關於分子生物學

分子生物學

生物學中研究生物大分子的結構﹑功能與信息的一個分支學科。它用物理學﹑化學方法在分子水平上揭示生命活動的規律。

對象 分子生物學是一門新興的學科﹐它產生於20世紀50年代初期﹐是目前發展最迅速的學科之一。1938年﹐W.魏威爾(1894～?)第一次提出分子生物學這一概念。1950年﹐英國結晶學家W.T.阿斯特伯里(1898～1961)首次將分子生物學的任務定為在經典生物學的大尺度現象下面探索相應的分子圖景﹐指出:“它特別涉及生物分子的各種形式﹐同時在追溯到越來越高的種種結構層次時又涉及這些分子形式的進化﹑開拓與分枝。分子生物學主要是探索立體的和有結構的分子﹐然而﹐這並不意味著它只是形態學的精緻改良。同時﹐它必須探究發生和功能”(《分子生物學的探索。1950～1951年哈維演講錄》第 3頁﹐斯普林費爾德﹐1952年)。此後的發展表明﹐分子生物學除了研究結構與功能外﹐還研究生物大分子保存和傳遞信息這一重要方面。

形成和發展 遺傳學的生化學派﹑信息學派與結構學派為分子生物學的形成奠定了基礎。生化學派主要研究遺傳與代謝的關係﹐1909年英國醫生A.E.伽羅德(1875～1936)在W.貝特生(1861～1926)等人的協助下﹐對黑尿病的代謝與遺傳的研究初步揭示了基因與的關係。40年代G.W.比德爾(1903～ )與E.L.塔特姆(1909～ )在紅色麵包黴的遺傳學的研究基礎上進一步證實了伽羅德的發現﹐提出了“一個基因─一個”的假說。1944年O.T.艾維利(1877～1955)等人根據肺炎雙球菌的轉化實驗﹐證明遺傳物質不是蛋白質而是脫氧核糖核酸(DNA)。信息學派主要研究遺傳信息的複製與傳遞﹐代表人物有M.德爾布呂克(1906～1981)﹑S.E.盧里亞(1912 ～ )﹑A.D.赫爾希(1908～ )和J.D.沃森(1928～ )。德爾布呂克在他的老師玻爾﹐N.H.D.的影響下﹐以當時已知最簡單的噬菌體為實驗對象﹐研究其複製和信息傳遞。赫爾希與M.切斯(1927～ )的實驗判明﹐噬菌體的遺傳物質是DNA。這一實驗直接推動了DNA模型的建立。結構學派主要研究生物大分子的結構﹐代表人物有阿斯特伯里﹑J.D.貝爾納(1901～1971)﹑M.H.F.維爾金斯(1916～ )和 F.H.C.克里克(1916～ )。結構學派發展出一套X射線衍射技術﹐對研究生物大分子的三維結構作出了重要貢獻﹐取得了核酸的精確的 X射線衍射圖。沃森與克里克在這三個學派及其他科學工作的研究成果基礎上﹐於1953年建立了DNA雙螺旋結構模型。DNA雙螺旋結構的揭示﹐標誌著分子生物學的產生。此後﹐分子生物學繼續發展﹐在50年代揭示了DNA的半保存複製﹐提出了中心法則﹐開始探索複製機制﹐60年代破譯了遺傳密碼﹐揭示了蛋白質的合成機制﹐確立了基因調控的操縱子模型﹔70年代發現了反轉錄﹐修正和豐富了中心法則。再往後則發展了體外 DNA重組技術﹐促進了遺傳工程的誕生。分子生物學的發展對生物學各分支產生了深遠的影響﹐它已成為現代生物學的主流。

意義 分子生物學的產生是生物學中的一場革命。自然科學對有機體的認識﹐在18世紀還只停留在肉眼所及的宏觀水平﹐19世紀深入到細胞水平﹐20世紀中期有了分子生物學才深入到分子水平﹐從而把人們對生命本質與規律的認識推向一個嶄新的階段。分子生物學表明﹐在物理 -化學的物質與生命物質之間既有連續性又有差異性。生命是化學進化的結果﹐並不存在什麼神秘的活力﹔生命又有自己的特點﹐其結構與功能有別於物理-化學實體。這就結束了在生物學中持續了幾百年的機械論與活力論之爭。分子生物學對遺傳與發育的分子機制顯示﹐使先成論與後成論的對立也在新的科學基礎上得到了解決。現代發生學的觀點既不是本來意義上的後成論﹐也不是本來意義上的先成論﹐它包括雙方共同的東西﹐即以不同的形式承認在受精卵中有某種模式﹔又包括雙方都不具備的東西﹐即認為發育是遺傳信息在基因控制下按一定時空秩序表達的結果。分子生物學揭示了生命系統的多層次結構的特點﹐認為各個層次都有各自的規律﹐同時又表現出整體的規律。部分與整體的辯證關係在這裡有著生動的體現。在方法論上﹐分子生物學既是分析的﹐也是綜合的。它的誕生是許多學科從各方面對生命分析的結果﹐又是許多學科的成就綜合的結果。它側重於分析﹐把生命過程分解為基本過程﹐又把生命視為由核酸與蛋白質組成的多分子系統。它既重視在離體條件下判明精細的結構與組分﹐又力圖揭示這些結構與組分在活體中如何綜合地表現其整體的功能。分子生物學的發展表明﹐分析與綜合是相互聯繫與相互補充的﹐片面抬高任何一個方面都不妥當。

分子生物學 是對生物在分子水平上的研究。
這是一門生物學和化學之間跨學科的研究，包括細胞學，遺傳學 ，基因組學，尤其關注基因學和生物化學。

分子生物學主要致力於對細胞中多個系統之間互動的理解，包括DNA,RNA和蛋白質合成之間的關係以及了解此種互動的規律。

有人認為分子生物學的定義可以分成廣義和狹義。

廣義的分子生物學泛指對生物大分子的研究，包括蛋白質、核酸和多糖。
狹義的分子生物學則僅指對核酸（包括DNA和RNA）的研究。
(蛋白質已成為另一大類的學問)現在比較常用的含義是狹義的分子生物學。