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作者马勇,张宝华,黄静
出版社中国原子能出版传媒有限公司
ISBN9787502299835
出版时间2021-01
装帧平装
开本16开
定价98元
货号10582656
上书时间2025-12-10
第一章绪论
分子生物学是由生物化学、生物物理学、遗传学、微生物学等多种学科,经过相互杂交、相互渗透而产生出来的。它是定量地阐明生物学规律(遗传进化规律、分化发育规律、生长衰老规律等),透过生命现象揭示生命本质的一门学科。分子生物学的发展为人类认识生命现象带来了前所未有的机会,也为人类提高意识进化至新的层面创造了极为广阔的前景。第一节分子生物学概述一、分子生物学的定义
分子生物学(molecular biologyr)是在分子水平上研究生命的重要物质(注重于核酸、蛋白质等生物大分子)的化学与物理结构、生理功能及其结构与功能的相关性,揭示复杂生命现象本质的一门现代生物学。
生命体中一切相关物质的结构、功能、变化及其规律都是分子生物学研究的内容,如蛋白质的结构、运动和功能及生物催化剂的作用机制和动力学,膜蛋白结构功能和膜运输,核酸的结构和功能研究等。这是从广义的角度来说的。总之,生物化学中所涉及的一切大大小小的生物组成成分及其各种物质的分子结构、代谢过程及作用机制都属于分子水平的生物学研究内容。
从狭义概念来描述分子生物学这一学科的定义与研究范畴,则是偏重于生物大分子——核酸(或基因),主要研究脱氧核糖核酸(deoxyrribonucleic acid.DNA)的复制、转录、翻译和基因表达调控的过程。同时涉及与重要调控过程有关的蛋白质和非编码核糖核酸(noncoding RNA,ncRNA)结构与功能的分子生物学研究。特别是核糖核酸(ribonucleic acid,RNA)方面的研究,包括小干扰RNA small interference RNA,siRNA)和微小RNA(microRNA,miRNA)在内的小分子RNA对生物分化、发育、细胞周期、凋亡、印迹、应激等的调控功能研究,以及核酶(ribozyme)催化蛋白质生物合成等功能的研究。
二、分子生物学的研究范围及内容
(一)分子生物学的研究范围
早期的生物学研究范围很窄,主要是对生物的外部观察与描述,以及对动、植物种类的系统整理,最重要的分支学科与研究领域都是建立在形态学与解剖学基础上的。
分子生物学的研究范围极广,分支学科也很多,几乎涉及生命科学的各个层面以及与生命科学相关的各个领域。现代化学和物理学理论、技术和方法在生命本质和生物遗传研究方面的应用催生r分子生物学,分子生物学理论和技术的发展又促进了化学、物理学、生物学、遗传学等相关学科的进步。这些学科之间既相对独立.又有交叉。不同学科之间的交叉又催生了许多边缘学科。
分子生物学与生物化学、细胞生物学和生物物理学的关系非常密切。分子生物学更着重强调以下三个方面:
第一,从分子水平进行研究。生物化学、细胞生物学和生物物理学则更强调细胞水平、整体水平和群体水平的研究。
第二,重点研究生物大分子,即蛋白质(protein)、酶(enzyme)、核酸(nucleic acid)、脂质(1ipid)体系和部分多糖(polysacc:haride)及其复合体系。而一些小分子物质在生物体内的转化属于生物化学的范围。
第三,研究生命活动的普遍规律,即整个生物界所共同具有的基本特征。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,则属于生物化学、细胞生物学或生物物理学的范畴。
可以说,分子生物学已经渗透到生物学的几乎所有领域,成为生命科学领域的带头学科。
就生物体自身而言,生命过程是一个多层次、连续的整合过程。只有深入到基因水平研究结构基因的功能与调控基因的功能,才有可能阐明生命的整合过程。就生物体与周围环境的关系而言,深入分子水平研究生物与环境的相互作用及其机制和规律,才有可能阐明生命进化及其生物多样性的实质。
随着生物的进化,物种的演变以及对生命现象研究的不断深化.基于分子水平的研究范围越来越大。除了一门以分子生物学理论与生物技术为基础的分子分类学正在悄然形成之外,分子遗传学、分子细胞学等已成为分子生物学的主要研究范围。
分子遗传学是分子生物学的重点研究范围。经典遗传学研究的主要内容包括三大遗传定律:1865年盂德尔通过豌豆杂交实验建立的遗传学两大定律——分离定律和自由组合定律.以及1910年摩尔根通过果蝇遗传实验.建立的遗传学连锁交换定律。经典遗传学的基本单位只是一个不可再分的抽象的基因。分子遗传学与分子生物学的知识体系大面积交叉与融合。可以说没有分子生物学就没有分子遗传学,没有分子遗传学就没有分子生物学。
分子细胞学是分子生物学研究的一个扩大的整体范围。在生命结构层次中,细胞是由生物大分子和其他必要的分子和元素构成的具有严整结构的生命单位。各类生物其基本结构单位都是细胞。无论多么复杂的生物,一切活动都首先在细胞中发生。结构是功能的基础,有什么样的功能必然有相应的结构作为支撑。关于细胞生物学的研究也同步进入了分子细胞生物学研究领域。细胞与亚细胞的结构、细胞的增殖与生长、细胞分化、细胞衰老、细胞死亡(包括凋亡)、细胞迁移、细胞外基质与胞间通信、细胞信号转导、细胞与组织工程、细胞间相互作用、物质运输以及分子细胞学的新技术与新方法都是研究范围。分子水平的细胞学研究是分子生物学的一个重要的研究领域。应用分子生物学的理论与技术将更清楚地揭示细胞作为生物基本单位的重要功能和不可替代的位置。
分子生态学则是分子生物学研究的一个更大的空间范围。分子生态学这一新兴学科的产生同样是分子生物学、生
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