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分子生物学产生背景与重要意义 李佳豪 5100809086 通过孟和老师的精彩讲解，我们明白了分子生物学的产生于发展，以及一些起到里程碑作用的科学家。分子生物学是对生物在分子层次上的研究。这是一门生物学和化学之间跨学科的研究，其研究领域涵盖了遗传学、生物化学和生物物理学等学科。分子生物学主要致力于对细胞中不同系统之间相互作用的理解，包括DNA，RNA和蛋白质生物合成之间的关系以及了解它们之间的相互作用是如何被调控的。分子生物学在现代生命科学的发展上拥有相当重要的意义，它促生了生命科学的深度发展与大繁荣，下面我就来简介一下分子生物学的产生和发展。 分子生物学的历史开始于1930年代，统合了当时多种学门，包括生物化学、遗传学、微生物学与病毒学，目的是要从更基本的层次来理解生命现象。许多的化学家与物理学家，皆专注于后来成为分子生物学领域的相关研究，他们试图从巨分子的性质，来解释这些性质所衍生出来的生命现象，且尤其关注于两种主要的巨分子，第一种是核酸，例如组成基因的DNA；第二种则是蛋白质，是活跃于生物体中的活性剂。分子生物学研究，主要就是对于此两种巨分子的结构、机能以及关系的描绘。 “分子生物学”一词最早是由洛克斐勒基金会的瓦伦·韦弗于1938年创造，意指一个以物理学及化学来解释生命的概念。此概念的可行性，来自1910年代孟德尔遗传学的重新见世，以及1920年代原子论及量子力学的成熟。有许多研究者关注于生物学、化学以及物理学之间的交叉，例如后来将焦点转移到生物学的尼尔斯·波耳以及埃尔温·薛定谔。此外，从1930年代到1940年代之间，胶体化学、生物物理学以及放射生物学、晶体学等学门也渐趋成熟。 1940年，乔治·毕多与爱德华·塔特姆证明了基因与蛋白质之间的关系，因此而联系了生物化学与遗传学。他们所建立的模式生物粉色面包霉菌（Neurospora crassa），成了后来的分子生物学发展主题。1944年，纽约洛克斐勒研究院的奥斯瓦尔德·埃弗里，证明基因是由DNA所组成。阿弗雷德·赫希与玛莎·蔡斯更于1952年确认了噬菌体的遗传物质为DNA。1953年，詹姆斯·沃森与佛朗西斯·克里克基于罗莎琳·富兰克林及莫里斯·威尔金斯的研究，发现了DNA双螺旋结构。 到了1961年，方斯华·贾克柏与贾克·莫诺，提出了一个学说，认为DNA与蛋白质之间具有一种称为mRNA的中介物。于1961年到1965年间，DNA所储藏的遗传讯息与蛋白质的关系逐渐明朗，研究发现遗传密码决定了DNA的核苷酸与蛋白质的氨基酸序列之间的关联性。1960年代初期，贾克柏与莫诺阐明了某些蛋白质调节转录作用的机制。之后的10多年则开始出现许多分子生物学的应用，如遗传工程等。 可以发现，分子生物学的发展基于了大量的实验事实并来源于于相关理念，加上了大量的前人的可行思考综合而成。同时分子生物学的发展也基于了大量分析物理、分析化学、物理化学等学科的长足发展，其中也不免很多科学趣闻和名人轶事，例如富兰克林与沃森、克里克的纠纷等等这些故事都提醒我们，生物科学的成果需要坚持、需要运气，也需要谦逊兼并包容的态度。 中心法则是分子生物学的相当重要的极为核心的理论成果之一，首先由佛朗西斯·克里克于1958年提出，并于1970年在《自然》上的一篇文章中重申： 分子生物学的中心法则旨在详细说明连串信息的逐字传送。它指出遗传信息不能由蛋白质转移到蛋白质或核酸之中。 所以中心法则简而言之可以这样概况：遗传信息的标准流程大致可以这样描述：“DNA 制造 RNA，RNA 制造蛋白质，蛋白质反过来协助前两项流程，并协助 DNA 自我复制”，或者更简单的“DNA → RNA → 蛋白质”。所以整个过程可以分为三大步骤：转录、翻译和DNA复制。对于 RNA 的最新了解，告诉我们还有剪接和编辑。 当然法则中也有特殊的传递顺序：rna到dna、这是一个逆转录的生命过程。 同时dna、rna都拥有自我复制的途径。这就构成了我们广泛接受的分子生物学中心法则的图形。中心法则的发展除了通过各种科学家对于生命基本的遗传机制研究以外，还经过了对特殊生物的研究，例如只有rna的病毒，逆转录病毒等等。 中心法则的重要性不言而喻，该法则的产生有其深刻的科学思想和科学社会基础.自其产生以后,随着研究的深入,内容和形式都得到了丰富和修正,显示出其核心思想不是简单的单向决定作用,而是复杂的相互作用,确立这一核心思想有助于预测其未来的发展.中心法则在探讨生命现象的规律方面显示出巨大的作用,极大地推动了生物科学的发展,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,在生命科学史上占有重要的地位.具体说明就是，中心法则揭示了生物最基本的遗传意义与规律，规范了遗传信息的走向问题，对于今后生物研究的普遍开展提供了基础性的，规律性的，规范性的法则与建议。 当然中心法则并不是全是优点。一些系统生物学家认为中心法则有时会被滥用作一种研究策略。他们认为，不加批判地死板套用中心法则，会加大认识多细胞发育和疾病的难度。中心法则会常被当作是一种简化论研究策略，从小处着眼，企求用分子生物学去解释一切生物现象。虽然这些研究人员不会执拗于中心法则的具体解读，但他们会认为这种简化论研究策略会阻碍人们去理解一些无法单独靠分子相互作用解释的复杂系统 分子生物学中还有很多尚未探寻的秘密亟待各国的生物学家来解决，分子生物学看似只是注重纲领注重理论，但其实有着强大的能量，它通过规律和本质的形式意义阐述了生物的遗传、发育、生长等等方面的重要机制，其一点点的发展都能对各大类生物科学的研究起到推动作用，指导作用。 本文来源：https://www.dywdw.cn/3cf2d1d9d1f34693daef3e8a.html
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2022-05-05
