分子生物学的进化—生命秘密的研究

The Evolution of Molecular Biology—The research of the secrets of life

作者：Kensal E van Holde, Jordanka Zlatanova

出版社：ACADEMIC PRESS

索书号：Q7-V217-2018-Y

ISBN：9780128129173

藏书地点：武大外教中心

分子生物学（molecular biology)是从分子水平研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象本质的科学。自20世纪50年代以来，分子生物学是生物学的前沿与生长点，其主要研究领域包括蛋白质体系、蛋白质-核酸体系 （中心是分子遗传学)和蛋白质-脂质体系（即生物膜）。1953年沃森、克里克提出DNA分子的双螺旋结构模型是分子生物学诞生的标志。生物大分子，特别是蛋白质和核酸结构功能的研究，是分子生物学的基础。现代化学和物理学理论、技术和方法的应 用推动了生物大分子结构功能的研究，从而出现了近30年来分子生物学的蓬勃发展。

分子生物学和生物化学及生物物理学关系十分密切，它们之间的主要区别在于：

①生物化学和生物物理学是用化学的和物理学的方法研究在分子水平，细胞水平，整体水平乃至群体水平等不同层次上的生物学问题。而分子生物学则着重在分子（包括多分子体系）水平上研究生命活动的普遍规律；②在分子水平上，分子生物学着重研究的是大分子，主要是蛋白质，核酸，脂质体系以及部分多糖及其复合体系。而一些小分子物质在生物体内的转化则属生物化学的范围；③分子生物学研究的主要目的是在分子水平上阐明整个生物界所共同具有的基本特征，即生命现象的本质；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，则属于生物物理学或生物化学的范畴。生物化学是生物学的分支学科，是研究生命物质的化学组成、结构及生命活动过程中各种化学变化的基础生命科学。分子生物学是在分子水平上研究生命现象的科学，通过研究生物分子的结构、功能和生物合成等方面来阐明生命现象的本质。科学研究是推动生物化学和分子生物学发展的动力，从1901年以来自然科学领域的诺贝尔奖大概有550名左右，其中有200位诺奖得者涉及到生物化学和分子生物学。

生物体是由一定的物质成分按严格的规律和方式组织而成的。人体约含水55－67%，蛋白质15～18%，脂类 10～15%，无机盐3～4% 及糖类1～2%等。从这个分析来看，人体的组成除水及无机盐之外，主要就是蛋白质、脂类及糖类三类有机物质。其实，除此三大类之外，还有核酸及多种有生物学活性的小分子化合物，如维生素、激素、氨基酸及其衍生物、肽、核苷酸等。若从分子种类来看，那就更复杂了。以蛋白质为例，人体内的蛋白质分子，据估计不下100000种。这些蛋白质分子中，极少与其它生物体内的相同。每一类生物都各有其一套特有的蛋白质,它们都是些大而复杂的分子。其它大而复杂的分子，还有核酸、糖类、脂类等；它们的分子种类虽然不如蛋白质多，但也是相当可观的。这些大而复杂的分子称为“生物分子”。生物体不仅由各种生物分子组成，也由各种各样有生物学活性的小分子所组成，足见生物体在组成上的多样性和复杂性。大而复杂的生物分子在体内也可降解到非常简单的程度。当生物分子被水解时，即可发现构成它们的基本单位，如蛋白质中的氨基酸，核酸中的核苷酸，脂类中脂肪酸及糖类中的单糖等。这些小而简单的分子可以看作生物分子的构件，或称作“构件分子”。它们的种类为数不多，在每一种生物体内基本上都是一样的。实际上，生物体内的生物分子仅仅是由不多几种构件分子借共价键连接而成的。由于组成一个生物分子的构件分子的数目多，它的分子就大；因为构件分子不只一种，而且其排列顺序又可以是各种各样，由此而形成的生物分子的结构，当然就复杂。不仅如此，某些生物分子在不同情况下，还会具有不同的立体结构。生物分子的种类是非常多的。自然界约一百三十余万种生物体中，据估计总大约有10¹⁰~10¹² 种蛋白质及10¹⁰种核酸；它们都是由一些构件分子所组成。构件分子在生物体内的新陈代谢中，按一定的组织规律，互相连接，依次逐步形成生物分子、亚细胞结构、细胞组织或器官，最后在神经及体液的沟通和联系下，形成一个有生命的整体。

中心法则（英语：genetic central dogma），又译成分子生物学的中心教条（英语：The central dogma of molecular biology），首先由佛朗西斯·克里克于1958年提出，并于1970年[2]在《自然》上的一篇文章中重申：“The central dogma of molecular biology deals with the detailed residue-by-residue transfer of sequential information. It states that such information cannot be transferred from protein to either protein or nucleic acid. （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。）

是指遗传信息从DNA传递给RNA，再从RNA传递给蛋白质，即完成遗传信息的转录和翻译的过程。也可以从DNA传递给DNA，即完成DNA的复制过程。这是所有有细胞结构的生物所遵循的法则。在某些病毒中的RNA自我复制（如烟草花叶病毒等）和在某些病毒中能以RNA为模板逆转录成DNA的过程（某些致癌病毒）是对中心法则的补充。中心法则经常遭到误解，尤其与遗传信息“由DNA到RNA到蛋白质”的标准流程相混淆。有些与标准流程不同的信息流被误以为是中心法则的例外，其实朊病毒是中心法则现时已知的唯一例外。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”。

《分子生物学的进化—生命秘密的研究》一书于2018年由ACADEMIC PRESS出版，作者是Kensal E van Holde, Jordanka Zlatanova。

《分子生物学的进化—生命秘密的研究》一书主要从蛋白质，基因等生物物质方面介绍分子生物学的进化，主题有起始；生物化学的起始；蛋白质的化学结构；蛋白质的三维结构；遗传学的起始；核苷酸；伟大的合成；DNA是如何复制的；中心法则；遗传密码；基因到蛋白质：整个流程；真核生物提出的新难题；发育和分化；重组DNA：下一次革命；理解整个基因组；整个基因组和进化；重组DNA技术的实例。

《分子生物学的进化—生命秘密的研究》一书循序渐进，由浅入深地向大家介绍了分子生物学的进化，进一步探究了生命的意义，除此之外还有以下特点：

1、内容全面而新颖，语言浅显易懂，即使是非生物方面的专业人士，只要感兴趣都可以阅读本书。

2、索引文献丰富，证明了这本书的知识性，真实性。而且，这些索引文献绝大部分都是最新研究，这就是这本书与世界最新研究同步，让读者全面了解该领域的前沿进展。

3、在本书的最后，将出现的专业词汇都罗列出来，并予以注解，大大方便了大家对阅读过程中对分子生物学领域研究的专业术语的认知。

4、书中有丰富的示意图，生动形象地展示了各个物质的结构以及DNA向蛋白质传递演变的流程。

本书目录

1、 起始

2、 生物化学的起始

3、 蛋白质的化学结构

4、 蛋白质的三维结构

5、 遗传学的起始

6、 核苷酸

7、 伟大的合成

8、 DNA是如何复制的

9、 中心法则

10、 遗传密码

11、 基因到蛋白质：整个流程

12、 真核生物提出的新难题

13、 发育和分化

14、 重组DNA：下一次革命

15、 理解整个基因组

16、 整个基因组和进化

17、 重组DNA技术的实例