核酸研一究进展.ppt

核酸研究进展 内容简介 核酸的发现和研究概貌 核酸基础 基因组与基因组学 核酸结构与结构预测 核酸的发现和研究工作进展 1868年 Fredric Miescher从脓细胞中提取“核素” 1944年 Avery等人肺炎球菌转化试验 1952年Hershey等噬菌体转化试验， 1953年 Watson和Crick发现DNA的双螺旋结构 1958 Crick提出的中心法则 1968年 Nirenberg发现遗传密码 1975年 Temin和Baltimore发现逆转录酶 1981年 Gilbert和Sanger建立DNA 测序方法 1985年 Mullis发明PCR 技术 1990年 美国启动人类基因组计划(HGP) 1994年 中国人类基因组计划启动 2001年 美、英等国完成人类基因组计划基本框架 后基因时代 核酸基础 核酸的分子结构 DNA的结构 RNA的结构 DNA的结构 DNA的一级结构 DNA的二级结构 DNA的三级结构 DNA的一级结构 概念：DNA的一级结构是指DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序。不同的DNA分子（或片段）其一级结构不同，即脱氧核苷酸排列顺序不同，也就是碱基排列顺序不同。 意义：遗传信息 基本结构单位：脱氧核糖核苷酸 连接键：3’，5’－磷酸二酯键 阅读方向：从5 ’端到3 ’端 DNA序列分析(DNA sequencing) 双脱氧链终止法 Sanger  DNA的自动测序 DNA化学降解法 MaxamGilbert DNA序列分析简单回顾 DNA测序方法两位科学家的发明起了决定性作用： 第一位是Frederick Sanger，1977年发明的DNA测序方法。 第二位是Leroy Hood和同事Michael Hunkapiller及Lloyd Smith在1986年对Sanger的方法作了改进。Hood的发明自动测序仪。首先用荧光方法取代了放射方法，然后采用激光和电脑来自动读取测序结果。 第一台自动测序仪由Applied Biosystems公司制造成功，一天能够产出4,800个DNA序列碱基。今天，市场上的测序仪仍然采用这种设计。 今天已经趋向于采用毛细管阵列电泳（capillaries arrays electrophoresis）技术。Applied Biosystems的毛细阵列电泳DNA分析仪3730xl能够并行处理96孔板，一天可测出大约200万碱基。 一个长达数十年的专利申请也许会重写发明DNA自动测序仪的历史。 据美国《科学》杂志报道，位于纽约的一家小型生物技术公司Enzo Biochem ，1982年，申请DNA自动测序专利。今年11月中旬，美国专利和商标局裁定：Enzo Biochem的这项技术含有与1998年授予加州理工学院前任生物学家黎若伊·胡德和同事的发明专利相同的发明。胡德等的这项专利为加州理工学院拥有，该技术目前支撑着70亿美元的DNA测序工业。 Enzo经过律师数十年不懈努力赢得这个专利。位于加州福斯特城的应用生物系统公司（Applied Biosystem）是购买的胡德专利，在2006年公司测序仪的收入为5.4亿美元，加州理工学院因此专利而每年拥有数百万美元的版税收入。专利和商标局的决定让加州理工学院和应用生物系统公司的财务状态处于危险之中。双方就谁是技术的第一发明者争执不已，答案还有待实验室的记录本和日程表公布之后才会出现。 双脱氧链终止法 双脱氧链终止法 DNA的自动测序 DNA化学降解法 基本步骤: (1)先将DNA的末端之一进行标记(通常为放射性同位素32P； (2)在多组互相独立的化学反应中分别进行特定碱基的化学修饰； (3)在修饰碱基位置化学法断开DNA链； (4)聚丙烯酰胺凝胶电泳将DNA链按长短分开； (5)根据放射自显影显示区带，直接读出DNA的核苷酸序列。 真核生物基因组结构特点 1）真核生物细胞内有两份同源的基因组。 2）真核细胞结构基因基因转录产物为单顺反子。 3）大量重复序列： 高度重复序列：106次，包括卫星DNA、反向重复序列和较复杂的重复单位组成的重复序列； 中度重复序列可达103～104次，如Alu家族，KpnI，Hinf家族，以及编码区序列如rRNA基因、tRNA基因、组蛋白基因等； 单拷贝或低度重复序列整个基因组中只出现一次或很少几次的核苷酸序列，主要是编码蛋白质的结构基因。 4）间隔序列(intervening sequences)，内含子(intron)。 5）具有许多复制起点，每个复制子的长度较小。 原核生物基因组结构特点 基因