分子生物学绪论 一章a .ppt

分子生物学Molecular Biology 生命科学学院 2009.2 绪 论 Introduction 何为“分子生物学”？ 分子生物学的研究对象 分子生物学与生物化学的关系 “你中有我，我中有你” 第一章 遗传的物质基础--DNA 一、DNA一级结构 DNA和RNA在稳定性上的差异 DNA的戊糖2’上没有自由羟基，很稳定，在pH11.5时DNA的一级结构几乎无变化；而RNA的戊糖有2’上的自由羟基，遇碱水解生成2’,3’环式单核苷酸，极不稳定，很快转变成2’单核苷酸和3’单核苷酸。 重复序列（repetitive sequence） 高度重复序列 中度重复序列 低度重复序列 1、高度重复序列 重复频率高，几十万到几百万次； 重复序列较短，5～300bp，多数为5～15bp； 有些是反向重复序列。 卫星DNA 卫星DNA（satellite DNA） 在高度重复序列中，有一种由富含AT的2～10bp成串排列组成的简单重复序列，可用等密度梯度离心法将其与主体DNA分开，因此把它叫做卫星DNA。 2、中度重复序列 重复频率和重复序列长度差异大； 有些成串集中排列，有些与单拷贝序列间隔排列； 有些是编码蛋白质的结构基因； 一般有种的特异性，可作为探针，区分不同种间细胞DNA。 3、低度重复序列 序列不重复或只重复几次、十几次； 重复序列长度1000bp； 携带大量能编码功能蛋白质的遗传信息。 变性的DNA重新恢复为双螺旋的过程，叫做复性或退火。 The End of Chapter 1 DNA的超螺旋结构是指DNA双螺旋进一步扭曲盘绕所形成的构象，包括线形双链中的纽结、超螺旋、多重螺旋、分子内局部单链环和环状DNA中的超螺旋及连环等拓扑学性质。 三、DNA三级结构 超螺旋结构（最常见） 生物学意义 1、超螺旋DNA形状更紧密，在DNA 组装中有重要作用； 2、超螺旋程度的改变介导了DNA结构的变化，有利于功能的发挥； 3、超螺旋DNA能实现松弛态DNA所不能实现的结构转化。 四、DNA的变性、复性与杂交 DNA的变性（denaturation） 在物理和化学因素的影响下，维系核酸二级结构的氢键和碱基堆积力受到破坏，DNA双链解旋成单链，这一过程称为DNA的变性。 判断： 1、核酸的变性可发生在整个DNA分子中，也可发生在局部的双螺旋节段上（局部变性）。 2、DNA变性不涉及核苷酸中二酯键的断裂。 3、引起变性的因素有酸、碱、尿素、胍等变性剂和乙醇、丙酮等化学因素以及热、紫外线等物理因素。 4、变性后的DNA其一系列的物理、化学性质都发生变化，如260nm处紫外吸收值降低，粘度下降，沉降速度增加，浮力密度上升等。 5、熔解曲线的中点，即一半的DNA双螺旋解为单链所对应的温度称为熔解温度或解链温度。 6、每一种DNA都有一个解链温度，Tm值是一个固定常数。 增色效应 同一种 DNA分子在不同离子强度溶液中其Tm值不同 你还记得影响ＤＮＡ变性的因素有哪些吗？　 DNA的复性（renaturation） 分子碰撞 时间长 核心作用 时间短 拉拉链作用 限制因素 复性机制 不完全变性DNA容易迅速复性； 复性DNA分子不一定是原有互补链，大部分不是原配，而是形成杂交分子； 复性DNA分子的结构和理化性质等均得到恢复。 ＤＮＡ复性的特点 你知道影响ＤＮＡ复性速度的因素有哪些吗？ 判断： １、DNA片段小的比大的容易复性。 ２、盐可以减少两条互补链负电荷的排斥作用，通常增加盐浓度，可加速两条互补链重新结合的速度。 ３、DNA浓度越大，两条互补链彼此相遇的可能性越大，复性速度也越快。 ① 一定的盐浓度 ② 适宜的温度 ＤＮＡ复性的条件有哪些？ 为什么？ 复性是分子杂交的理论基础 核酸分子杂交 Nucleic acid hybridization 亲缘关系很近的不同来源的DNA单链或RNA单链与DNA单链之间通过碱基互补形成杂交分子的过程,叫做核酸分子杂交。 DNA/DNA DNA/RNA 根据核酸分子杂交的原理，有目的地人工制备或从基因组中分离一段已知序列的DNA，使其带上标记，经变性后成为单链，在一定条件下与待测DNA单链杂交，如两者序列有同源性，就形成带有标记的双链DNA分子，即检测到了待测的DNA。这段带有标记的核苷酸序列称为核酸探针或基因探针（Gene probe）。 核酸探针（Nucleic acid probe） 常用的核酸分子杂交方法 Southern印迹杂交（Southern bloting） Northern 印迹杂交（Northern bloting） 斑点杂交（dot blotting） 原位杂交（in situ hybridization） * 一级结构：共价键主链及其氨基酸或核苷酸的序