分子遺傳學研究進展
① 急求分子生物學是如何發展的~
分子生物學的發展大致可分為三個階段。
一、准備和醞釀階段
19世紀後期到20世紀50年代初，是現代分子生物學誕生的准備和醞釀階段。在這一階段產生了兩點對生命本質的認識上的重大突破：
確定了蛋白質是生命的主要基礎物質
19世紀末Buchner兄弟證明酵母無細胞提取液能使糖發酵產生酒精，第一次提出酶（enzyme）的名稱，酶是生物催化劑。20世紀20-40年代提純和結晶了一些酶（包括尿素酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、黃酶、細胞色素C、肌動蛋白等），證明酶的本質是蛋白質。隨後陸續發現生命的許多基本現象（物質代謝、能量代謝、消化、呼吸、運動等）都與酶和蛋白質相聯系，可以用提純的酶或蛋白質在體外實驗中重復出來。在此期間對蛋白質結構的認識也有較大的進步。1902年EmilFisher證明蛋白質結構是多肽；40年代末，Sanger創立二硝基氟苯（DNFB）法、Edman發展異硫氰酸苯酯法分析肽鏈N端氨基酸；1953年Sanger和Thompson完成了第一個多肽分子--胰島素A鏈和B鏈的氨基全序列分析。由於結晶X-線衍射分析技術的發展，1950年Pauling和Corey提出了α-角蛋白的α-螺旋結構模型。所以在這階段對蛋白質一級結構和空間結構都有了認識。
確定了生物遺傳的物質基礎是DNA
雖然1868年F.Miescher就發現了核素（nuclein），但是在此後的半個多世紀中並未引起重視。20世紀20-30年代已確認自然界有DNA和RNA兩類核酸，並闡明了核苷酸的組成。由於當時對核苷酸和鹼基的定量分析不夠精確，得出DNA中A、G、C、T含量是大致相等的結果，因而曾長期認為DNA結構只是「四核苷酸」單位的重復，不具有多樣性，不能攜帶更多的信息，當時對攜帶遺傳信息的侯選分子更多的是考慮蛋白質。40年代以後實驗的事實使人們對核酸的功能和結構兩方面的認識都有了長足的進步。1944年O.T.Avery等證明了肺炎球菌轉化因子是DNA；1952年A.D.Hershey和M.Cha-se用DNA35S和32P分別標記T2噬菌體的蛋白質和核酸，感染大腸桿菌的實驗進一步證明了是遺傳物質。在對DNA結構的研究上，1949-52年S.Furbery等的X-線衍射分析闡明了核苷酸並非平面的空間構像，提出了DNA是螺旋結構；1948-1953年Chargaff等用新的層析和電泳技術分析組成DNA的鹼基和核苷酸量，積累了大量的數據，提出了DNA鹼基組成A=T、G=C的Chargaff規則，為鹼基配對的DNA結構認識打下了基礎。
二、現代分子生物學的建立和發展階段
這一階段是從50年代初到70年代初，以1953年Watson和Crick提出的DNA雙螺旋結構模型作為現代分子生物學誕生的里程碑開創了分子遺傳學基本理論建立和發展的黃金時代。DNA雙螺旋發現的最深刻意義在於：確立了核酸作為信息分子的結構基礎;提出了鹼基配對是核酸復制、遺傳信息傳遞的基本方式；從而最後確定了核酸是遺傳的物質基礎，為認識核酸與蛋白質的關系及其在生命中的作用打下了最重要的基礎。在此期間的主要進展包括：
遺傳信息傳遞中心法則的建立
在發現DNA雙螺旋結構同時，Watson和Crick就提出DNA復制的可能模型。其後在1956年A.Kornbery首先發現DNA聚合酶；1958年Meselson及Stahl用同位素標記和超速離心分離實驗為DNA半保留模型提出了證明；1968年Okazaki（岡畸）提出DNA不連續復制模型；1972年證實了DNA復制開始需要RNA作為引物；70年代初獲得DNA拓撲異構酶，並對真核DNA聚合酶特性做了分析研究；這些都逐漸完善了對DNA復制機理的認識。
在研究DNA復制將遺傳信息傳給子代的同時，提出了RNA在遺傳信息傳到蛋白質過程中起著中介作用的假說。1958年Weiss及Hurwitz等發現依賴於DNA的RNA聚合酶；1961年Hall和Spiege-lman用RNA-DNA雜交證明mRNA與DNA序列互補；逐步闡明了RNA轉錄合成的機理。
在此同時認識到蛋白質是接受RNA的遺傳信息而合成的。50年代初Zamecnik等在形態學和分離的亞細胞組分實驗中已發現微粒體（microsome）是細胞內蛋白質合成的部位；1957年Hoagland、Zamecnik及Stephenson等分離出tRNA並對它們在合成蛋白質中轉運氨基酸的功能提出了假設；1961年Brenner及Gross等觀察了在蛋白質合成過程中mRNA與核糖體的結合；1965年Holley首次測出了酵母丙氨酸tRNA的一級結構；特別是在60年代Nirenberg、Ochoa以及Khorana等幾組科學家的共同努力破譯了RNA上編碼合成蛋白質的遺傳密碼，隨後研究表明這套遺傳密碼在生物界具有通用性，從而認識了蛋白質翻譯合成的基本過程。
上述重要發現共同建立了以中心法則為基礎的分子遺傳學基本理論體系。1970年Temin和Baltimore又同時從雞肉瘤病毒顆粒中發現以RNA為模板合成DNA的反轉錄酶，又進一步補充和完善了遺傳信息傳遞的中心法則。
對蛋白質結構與功能的進一步認識
1956-58年Anfinsen和White根據對酶蛋白的變性和復性實驗，提出蛋白質的三維空間結構是由其氨基酸序列來確定的。1958年Ingram證明正常的血紅蛋白與鐮刀狀細胞溶血症病人的血紅蛋白之間，亞基的肽鏈上僅有一個氨基酸殘基的差別，使人們對蛋白質一級結構影響功能有了深刻的印象。與此同時，對蛋白質研究的手段也有改進，1969年Weber開始應用SDS-聚丙烯醯胺凝膠電泳測定蛋白質分子量；60年代先後分析得血紅蛋白、核糖核酸酶A等一批蛋白質的一級結構；1973年氨基酸序列自動測定儀問世。中國科學家在1965年人工合成了牛胰島素；在1973年用1.8AX-線衍射分析法測定了牛胰島素的空間結構，為認識蛋白質的結構做出了重要貢獻。
三、初步認識生命本質並開始改造生命的深入發展階段
70年代後，以基因工程技術的出現作為新的里程碑，標志著人類深入認識生命本質並能動改造生命的新時期開始。其間的重大成就包括：
1.重組DNA技術的建立和發展
分子生物學理論和技術發展的積累使得基因工程技術的出現成為必然。1967-1970年R.Yuan和H.O.Smith等發現的限制性核酸內切酶為基因工程提供了有力的工具； 1972年Berg等將SV-40病毒DNA與噬菌體P22DNA在體外重組成功，轉化大腸桿菌，使本來在真核細胞中合成的蛋白質能在細菌中合成,打破了種屬界限；1977年Boyer等首先將人工合成的生長激素釋放抑制因子14肽的基因重組入質粒，成功地在大腸桿菌中合成得到這14肽；1978年Itakura（板倉）等使人生長激素191肽在大腸桿菌中表達成功；1979年美國基因技術公司用人工合成的人胰島素基因重組轉入大腸桿菌中合成人胰島素。至今我國已有人干擾素、人白介素2、人集落刺激因子、重組人乙型肝炎疫苗、基因工程幼畜腹瀉疫苗等多種基因工程葯物和疫苗進入生產或臨床試用，世界上還有幾百種基因工程葯物及其它基因工程產品在研製中，成為當今農業和醫葯業發展的重要方向，將對醫學和工農業發展作出新貢獻。
轉基因動植物和基因剔除動植物的成功是基因工程技術發展的結果。1982年Palmiter等將克隆的生長激素基因導入小鼠受精卵細胞核內，培育得到比原小鼠個體大幾倍的「巨鼠」，激起了人們創造優良品系家畜的熱情。我國水生生物研究所將生長激素基因轉入魚受精卵，得到的轉基因魚的生長顯著加快、個體增大；轉基因豬也正在研製中。用轉基因動物還能獲取治療人類疾病的重要蛋白質，導入了凝血因子Ⅸ基因的轉基因綿羊分泌的乳汁中含有豐富的凝血因子Ⅸ，能有效地用於血友病的治療。在轉基因植物方面，1994年能比普通西紅柿保鮮時間更長的轉基因西紅柿投放市場，1996年轉基因玉米、轉基因大豆相繼投入商品生產，美國最早研製得到抗蟲棉花，我國科學家將自己發現的蛋白酶抑制劑基因轉入棉花獲得抗棉鈴蟲的棉花株。到1996年全世界已有250萬公頃土地種植轉基因植物。
基因診斷與基因治療是基因工程在醫學領域發展的一個重要方面。1991年美國向一患先天性免疫缺陷病（遺傳性腺苷脫氨酶ADA基因缺陷）的女孩體內導入重組的ADA基因，獲得成功。我國也在1994年用導入人凝血因子Ⅸ基因的方法成功治療了乙型血友病的患者。在我國用作基因診斷的試劑盒已有近百種之多。基因診斷和基因治療正在發展之中。
這時期基因工程的迅速進步得益於許多分子生物學新技術的不斷涌現。包括：核酸的化學合成從手工發展到全自動合成，1975-1977年Sanger、Maxam和Gilbert先後發明了三種DNA序列的快速測定法；90年代全自動核酸序列測定儀的問世；1985年Cetus公司Mullis等發明的聚合酶鏈式反應（PCR）的特定核酸序列擴增技術，更以其高靈敏度和特異性被廣泛應用，對分子生物學的發展起到了重大的推動作用。
2.基因組研究的發展
目前分子生物學已經從研究單個基因發展到研究生物整個基因組的結構與功能。1977年Sanger測定了ΦX174-DNA全部5375個核苷酸的序列；1978年Fiers等測出SV-40DNA全部5224對鹼基序列；80年代λ噬菌體DNA全部48,502鹼基對的序列全部測出；一些小的病毒包括乙型肝炎病毒、艾滋病毒等基因組的全序列也陸續被測定；1996年底許多科學家共同努力測出了大腸桿菌基因組DNA的全序列長4x106鹼基對。測定一個生物基因組核酸的全序列無疑對理解這一生物的生命信息及其功能有極大的意義。1990年人類基因組計劃（HumanGenomeProject）開始實施，這是生命科學領域有史以來全球性最龐大的研究計劃，將在2005年時測定出人基因組全部DNA3x109鹼基對的序列、確定人類約5-10萬個基因的一級結構，這將使人類能夠更好掌握自己的命運。
3.單克隆抗體及基因工程抗體的建立和發展
1975年Kohler和Milstein首次用B淋巴細胞雜交瘤技術制備出單克隆抗體以來，人們利用這一細胞工程技術研製出多種單克隆抗體，為許多疾病的診斷和治療提供了有效的手段。80年代以後隨著基因工程抗體技術而相繼出現的單域抗體、單鏈抗體、嵌合抗體、重構抗體、雙功能抗體等為廣泛和有效的應用單克隆抗體提供了廣闊的前景。
4.基因表達調控機理
分子遺傳學基本理論建立者Jacob和Monod最早提出的操縱元學說打開了人類認識基因表達調控的窗口，在分子遺傳學基本理論建立的60年代，人們主要認識了原核生物基因表達調控的一些規律，70年代以後才逐漸認識了真核基因組結構和調控的復雜性。1977年最先發現猴SV40病毒和腺病毒中編碼蛋白質的基因序列是不連續的，這種基因內部的間隔區（內含子）在真核基因組中是普遍存在的，揭開了認識真核基因組結構和調控的序幕。1981年Cech等發現四膜蟲rRNA的自我剪接，從而發現核酶（ribozyme）。80-90年代，使人們逐步認識到真核基因的順式調控元件與反式轉錄因子、核酸與蛋白質間的分子識別與相互作用是基因表達調控根本所在。
5.細胞信號轉導機理研究成為新的前沿領域
細胞信號轉導機理的研究可以追述至50年代。Sutherland1957年發現cAMP、1965年提出第二信使學說，是人們認識受體介導的細胞信號轉導的第一個里程碑。1977年Ross等用重組實驗證實G蛋白的存在和功能，將G蛋白與腺苷環化酶的作用相聯系起來，深化了對G蛋白偶聯信號轉導途徑的認識。70年代中期以後，癌基因和抑癌基因的發現、蛋白酪氨酸激酶的發現及其結構與功能的深入研究、各種受體蛋白基因的克隆和結構功能的探索等，使近10年來細胞信號轉導的研究更有了長足的進步。目前，對於某些細胞中的一些信號轉導途徑已經有了初步的認識，尤其是在免疫活性細胞對抗原的識別及其活化信號的傳遞途徑方面和細胞增殖控制方面等都形成了一些基本的概念，當然要達到最終目標還需相當長時間的努力。
以上簡要介紹了分子生物學的發展過程，可以看到在近半個世紀中它是生命科學范圍發展最為迅速的一個前沿領域，推動著整個生命科學的發展。至今分子生物學仍在迅速發展中，新成果、新技術不斷涌現，這也從另一方面說明分子生物學發展還處在初級階段。分子生物學已建立的基本規律給人們認識生命的本質指出了光明的前景，但分子生物學的歷史還短，積累的資料還不夠，例如：在地球上千姿萬態的生物攜帶龐大的生命信息，迄今人類所了解的只是極少的一部分，還未認識核酸、蛋白質組成生命的許多基本規律；又如即使到2005年我們已經獲得人類基因組DNA3x109bp的全序列，確定了人的5-10萬個基因的一級結構，但是要徹底搞清楚這些基因產物的功能、調控、基因間的相互關系和協調，要理解80%以上不為蛋白質編碼的序列的作用等等，都還要經歷漫長的研究道路。可以說分子生物學的發展前景光輝燦爛，道路還會艱難曲折。
② 在普通遺傳學的哪些內容為分子遺傳學的發展奠定了基礎
1953年沃森和克里克（JamesWatsonandFrancisCrick ）DNA雙螺旋模型的建立，標志著遺傳學研究已經跨入了分子遺傳學的新階段。毫無疑義在整個遺傳學的發展史上，分子遺傳學的確起到了承上啟下的傳承作用。
應該說二十世紀50年代初期至70年代初期，是分子遺傳學迅猛發展快速進步的年代。在這短短的二十餘年間，許多有關分子遺傳學的基本原理相繼提出，大量的重要發現不斷涌現。其中比較重要的有：
1956年，美國科學家科恩伯格（A.Kornberg）在大腸桿菌中發現了DNA聚合酶Ⅰ，這是可以在試管中合成DNA鏈的頭一種核酸酶，從此拉開了DNA合成研究的序幕；
1957年，弗倫克爾-康拉特（H.Fraenkal-Conrat）和辛格（B-Singer）證實，煙草花葉病毒TMV
的遺傳物質是RNA，進一步表明RNA同樣具有重要的生物學意義；
1958年梅塞爾森和斯塔爾（M.MeselsonandF.W.Stahl）發現了DNA半保留復制機理，揭示了基因之所以能夠代代相傳准確保留的分子本質；同年克里克提出了描述遺傳信息流向的中心法
則，闡明了在基因表達過程中，遺傳信息從DNA到RNA再到蛋白質的傳遞途徑；
1961年兩位法國科學家雅各布和莫洛（M.F.JacobandJ.Monod）建立了解釋原核基因表達調節機理的操縱子模型，說明基因不但在結構上是可分的，而且在功能上也是有分工的；
自1961年開始，經過尼倫伯格（M.W.Nirenberg）和庫拉鈉（H.G.Khorana）等科學家的努力，至1966年全部64種遺傳密碼子均已成功破譯，從而將RNA分子上的核苷酸順序同蛋白質多肽鏈
中的氨基酸順序聯系起來，它是分子遺傳學發展過程中影響最為深遠的科學發現之一；
1970年，美國科學家特明和巴爾帝摩（H.N.TeminandD.Baltimore）發現了RNA病毒及其反轉錄酶，證明遺傳信息也可以從RNA反向傳遞到DNA，這是對中心法則的重大修正；
1970年，史密斯（H.O.Smith）等人從流感嗜血菌中首先分離到Ⅱ型核酸內切限制酶，它與
1967年發現的DNA連接酶，同為DNA體外重組技術的建立提供了酶學基礎。
正是上述這些研究發現與進展構成了分子遺傳學的核心內容。
③ 分子遺傳學的研究方法
用遺傳學方法可以得到一系列使某一種生命活動不能完成的突變型，例如不能合成某一種氨基酸的突變型、不能進行 DNA復制的突變型、不能進行細胞分裂的突變型、不能完成某些發育過程的突變型、不能表現某種趨化行為的突變型等。正象40年代中在粗糙脈孢菌中利用不能合成某種氨基酸的突變型來研究這一種氨基酸的生物合成途徑一樣，也可以利用上述種種突變型來研究 DNA復制、細胞分裂、發生過程和趨化行為等。不過許多這類突變型常是致死的，所以各種條件致死突變型特別是溫度敏感突變型常是分子遺傳學研究的重要材料。
在得到一系列突變型以後，就可以對它們進行遺傳學分析,了解這些突變型代表幾個基因,各個基因在染色體上的位置，這就需要應用互補測驗（見互補作用、基因定位），包括基因精細結構分析等手段。 抽提、分離、純化和測定等都是分子遺傳學中的常用方法。在對生物大分子和細胞的超微結構的研究中還經常應用電子顯微鏡技術。對於分子遺傳學研究特別有用的技術是順序分析、分子雜交和重組DNA技術。核酸和蛋白質是具有特異性結構的生物大分子，它們的生物學活性決定於它們的結構單元的排列順序，因此常需要了解它們的這些順序。如果沒有這些順序分析,則基因DNA和它所編碼的蛋白質的線性對應關系便無從確證；沒有核酸的順序分析，則插入順序或轉座子兩端的反向重復序列的結構和意義便無從認識（見轉座因子），重疊基因（見基因）也難以發現。
DNA分子的兩個單鏈具有互補結構，DNA和通過轉錄產生的mRNA之間也具有互補結構。凡具有互補結構的分子都可以形成雜種分子，測定雜種分子的形成的方法便是分子雜交方法。分子雜交方法可以用來對DNA和由DNA轉錄的RNA進行鑒定和測量。它的應用范圍很廣泛,例如用來測定兩種生物的DNA的總的相似程度,某一mRNA分子從DNA的哪一部分轉錄等。
重組DNA技術的主要工具是限制性核酸內切酶和基因載體（質粒和噬菌體）。通過限制性內切酶和連接酶等的作用，可以把所要研究的基因和載體相連接並引進細菌細胞，通過載體的復制和細菌的繁殖便可以取得這一基因DNA的大量純製品,如果這一基因得以在細菌中表達，還可以獲得這一基因所編碼的蛋白質。這對於分子遺傳學研究是一種十分有用的方法。此外，在取得某一個基因以後，還可以在離體條件下通過化學或生物化學方法使它發生預定的結構改變，然後再把突變基因引入適當的宿主細胞，這一方法有助於對特定基因的結構和功能的研究。
和其他學科的關系 分子遺傳學是從微生物遺傳學發展起來的。雖然分子遺傳學研究已逐漸轉向真核生物方面，但是以原核生物為材料的分子遺傳學研究還占很大的比重。此外，由於微生物便於培養，所以在分子遺傳學和重組DNA技術中微生物遺傳學的研究仍將佔有重要的位置。
分子遺傳學方法還可以用來研究蛋白質的結構和功能。例如可以篩選得到一系列使某一蛋白質失去某一活性的突變型。應用基因精細結構分析可以測定這些突變位點在基因中的位置；另外通過順序分析可以測定各個突變型中氨基酸的替代，從而判斷蛋白質的哪一部分和特定的功能有關，以及什麼氨基酸的替代影響這一功能等等。例如乳糖操縱子的調節基因產物是一種既能和操縱基因 DNA結合又能和乳糖或其他誘導物結合的阻遏蛋白。分子遺傳學研究結果說明阻遏蛋白的氨基端的60個氨基酸和DNA的結合有關,其餘部分和誘導物的結合有關，而且還說明這一部分蛋白質呈β片層結構，片層結構的頂端暴露部分最容易和誘導物相結合。麥芽糖結合蛋白的信號序列、λ噬菌體的阻遏蛋白等的結構和功能問題也都曾用分子遺傳學方法進行研究而取得有意義的結果。目前基因分離和DNA順序分析方法進展迅速,而一些以微量存在的蛋白質卻難以分離純化。在這種情況下，根據DNA 順序分析結果和遺傳密碼表便可以得知這一蛋白質分子的氨基酸順序。
生物進化的研究過去著眼於形態方面的演化，以後又逐漸注意到代謝功能方面的演變。自從分子遺傳學發展以來又注意到 DNA的演變、蛋白質的演變、遺傳密碼的演變以及遺傳機構包括核糖體和tRNA等的演變。通過這些方面的研究，對於生物進化過程將會有更加本質性的了解（見分子進化）。
分子遺傳學也已經滲入到以個體為對象的生理學研究領域中去，特別是對免疫機制和激素的作用機制的研究。隨著克隆選擇學說的提出，目前已經確認動物體的每一個產生抗體的細胞只能產生一種或者少數幾種抗體，而且已經證明這些細胞具有不同的基因型。這些基因型的鑒定和來源的探討，以及免疫反應過程中特定克隆的選擇和擴增機制等既是免疫遺傳學也是分子遺傳學研究的課題。
將雌性激素注射雄雞，可以促使雄雞的肝臟細胞合成卵黃蛋白。這一事實說明雄雞和雌雞一樣，在肝臟細胞中具有卵黃蛋白的結構基因，激素的作用只在於激活這些結構基因。激素作用機制的研究也屬於分子遺傳學范疇，屬於基因調控的研究。
個體發生過程中一般並沒有基因型的變化，所以發生問題主要是基因調控問題，也屬於分子遺傳學研究范疇。
分子遺傳學研究的方法,特別是重組DNA技術已經成為許多遺傳學分支學科的重要研究方法。分子遺傳學也已經滲入到許多生物學分支學科中。以分子遺傳學為基礎的遺傳工程則正在發展成為一個新興的工業生產領域。
④ 試述分子遺傳學的發展歷史
分子遺傳學發展簡史
1944年，美國學者埃弗里等首先在肺炎雙球菌中證實了轉化因子是脫氧核糖核酸(DNA)，從而闡明了遺傳的物質基礎。1953年，美國分子遺傳學家沃森和英國分子生物學家克里克提出了DNA分子結構的雙螺旋模型，這一發現常被認為是分子遺傳學的真正開端。
1955年，美國分子生物學家本澤用基因重組分析方法，研究大腸桿菌的T4噬菌體中的基因精細結構，其剖析重組的精細程度達到DNA多核苷酸鏈上相隔僅三個核苷酸的水平。這一工作在概念上溝通了分子遺傳學和經典遺傳學。
關於基因突變方面，早在1927年馬勒和1928年斯塔德勒就用 X射線等誘發了果蠅和玉米的基因突變，但是在此後一段時間中對基因突變機制的研究進展很慢，直到以微生物為材料廣泛開展突變機制研究和提出DNA分子雙螺旋模型以後才取得顯著成果。例如鹼基置換理論便是在T4噬菌體的誘變研究中提出的，它的根據便是DNA復制中的鹼基配對原理。
美國遺傳學家比德爾和美國生物化學家塔特姆根據對粗糙脈孢菌的營養缺陷型的研究，在40年代初提出了一個基因一種酶假設，它溝通了遺傳學中對基因的功能的研究和生物化學中對蛋白質生物合成的研究。
按照一個基因一種酶假設，蛋白質生物合成的中心問題是蛋白質分子中氨基酸排列順序的信息究竟以什麼形式儲存在DNA分子結構中，這些信息又通過什麼過程從DNA向蛋白質分子轉移。前一問題是遺傳密碼問題，後—問題是蛋白質生物合成問題，這又涉及轉錄和翻譯、信使核糖核酸(mRNA)、轉移核糖核酸(tRNA)和核糖體的結構與功能的研究。這些分子遺傳學的基本概念都是在20世紀50年代後期和60年代前期形成的。
分子遺傳學的另一重要概念——基因調控在1960～1961年由法國遺傳學家莫諾和雅各布提出。他們根據在大腸桿菌和噬菌體中的研究結果提出乳糖操縱子模型。接著在1964年，又由美國微生物和分子遺傳學家亞諾夫斯基和英國分子遺傳學家布倫納等，分別證實了基因的核苷酸順序和它所編碼的蛋白質分子的氨基酸順序之間存在著排列上的線性對應關系，從而充分證實了一個基因一種酶假設。此後真核生物的分子遺傳學研究逐漸開展起來。
⑤ 哪幾個國家在分子遺傳學方面比較好
日本和美國吧
⑥ 遺傳學幾個主要領悟發展前景如何
發展前景良好。遺傳學研究同人類本身密切相關。由於人類遺傳學研究的開展，特別是應用體細胞遺傳學和生化遺傳學方法所取得的進展，對於遺傳性疾病的種類和原因已經有很多了解；產前診斷和嬰兒的遺傳性疾病診斷已經逐漸推廣；對於某些遺傳性疾病的葯物治療也在研究中。免疫遺傳學是組織移植和輸血等醫學實踐的理論基礎；葯物遺傳學和葯物學有密切的關系；毒理遺傳學關繫到葯物的安全使用和環境保護。用遺傳工程技術對遺傳性疾病進行基因治療也正在進行探索。人類遺傳學研究也是優生學的基礎。
遺傳學研究為致癌物質的檢測提供了一系列的方法。雖然目前治療癌症還沒有十分有效的方法，但在環境污染日益嚴重的今天能夠有效地檢測環境中的致癌物質，便是一個重大的進展。癌症患病的傾向性是遺傳的，癌症的起因又同DNA損傷修復有關，近年來癌基因的發現進一步說明癌症和遺傳的密切關系，所以從長遠觀點來看，遺傳學研究必將為全面控制癌症作出貢獻。
許多遺傳學分支的研究都採用了分子遺傳學手段，特別是重組DHA技術。即使是有關群體的遺傳學研究也受分子遺傳學的影響，進化遺傳學研究中的分子進化領域便是一個例子。
近幾年來，人類基因組研究的進展日新月異，而分子生物學技術也不斷完善，隨著基因組研究向各學科的不斷滲透，這些學科的進展達到了前所未有的高度。在法醫學上，STR位點和單核苷酸（SNP）位點檢測分別是第二代、第三代DNA分析技術的核心，是繼RFLPs（限制性片段長度多態性）VNTRs（可變數量串聯重復序列多態性）研究而發展起來的檢測技術。作為最前沿的刑事生物技術，DNA分析為法醫物證檢驗提供了科學、可靠和快捷的手段，使物證鑒定從個體排除過渡到了可以作同一認定的水平，DNA檢驗能直接認定犯罪、為兇殺案、強奸殺人案、碎屍案、強奸致孕案等重大疑難案件的偵破提供准確可靠的依據。隨著DNA技術的發展和應用，DNA標志系統的檢測將成為破案的重要手段和途徑。此方法作為親子鑒定已經是非常成熟的，也是國際上公認的最好的一種方法。
⑦ 簡述植物分子遺傳學的新進展有哪些
經典遺傳學的認知路線為由表及裡，即通過雜交等手段觀察表型性狀的變化而推知遺傳基因的存在與變化。隨著分子遺傳學及相關實驗技術的發展，已經能夠在分子水平上進行操作，有目的地對DNA進行重組或者定點突變(in vitro site-directed mutagenesis)等。因此，現代遺傳學中就出現了另一條由里及表的認知路線，即通過DNA重組等技術有目的地、精確定位地改造基因的精細結構以確定這些變化對表型性狀的直接影響。由於這一認知路線與經典遺傳學剛好相反，故將這個新的領域作為遺傳學的一個分支學科，稱為反向遺傳學。
例如，將報告基因(reporter gene)，即編碼易於檢測的蛋白質或酶的某些基因，分別與某些待測的DNA片段重組，轉染合適的細胞，通過測定報告基因的產物即可推斷該片段在基因表達調控中的作用。
⑧ 分子遺傳學的發展簡史
1944年，美國學者埃弗里等首先在肺炎雙球菌中證實了轉化因子是脫氧核糖核酸(DNA)，從而闡明了遺傳的物質基礎。1953年，美國分子遺傳學家沃森和英國分子生物學家克里克提出了DNA分子結構的雙螺旋模型，這一發現常被認為是分子遺傳學的真正開端。
1955年，美國分子生物學家本澤用基因重組分析方法，研究大腸桿菌的T4噬菌體中的基因精細結構，其剖析重組的精細程度達到DNA多核苷酸鏈上相隔僅三個核苷酸的水平。這一工作在概念上溝通了分子遺傳學和經典遺傳學。
關於基因突變方面，早在1927年馬勒和1928年斯塔德勒就用 X射線等誘發了果蠅和玉米的基因突變，但是在此後一段時間中對基因突變機制的研究進展很慢，直到以微生物為材料廣泛開展突變機制研究和提出DNA分子雙螺旋模型以後才取得顯著成果。例如鹼基置換理論便是在T4噬菌體的誘變研究中提出的，它的根據便是DNA復制中的鹼基配對原理。
美國遺傳學家比德爾和美國生物化學家塔特姆根據對粗糙脈孢菌的營養缺陷型的研究，在40年代初提出了一個基因一種酶假設，它溝通了遺傳學中對基因的功能的研究和生物化學中對蛋白質生物合成的研究。
按照一個基因一種酶假設，蛋白質生物合成的中心問題是蛋白質分子中氨基酸排列順序的信息究竟以什麼形式儲存在DNA分子結構中，這些信息又通過什麼過程從DNA向蛋白質分子轉移。前一問題是遺傳密碼問題，後—問題是蛋白質生物合成問題，這又涉及轉錄和翻譯、信使核糖核酸(mRNA)、轉移核糖核酸(tRNA)和核糖體的結構與功能的研究。這些分子遺傳學的基本概念都是在20世紀50年代後期和60年代前期形成的。
分子遺傳學的另一重要概念——基因調控在1960～1961年由法國遺傳學家莫諾和雅各布提出。他們根據在大腸桿菌和噬菌體中的研究結果提出乳糖操縱子模型。接著在1964年，又由美國微生物和分子遺傳學家亞諾夫斯基和英國分子遺傳學家布倫納等，分別證實了基因的核苷酸順序和它所編碼的蛋白質分子的氨基酸順序之間存在著排列上的線性對應關系，從而充分證實了一個基因一種酶假設。此後真核生物的分子遺傳學研究逐漸開展起來。
用遺傳學方法可以得到一系列使某一種生命活動不能完成的突變型，例如不能合成某一種氨基酸的突變型、不能進行DNA復制的突變型、不能進行細胞分裂的突變型、不能完成某些發育過程的突變型、不能表現某種趨化行為的突變型等。不過許多這類突變型常是致死的，所以各種條件致死突變型，特別是溫度敏感突變型常是分子遺傳學研究的重要材料。
在得到一系列突變型以後，就可以對它們進行遺傳學分析，了解這些突變型代表幾個基因，各個基因在染色體上的位置，這就需要應用互補測驗，包括基因精細結構分析等手段。
抽提、分離、純化和測定等都是分子遺傳學中的常用方法。在對生物大分子和細胞的超微結構的研究中還經常應用電子顯微鏡技術。對於分子遺傳學研究特別有用的技術是順序分析、分子雜交和重組DNA技術。
核酸和蛋白質是具有特異性結構的生物大分子，它們的生物學活性決定於它們的結構單元的排列順序，因此常需要了解它們的這些順序。如果沒有這些順序分析，則基因DNA和它所編碼的蛋白質的線性對應關系便無從確證；沒有核酸的順序分析，則插入順序或轉座子兩端的反向重復序列的結構和意義便無從認識，重疊基因也難以發現。
分子遺傳學是從微生物遺傳學發展起來的。雖然分子遺傳學研究已逐漸轉向真核生物方面，但是以原核生物為材料的分子遺傳學研究還占很大的比重。此外，由於微生物便於培養，所以在分子遺傳學和重組DNA技術中，微生物遺傳學的研究仍將佔有重要的位置。
分子遺傳學方法還可以用來研究蛋白質的結構和功能。例如可以篩選得到一系列使某一蛋白質失去某一活性的突變型。應用基因精細結構分析可以測定這些突變位點在基因中的位置；另外通過順序分析可以測定各個突變型中氨基酸的替代，從而判斷蛋白質的哪一部分和特定的功能有關，以及什麼氨基酸的替代影響這一功能等等。
生物進化的研究過去著眼於形態方面的演化，以後又逐漸注意到代謝功能方面的演變。自從分子遺傳學發展以來又注意到DNA的演變、蛋白質的演變、遺傳密碼的演變以及遺傳機構包括核糖體和tRNA等的演變。通過這些方面的研究，對於生物進化過程將會有更加本質性的了解。
分子遺傳學也已經滲入到以個體為對象的生理學研究領域中去，特別是對免疫機制和激素的作用機制的研究。隨著克隆選擇學說的提出，目前已經確認動物體的每一個產生抗體的細胞只能產生一種或者少數幾種抗體，而且已經證明這些細胞具有不同的基因型。這些基因型的鑒定和來源的探討，以及免疫反應過程中特定克隆的選擇和擴增機制等既是免疫遺傳學也是分子遺傳學研究的課題。
將雌性激素注射雄雞，可以促使雄雞的肝臟細胞合成卵黃蛋白。這一事實說明雄雞和雌雞一樣，在肝臟細胞中具有卵黃蛋白的結構基因，激素的作用只在於激活這些結構基因。
激素作用機制的研究也屬於分子遺傳學范疇，屬於基因調控的研究。個體發生過程中一般並沒有基因型的變化，所以發生問題主要是基因調控問題，也屬於分子遺傳學研究范疇。
分子遺傳學研究的方法，特別是重組DNA技術已經成為許多遺傳學分支學科的重要研究方法。分子遺傳學也已經滲入到許多生物學分支學科中，以分子遺傳學為基礎的遺傳工程則正在發展成為一個新興的工業生產領域。
⑨ 簡述植物分子遺傳學的新進展
在「國家傑出青年科學基金」和國家自然科學基金重點項目支持下，來自東北師范大學植物分子表觀遺傳學實驗室的研究人員對高等植物「雜交與進化」研究領域開展了重要的系統研究，在遠緣漸滲雜交 (introgressive hybridization)對受體基因組穩定性影響方面取得了重要進展，這些研究成果已經在Molecular Biology and Evolution，Genetics，Plant Molecular Biology，Theoretical and Applied Genetics和 Genome 等權威雜志發表論文近10篇，並且受到包括美國科學院院士和英國皇家學會會員在內的國際權威的認可和好評。
植物的遠緣雜交是指種以上分類單位的生物類型之間的雜交，包括同屬植物的種間雜交和不同屬植物的屬間雜交，是高等植物基因組進化和新物種形成的主要動力之一。高等植物雜交與進化的關系一直是進化生物學上有爭議的熱點問題之一。一種觀點認為，由於種間雜種在適合度(fitness)上的普遍劣勢，雜交阻礙了進化；另一種觀點則認為，雜交可以綜合親本種的適應性或創造出新的適應性，豐富基因庫、拓寬生境，進而促進基因組進化和新種形成。可成活遠緣雜種有3種主要命運：形成多倍體，二倍體重組或與親本種之一回交（又稱漸滲雜交）。近年來基因組學的巨大進展，解釋了高等植物多倍體普遍性的原因，在二倍體重組途徑導致新種形成的研究領域，也取得突破性進展，但關於第3種途徑，即漸滲雜交 (introgressive hybridization) 在進化上的意義，實驗性研究不多。
近些年來東北師范大學植物分子表觀遺傳學實驗室在劉寶教授等的研究人員的共同努力下，2000年從DNA分子水平確證了外緣菰DNA的存在，並且在國際上首次發現植物異源多倍體物種形成可以定向誘發DNA序列刪除及表觀遺傳變異現象，首次合成「水稻＋菰」屬間可育體細胞雜種及有性雜交漸滲系的分子證明，發現外源DNA導入可誘發反轉錄轉座子激活和DNA甲基化變異。這些研究結果為「遠緣漸滲雜交促進基因組進化」的觀點提供了分子水平上的實驗性證據，並對利用遠緣雜交進行作物遺傳改良提出了新啟示。