“中心法则”主要区别是什么?

1957年,克里克提出,在DNA与蛋白质之间,RNA 可能是中间体。1958年,他又提出,在作为模板的RNA 同把氨基酸携带到蛋白质肽链的合成之间可能存在着一个中间受体。根据这些推论,他发表了《论蛋白质的合成》一文,提出了著名的连接物假说,讨论了核酸中碱基顺序同蛋白质中氨基酸顺序之间的线性对应关系,并详细地阐述了中心法则〔1〕。克里克所设想的受体很快被证明为tRNA。 1961年,雅可布(F.Jacob)和莫诺(J.Monod)证明在DNA同蛋白质之间的中间体是mRNA。随着遗传密码的破译,到60年代基本上揭示了蛋白质的合成过程。这样,就得到了中心法则的最初的基本形式。
克里克在提出中心法则时,根据当时有限的资料,把中心法则的公式表述为“DNA→RNA→蛋白质”,并且认为中心法则的一个基本特征是遗传信息流是从核酸到蛋白质的单向信息传递,而且这种单向信息流是永远不可逆的。然而,通过1960到1970这10年的研究,坦明(H. Temin)和巴梯摩尔(D.Baltimore)等发现并证实了反转录酶的存在,使反转录现象得到了公认。这样,中心法则就得到了修正。
反转录酶的发现,曾使科学界震动不小。但克里克马上解释说,他并没有说过信息不能从核酸转移到核酸上,反转录同中心法则没有矛盾,只不过是把信息从一种形式的核酸转移到另一种形式的核酸上而已,而在这两种形式的核酸中,碱基配对的基本过程是一致的。然而,以后的发现愈来愈表明信息转移方式可能有其多样性,以致连克里克本人后来也承认,他最初表达遗传信息传递观念时,误解了“法则(Dogma )”一词,如果现在重新表达这一概念,应称之为“中心假说( Central Hypothesis)”,以清楚表明这一概念并非是确定不变的事实, 而只是一种暂时的假设。
科学的发展常常是出人意料的,中心法则更是如此。有人在离体实验中观察到,与核糖体相互作用的某些抗生素如链霉素和新霉素,能打乱核糖体对信使的选择,而接受单链DNA分子代替mRNA 。 然后由单链DNA指导,把它的核苷酸顺序译成多肽的氨基酸顺序。此外,还有人发现,细胞核里的DNA还可以直接转移到细胞质的核糖体上, 不需要通过RNA即可控制蛋白质的合成。这样,中心法则就得到新的修正。


分子生物学的中心法则包括哪些内容

1、从DNA流向DNA(DNA自我复制);2、从DNA流向RNA,进而流向蛋白质(转录和翻译);3、从RNA流向RNA(RNA自我复制);4、从RNA流向DNA(逆转录)注:其中前两条是中心法则的主要体现,后两条是中心法则的完善和补充。扩展资料:作用中心法则是现代生物学中最重要最基本的规律之一, 其在探索生命现象的本质及普遍规律方面起了巨大的作用,极大地推动了现代生物学的发展,是现代生物学的理论基石,并为生物学基础理论的统一指明了方向,在生物科学发展过程中占有重要地位。遗传物质可以是DNA,也可以是RNA。细胞的遗传物质都是DNA,只有一些病毒的遗传物质是RNA。这种以RNA为遗传物质的病毒称为反转录病毒(retrovirus),在这种病毒的感染周期中,单链的RNA分子在反转录酶(reverse transcriptase)的作用下,可以反转录成单链的DNA,然后再以单链的DNA为模板生成双链DNA。双链DNA可以成为宿主细胞基因组的一部分,并同宿主细胞的基因组一起传递给子细胞。在反转录酶催化下,RNA分子产生与其序列互补的DNA分子,这种DNA分子称为互补DNA(complementary DNA),简写为cDNA,这个过程即为逆转录(reverse transcription)。参考资料:百度百科-中心法则

试述分子遗传学的发展历史

分子遗传学发展简史

1944年,美国学者埃弗里等首先在肺炎双球菌中证实了转化因子是脱氧核糖核酸(DNA),从而阐明了遗传的物质基础。1953年,美国分子遗传学家沃森和英国分子生物学家克里克提出了DNA分子结构的双螺旋模型,这一发现常被认为是分子遗传学的真正开端。

1955年,美国分子生物学家本泽用基因重组分析方法,研究大肠杆菌的T4噬菌体中的基因精细结构,其剖析重组的精细程度达到DNA多核苷酸链上相隔仅三个核苷酸的水平。这一工作在概念上沟通了分子遗传学和经典遗传学。

关于基因突变方面,早在1927年马勒和1928年斯塔德勒就用 X射线等诱发了果蝇和玉米的基因突变,但是在此后一段时间中对基因突变机制的研究进展很慢,直到以微生物为材料广泛开展突变机制研究和提出DNA分子双螺旋模型以后才取得显著成果。例如碱基置换理论便是在T4噬菌体的诱变研究中提出的,它的根据便是DNA复制中的碱基配对原理。

美国遗传学家比德尔和美国生物化学家塔特姆根据对粗糙脉孢菌的营养缺陷型的研究,在40年代初提出了一个基因一种酶假设,它沟通了遗传学中对基因的功能的研究和生物化学中对蛋白质生物合成的研究。

按照一个基因一种酶假设,蛋白质生物合成的中心问题是蛋白质分子中氨基酸排列顺序的信息究竟以什么形式储存在DNA分子结构中,这些信息又通过什么过程从DNA向蛋白质分子转移。前一问题是遗传密码问题,后—问题是蛋白质生物合成问题,这又涉及转录和翻译、信使核糖核酸(mRNA)、转移核糖核酸(tRNA)和核糖体的结构与功能的研究。这些分子遗传学的基本概念都是在20世纪50年代后期和60年代前期形成的。

分子遗传学的另一重要概念——基因调控在1960~1961年由法国遗传学家莫诺和雅各布提出。他们根据在大肠杆菌和噬菌体中的研究结果提出乳糖操纵子模型。接着在1964年,又由美国微生物和分子遗传学家亚诺夫斯基和英国分子遗传学家布伦纳等,分别证实了基因的核苷酸顺序和它所编码的蛋白质分子的氨基酸顺序之间存在着排列上的线性对应关系,从而充分证实了一个基因一种酶假设。此后真核生物的分子遗传学研究逐渐开展起来。


遗传学的发展史?

人类在新石器时代就已经驯养动物和栽培植物,而后人们逐渐学会了改良动植物品种的方法。西班牙学者科卢梅拉在公元60年左右所写的《论农作物》一书中描述了嫁接技术,还记载了几个小麦品种。533~544年间中国学者贾思勰在所著《齐民要术》一书中论述了各种农作物、蔬菜、果树、竹木的栽培和家畜的饲养,还特别记载了果树的嫁接,树苗的繁殖,家禽、家畜的阉割等技术。改良品种的活动从那时以后从未中断。许多人在这些活动的基础上力图阐明亲代和杂交子代的性状之间的遗传规律都未获成功。直到1866年奥地利学者孟德尔根据他的豌豆杂交实验结果发表了《植物杂交试验》的论文,揭示了现在称为孟德尔定律的遗传规律,才奠定了遗传学的基础。扩展资料遗传学中的亲子概念不限于父母子女或一个家族,还可以延伸到包括许多家族的群体,这是群体遗传学的研究对象。遗传学中的亲子概念还可以以细胞为单位,离体培养的细胞可以保持个体的一些遗传特性,如某些酶的有无等。对离体培养细胞的遗传学研究属于体细胞遗传学。遗传学中的亲子概念还可以扩充到DNA脱氧核糖核酸的复制甚至mRNA的转录,这些是分子遗传学研究的课题。基因相互作用与信号传导网络的系统生物学研究是系统遗传学的内容。参考资料来源:百度百科-遗传学

遗传学当今的研究内容有哪些

杂交是遗传学研究的最常用的手段之一,所以生活周期的长短和体形的大小是选择遗传学研究材料常要考虑的因素。昆虫中的果蝇、哺乳动物中的小鼠和种子植物中的拟南芥,便是由于生活周期短和体形小而常被用作遗传学研究的材料。大肠杆菌和它的噬菌体更是分子遗传学研究中的常用材料。
生物化学方法几乎为任何遗传学分支学科的研究所普遍采用,更为分子遗传学所必需。分子遗传学中的重组DNA技术或遗传工程技术已逐渐成为遗传学研究中的有力工具。
系统科学理论(systems theory)、组学生物技术、计算生物学与合成生物学是系统遗传学的研究方法。


分子遗传学的发展简史

1944年,美国学者埃弗里等首先在肺炎双球菌中证实了转化因子是脱氧核糖核酸(DNA),从而阐明了遗传的物质基础。1953年,美国分子遗传学家沃森和英国分子生物学家克里克提出了DNA分子结构的双螺旋模型,这一发现常被认为是分子遗传学的真正开端。1955年,美国分子生物学家本泽用基因重组分析方法,研究大肠杆菌的T4噬菌体中的基因精细结构,其剖析重组的精细程度达到DNA多核苷酸链上相隔仅三个核苷酸的水平。这一工作在概念上沟通了分子遗传学和经典遗传学。关于基因突变方面,早在1927年马勒和1928年斯塔德勒就用 X射线等诱发了果蝇和玉米的基因突变,但是在此后一段时间中对基因突变机制的研究进展很慢,直到以微生物为材料广泛开展突变机制研究和提出DNA分子双螺旋模型以后才取得显著成果。例如碱基置换理论便是在T4噬菌体的诱变研究中提出的,它的根据便是DNA复制中的碱基配对原理。美国遗传学家比德尔和美国生物化学家塔特姆根据对粗糙脉孢菌的营养缺陷型的研究,在40年代初提出了一个基因一种酶假设,它沟通了遗传学中对基因的功能的研究和生物化学中对蛋白质生物合成的研究。按照一个基因一种酶假设,蛋白质生物合成的中心问题是蛋白质分子中氨基酸排列顺序的信息究竟以什么形式储存在DNA分子结构中,这些信息又通过什么过程从DNA向蛋白质分子转移。前一问题是遗传密码问题,后—问题是蛋白质生物合成问题,这又涉及转录和翻译、信使核糖核酸(mRNA)、转移核糖核酸(tRNA)和核糖体的结构与功能的研究。这些分子遗传学的基本概念都是在20世纪50年代后期和60年代前期形成的。分子遗传学的另一重要概念——基因调控在1960~1961年由法国遗传学家莫诺和雅各布提出。他们根据在大肠杆菌和噬菌体中的研究结果提出乳糖操纵子模型。接着在1964年,又由美国微生物和分子遗传学家亚诺夫斯基和英国分子遗传学家布伦纳等,分别证实了基因的核苷酸顺序和它所编码的蛋白质分子的氨基酸顺序之间存在着排列上的线性对应关系,从而充分证实了一个基因一种酶假设。此后真核生物的分子遗传学研究逐渐开展起来。用遗传学方法可以得到一系列使某一种生命活动不能完成的突变型,例如不能合成某一种氨基酸的突变型、不能进行DNA复制的突变型、不能进行细胞分裂的突变型、不能完成某些发育过程的突变型、不能表现某种趋化行为的突变型等。不过许多这类突变型常是致死的,所以各种条件致死突变型,特别是温度敏感突变型常是分子遗传学研究的重要材料。在得到一系列突变型以后,就可以对它们进行遗传学分析,了解这些突变型代表几个基因,各个基因在染色体上的位置,这就需要应用互补测验,包括基因精细结构分析等手段。抽提、分离、纯化和测定等都是分子遗传学中的常用方法。在对生物大分子和细胞的超微结构的研究中还经常应用电子显微镜技术。对于分子遗传学研究特别有用的技术是顺序分析、分子杂交和重组DNA技术。核酸和蛋白质是具有特异性结构的生物大分子,它们的生物学活性决定于它们的结构单元的排列顺序,因此常需要了解它们的这些顺序。如果没有这些顺序分析,则基因DNA和它所编码的蛋白质的线性对应关系便无从确证;没有核酸的顺序分析,则插入顺序或转座子两端的反向重复序列的结构和意义便无从认识,重叠基因也难以发现。分子遗传学是从微生物遗传学发展起来的。虽然分子遗传学研究已逐渐转向真核生物方面,但是以原核生物为材料的分子遗传学研究还占很大的比重。此外,由于微生物便于培养,所以在分子遗传学和重组DNA技术中,微生物遗传学的研究仍将占有重要的位置。分子遗传学方法还可以用来研究蛋白质的结构和功能。例如可以筛选得到一系列使某一蛋白质失去某一活性的突变型。应用基因精细结构分析可以测定这些突变位点在基因中的位置;另外通过顺序分析可以测定各个突变型中氨基酸的替代,从而判断蛋白质的哪一部分和特定的功能有关,以及什么氨基酸的替代影响这一功能等等。生物进化的研究过去着眼于形态方面的演化,以后又逐渐注意到代谢功能方面的演变。自从分子遗传学发展以来又注意到DNA的演变、蛋白质的演变、遗传密码的演变以及遗传机构包括核糖体和tRNA等的演变。通过这些方面的研究,对于生物进化过程将会有更加本质性的了解。分子遗传学也已经渗入到以个体为对象的生理学研究领域中去,特别是对免疫机制和激素的作用机制的研究。随着克隆选择学说的提出,目前已经确认动物体的每一个产生抗体的细胞只能产生一种或者少数几种抗体,而且已经证明这些细胞具有不同的基因型。这些基因型的鉴定和来源的探讨,以及免疫反应过程中特定克隆的选择和扩增机制等既是免疫遗传学也是分子遗传学研究的课题。将雌性激素注射雄鸡,可以促使雄鸡的肝脏细胞合成卵黄蛋白。这一事实说明雄鸡和雌鸡一样,在肝脏细胞中具有卵黄蛋白的结构基因,激素的作用只在于激活这些结构基因。激素作用机制的研究也属于分子遗传学范畴,属于基因调控的研究。个体发生过程中一般并没有基因型的变化,所以发生问题主要是基因调控问题,也属于分子遗传学研究范畴。分子遗传学研究的方法,特别是重组DNA技术已经成为许多遗传学分支学科的重要研究方法。分子遗传学也已经渗入到许多生物学分支学科中,以分子遗传学为基础的遗传工程则正在发展成为一个新兴的工业生产领域。

遗传学与分子生物学的区别与联系?

两个学科都是分子水平上的生物研究,分子遗传学侧重的是从分子水平对生物遗传规律和遗传现象的研究,而分子生物学是注重的生物在分子水平上的一些特征和现象 。
遗传学(Genetics)——研究生物的遗传与变异的科学,研究基因的结构、功能及其变异、传递和表达规律的学科。遗传学中的亲子概念不限于父母子女或一个家族,还可以延伸到包括许多家族的群体,这是群体遗传学的研究对象。遗传学中的亲子概念还可以以细胞为单位,离体培养的细胞可以保持个体的一些遗传特性,如某些酶的有无等。对离体培养细胞的遗传学研究属于体细胞遗传学。遗传学中的亲子概念还可以扩充到DNA脱氧核糖核酸的复制甚至mRNA的转录,这些是分子遗传学研究的课题。
遗传学的研究范围包括遗传物质的本质、遗传物质的传递和遗传信息的实现三个方面。遗传物质的传递包括遗传物质的复制、染色体的行为、遗传规律和基因在群体中的数量变迁等。
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。


分子遗传学是什么时候建立的?

19世纪末,已有实验证明DNA是生物界携带遗传信息的物质基础。1953年,沃森和克里克阐明了DNA分子的双螺旋模型,在遗传学研究历程中树立了划时代的里程碑,使人们得以用分子生物学的语言来解释自然界千变万化的遗传变异现象,开创了分子遗传学。20世纪70年代以来,在分子遗传学理论研究日益深入的基础上,建立了重组DNA、核酸分子杂交、基因分离、克隆和表达、基因点突变、基因转移和核苷酸顺序分析等技术,并广泛地应用于人体基因结构与功能的研究,从而逐渐地从分子水平阐明了许多遗传病的发病机理,建立了基因诊断和产前诊断方法,并提出了遗传病的防治途径。与此同时,分子遗传学亦深入到免疫球蛋白生成、肿瘤发生等重要的生理和病理机制的探讨。基因工程的建立,标志着人们能按照自己的意图在活细胞内组织安排和表达基因,使其合成和分泌特定的蛋白质或多肽,以用于医疗和预防疾病。基因转移则为遗传病的治疗显示了光明的前景,而且尚可为自然界创造新物种和新品种。

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