分子生物学绪论第一章b.ppt

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。 五、 DNA序列分析及进展 DNA序列分析技术是揭开生命奥秘的一把金钥匙 吴瑞士 引物-延伸测序策略 1971年首次成功地测定了λ噬菌体两个粘性末端的完整序列。 F.Sanger 末端终止法 K.Mullis PCR M.Smith 碱基定点突变技术 Sanger法 1、基本原理 Sanger双脱氧末端终止法 利用脱氧核苷三磷酸（dNTP）的类似物双脱氧核苷三磷酸（ddNTP）取代正常的底物。 在DNA合成反应中除了加入4种正常dNTP外，再加入1种少量的ddNTP，反应产物是一系列长短不一的核苷酸链。在4组独立的核苷酸反应中，分别加入4种不同的ddNTP，结果生成4组核苷酸链，它们分别终止于每一个A、T、C、G的位置上。对这4组核苷酸进行聚丙烯酰胺凝胶电泳区分长度差一个核苷酸的单链DNA ，可读出序列。 2、反应原理 ddNTP可以在DNA聚合酶作用下和多核苷酸链的3’羟基形成磷酸二酯键，但却不能再与下一个核苷酸缩合，结果使得多核苷酸链的延伸终止。 ddNTP的作用 方法过程 ddNTP与dNTP 聚丙烯酰胺凝胶电泳 DNA聚合酶 单链DNA模板 单链寡核苷酸引物 Mg2+ 4种dNTP (dATP,dGTP,dCTP和dTTP) 4种ddNTP (ddATP,ddGTP,ddCTP和ddTTP) 3、反应体系 DNA序列测定策略 1、定向测序 是从大片段DNA的一端开始按顺序进行分析 。 2、随机测序 又称鸟枪策略(shotgun strategy)，是将人类基因组DNA用机械方法随机切割成2Kb左右的小片段，把这些DNA片段装入适当载体，建立亚克隆文库，从中随机挑取克隆片段。最后通过克隆片段的重叠组装确定大片段DNA序列。 3、多路测序(Multiplex method) 是鸟枪法的一种发展策略，是通过多个随机克隆同时进行电泳及阅读，快速分析DNA序列的一种技术。 * 是在分子水平上研究生命本质的一门新兴的边缘学科，是生物学研究从宏观发展到微观而形成的。终极目标是要了解所有生物学现象的分子本质。 是当前生命科学中发展最快并正在与其它学科广泛交叉与渗透的重要前沿领域。 生物大分子 核酸 蛋白质 多糖 脂类 它以核酸和蛋白质等生物大分子的结构及其在遗传信息和细胞信息传递中的作用为研究对象。 采用生化和化学方法。 以X-射线等物理学方法研究大分子结构，以生化与遗传相结合的方法探索其功能。 研究方法 主要研究大、小分子在生命活动中的代谢转化过程，如糖酵解、脂肪氧化、三羧酸循环等。 主要研究核酸、蛋白质和其它大分子的结构和功能，及它们之间的相互作用。着重解决细胞中信息传递的问题。 研究方向 生物化学 分子生物学 重点是大分子的结构与功能 重点是分子的代谢转化 DNA一级结构 DNA二级结构 DNA三级结构 脱氧核糖核苷酸3’,5’-磷酸二酯键线状或环状 DNA的一级结构实际上就是DNA分子内碱基的排列顺序。 结构决定特性 结构决定功能 回文结构 palindrome 分类 微卫星DNA（microsatelletite DNA） 小卫星DNA（minisatelletite DNA） 重复频率 重复序列长度 具有种属特异性，常作为一种分子遗传标记。 差异大 种的特异性