第一章　绪论

1.1 分子遗传学的含义

1.不能把分子遗传学单纯地理解成中心法则的演绎

 

*分子遗传学≠中心法则

传统：分子遗传学=中心法则

实际：分子遗传学≠中心法则，他首先是遗传学，其坚实的理论基础仍然是摩尔根的《基因论》中心法则只是对基因，性状及突变在核酸分子水平上的解释。从中心法则到性状的形成仍然是一个复杂的甚至未知的遗传，变异与发育的生物学过程。分子遗传学不仅盯住DNA/RNA，蛋白质，更要研究活细胞内与遗传便宜有关的一切分子事件。

 

分子遗传学≠核酸+蛋白质

分子遗传学研究的对象是分子水平上的生物学过程-遗传与变异的过程。它研究的是动态的生物学过程，而不是脱离生物体，在试管里孤立地研究生物大分子的结构与功能。

1992年，Nature 的主编J.Maddox 曾著文 Is molecular biology yet a science？指出："现在有那么一些叫分子生物学家的人， 他们的文章无视全部的动物，植物，也很少言及他们的生理学。实验的大部分资料来自所谓的'凝胶'---""分子生物学在很大程度上变成定性的科学。---如果事情只是简单的说明某个基因版本与某种遗传病相关，那么，分离这种片段（如电泳），然后测序足以。"但是"以往的巨大成就表明，生命过程是由严格控制下进行的一些有序事件组成"他说："在人们长期为细胞生物学现象寻找定性的解释中，他们将会相信细胞只不过是一个充满了分子开关的袋子，他们作为分子传动器或开或关而出现在预定的事件序列中。要真正在分子水平上了解遗传变异的本质，仅仅研究核酸或蛋白质的生物化学是不够的。分子遗传学所研究的应该是细胞中动态的遗传变异过程，以及与其相关的分子事件。所以不止是中心法则，核酸，蛋白质。

 

2.分子遗传学不是核酸及其产物（蛋白质）的生物化学

分子遗传学是分子生物学的一个分支， 或理解为狭义的分子生物学。他依照物理，化学的原理来解释遗传现象，并在分子水平上研究遗传机制及遗传物质对代谢过程的调控。因此，分子遗传学是在生命信息大分子的结构，功能及相互关系的基础上研究遗传与变异的科学。

 

3.传统的遗传学"主要研究遗传单元在各世代的分布情况"，分子遗传学则着重研究遗传信息大分子在生命系统中的储存，复制，表达及调控过程。研究范畴如下：

 DNA      RNA     Protein              现象

信息源   信息模板 工作分子    生长、分化、发育、代谢

 

 

 

 

 

 

1.2 分子遗传学的产生

1.物理学的渗透

1945年奥地利物理学家量子力学的创始人之一薛定谔（ERWIN SCHRMODINGER）的《生命是什么》一书出版。倡导用物理学的思想和方法探讨生命的秘密。引入热力学第二定律，熵概念等。他认为有机体在不断地增加他的熵并趋向最大值的熵的危险状态，那就是死亡。要摆脱死亡而正常生长发育，就要从环境中吸取负熵，负熵是一个积极的东西。有机体就是依赖负熵为生的。他认为生命系统中可能还包含迄今未知的"其他的物理学定律"极大地鼓励着很多物理学家转入生物学来研究基因的本性。整个40年代，新的物理学定律并未发现，但信息论，量子论，氢键等概念把生物学推向分子水平。

 

2.微生物学向遗传学的靠拢

1926年摩尔根的《基因论》已经问世，但20世纪30年代，微生物学家采用拉马克的遗传观念，因为他们对微生物的遗传可塑性有很深刻的印象。如在含有致死药物的培养基上，可以很容易培育出各种致死药物有抗性的微生物品系；把不能利用乳糖的微生物放在乳糖为主要营养的培养基上，可以培育出利用乳糖的新品种。似乎人们所期望的微生物的任何变异都能通过适当的培养而产生出来，这使人们容易相信培养基中的物质可以引起微生物遗传结构的定向变异。

事实并非如此，40年代抗生素的大规模使用，发生了病原菌的抗药性问题。实验表明，病原菌的一种抗药性在没有该药存在的情况下随机地发生了。说明抗药性的产生并不是由于微生物在某种药物的作用下的后天获得性遗传，而是随机发生的自发突变经过药物的筛选作用，使不具有抗药性的菌体死亡，使具有抗药性的变异菌体大量繁殖起来。于是，拉马克倒了，人们转向摩尔根的基因突变理论。

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3.生化遗传学的出现

近代遗传学的基础已经稳固建立，开始研究基因是怎么发生作用的问题。生物化学家自然把性状的差别与不同的生化反应联系起来，把支配性状的基因与控制生化反应的酶联系起来。

1923年英国人加罗德（GARROD），人类的尿黑酸尿症是一种隐性遗传病。当这种纯合隐性基因存在时就不能产生尿黑酸酶，使尿黑酸（蛋白质的代谢产物）不能最终分解为二氧化碳和水而积累于血液中。表明基因通过酶合成的控制而影响遗传性状的发育。

 

4.从生化遗传学到分子遗传学

基因与酶（蛋白质）的对应性，使人们想到了基因在遗传信息上与其产物相关。

三个重要发现更促成了生化遗传学向分子遗传学的转变：

40年代解决了遗传的物质基础问题

1928年F Griffith，肺炎球菌

1944 O T Avery 肺炎球菌遗传物质转化

50年代确定了分子水平上的遗传机理问题

1953 J Watson F Crkck DNA分子的双螺旋模型 碱基配对原则

60年代解决了遗传密码问题

1955 F Sanger 胰岛素氨基酸序列确定

1958 F Crick 提出中心法则

1967 年"遗传密码字典"问世

 

 

 

 

 

1.3 分子遗传学的展望

 

1.基因的概念

一门科学都是以概念为基础的。

化学以原子-分子概念为基础，而遗传学则是以基因概念为基础。

基因概念的演变标志着遗传学的发展。

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什么是基因？

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摩尔根在《基因论》中提出遗传粒子理论，整个基因论是以粒子性的基因彼此独立互不重叠。好象线上的连珠。

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分子遗传学的发展证明基因不仅可以重叠，而且可被分隔。

为此，GILBERT 1978年提出"基因是转录单位"代替了"基因是功能单位"的概念。仍然有些不妥，因为有的基因（如启动子基因或操纵子基因）并不转录或不完全转录，而作为一个单位转录下来的MRNA也往往不是一个基因。

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以前认为基因是染色体上成直线排列的独立单位，现在发现一些相关的基因在染色体上的排列不是杂乱无章的，而是构成一个小的"家族"或基因群。

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基因及基因型的稳定性一直是传统遗传学的重要概念，而1952年MCCLINTOCK在玉米中发现了转座子即跳跃基因。30年后的1983年她为此获得诺贝尔奖金。

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基因的概念还将会不断改进。

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2.真核细胞的