分子生物学基础知识ppt课件.ppt

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1、分子生物学基础知识ppt课件 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望1010亿光年亿光年1 1亿光年亿光年现在我们把视现在我们把视野缩小野缩小1010倍，倍，宇宙看起来还宇宙看起来还是空空如也，是空空如也，“星星”光点点。光点点。可是，那些点可是，那些点点斑斑的真的点斑斑的真的是星么？是星么？10001000万光年万光年把眼光再降把眼光再降低一个数量低一个数量级，那些点级，那些点点看起来依点看起来依然象是星星然象是星星哦哦 _100100万光年万光年近些，

2、再近些。近些，再近些。喔！什么呀，这喔！什么呀，这么面熟？这就是么面熟？这就是你所说的你所说的“星星星星”么？是星星，么？是星星，一堆星星。我们一堆星星。我们管它叫银河系。管它叫银河系。10万光年万光年这是银河系，我们的家这是银河系，我们的家园。来个特写，茄园。来个特写，茄子在子在10万光年这万光年这样的数量级下，我们就样的数量级下，我们就看见了整个的银河系。看见了整个的银河系。事实上，银河系的直径事实上，银河系的直径就是十万光年。真有哪就是十万光年。真有哪位能发明个跟光速一边位能发明个跟光速一边快的飞船，从银河系的快的飞船，从银河系的这边飞到对面来个大吊这边飞到对面来个大吊角，就要十万年的时

3、间！角，就要十万年的时间！我我*，在这样漫长的旅，在这样漫长的旅程来看，人生不过朝生程来看，人生不过朝生暮死，蜉蝣一般。但这暮死，蜉蝣一般。但这只是对相对于银河系静只是对相对于银河系静止的观测者而言，船上止的观测者而言，船上的人员感受到的旅程其的人员感受到的旅程其实只有数分钟。相对论实只有数分钟。相对论呀，深了去了。呀，深了去了。1万光年万光年夏夜在内蒙的草原上，平生第夏夜在内蒙的草原上，平生第一次如此清晰的看见了银河，一次如此清晰的看见了银河，一条黯淡的光带横亘夜空。由一条黯淡的光带横亘夜空。由此就能够大致估计出我们的位此就能够大致估计出我们的位置，如果把银河视为一个巨大置，如果把银河视为一

4、个巨大的扁盘子（饥饿者也可把它视的扁盘子（饥饿者也可把它视为大饼，麻酱白糖的为大饼，麻酱白糖的_）我）我们就是应该在这张扁盘子的平们就是应该在这张扁盘子的平面上。否则如果不是这样的话，面上。否则如果不是这样的话，我们高于或低于它，那么看到我们高于或低于它，那么看到的夜空就会显得一半亮一半暗，的夜空就会显得一半亮一半暗，而不是象现在这样银河光带般而不是象现在这样银河光带般亘在天幕中，星星比较均匀地亘在天幕中，星星比较均匀地分布两侧了。事实上现代研究分布两侧了。事实上现代研究也得出这种结论：我们的太阳也得出这种结论：我们的太阳系位于银河系螺旋翼内侧的边系位于银河系螺旋翼内侧的边缘，距离银河系中心大

5、约缘，距离银河系中心大约2.5万万光年。于是，我们把视野收回光年。于是，我们把视野收回到到1万光年的数量级，聚焦在银万光年的数量级，聚焦在银河系若干触角般螺旋翼中的一河系若干触角般螺旋翼中的一条上面。条上面。1 1千光年千光年密密麻麻！密密麻麻！100100光年光年再近点，还是再近点，还是密密麻麻！密密麻麻！1010光年光年又是密密麻麻！又是密密麻麻！1 1光年光年等等，这是什等等，这是什么？么？1 1万亿公里万亿公里再走近十倍依再走近十倍依然雾气昭昭的然雾气昭昭的一团，到底是一团，到底是什么嘛？什么嘛？1 1千亿公里千亿公里这回看清楚了吧，这回看清楚了吧，原来是太阳系！原来是太阳系！我们在密

6、密麻麻我们在密密麻麻的星星中跋山涉的星星中跋山涉水，翻山越岭认水，翻山越岭认出了它，不易呀！出了它，不易呀！100100亿公里亿公里放大十倍来观察以放大十倍来观察以繁星为背景的太阳繁星为背景的太阳系。说是繁星，其系。说是繁星，其实与太阳最近的恒实与太阳最近的恒星星半人马座比半人马座比邻星都是在邻星都是在4.224.22光光年开外的。图中的年开外的。图中的亮点仅仅只是背景亮点仅仅只是背景上离得八丈远的星上离得八丈远的星星呢，并不是太阳星呢，并不是太阳系的一部分。系的一部分。1010亿公里亿公里数数看，下图里数数看，下图里被蓝框子圈上的被蓝框子圈上的是谁的轨道？水、是谁的轨道？水、金、地金、地原来

7、原来是地球的轨道呀！是地球的轨道呀！1 1亿公里亿公里地球在哪里？地球在哪里？10001000万公里万公里哦呦大哦呦大圈套小圈呢，圈套小圈呢，月球围地球转月球围地球转的轨道。的轨道。100万公里万公里是什么？飞机是什么？飞机？还是鸟？是？还是鸟？是超人？都不是超人？都不是 10万公里万公里是地球！是地球！Home，Sweet home。1万公里万公里怎么会这么巧涅怎么会这么巧涅？从？从10亿光年一亿光年一路看下来正对着路看下来正对着的竟是美国。用的竟是美国。用一万公里的视野一万公里的视野看地球，这是神看地球，这是神的视角。的视角。Google Earth 也能有这也能有这种效果，起始时种效果，

8、起始时对着的也是美国对着的也是美国_ 1000公里公里如果我记得不错的如果我记得不错的话，地理课上教过，话，地理课上教过，这是北美五大湖区这是北美五大湖区中的密歇根湖，框中的密歇根湖，框住的城市就是芝加住的城市就是芝加哥。哥。100公里公里不看不知道，世界不看不知道，世界真奇妙。芝加哥鸟真奇妙。芝加哥鸟瞰。并由此开始了瞰。并由此开始了我们人类所能够理我们人类所能够理解的数量级，开始解的数量级，开始了我们熟悉的世界。了我们熟悉的世界。10公里公里密密麻麻，房屋，密密麻麻，房屋，湖边的房屋。小湖边的房屋。小二，上瓶啤酒，二，上瓶啤酒，哥几个先喝着哥几个先喝着_1公里公里我有一所房子，我有一所房子，

9、面朝大海，春暖面朝大海，春暖花开。花开。100米米呦！草地上这是呦！草地上这是什么呀，一坨？什么呀，一坨？10米米原来是一傻哥们原来是一傻哥们睡得正香呐。睡得正香呐。1米米醒醒嘿，都被偷窥醒醒嘿，都被偷窥啦还不知道呐。啦还不知道呐。0.1米米一米的十分之一，一米的十分之一，也叫分米，我们手也叫分米，我们手所能把握的尺度。所能把握的尺度。相信人类所接触的相信人类所接触的大部分物体都是在大部分物体都是在这样一个数量级的。这样一个数量级的。看看你的周围，键看看你的周围，键盘、鼠标、手机、盘、鼠标、手机、杯子、碗杯子、碗仔细仔细一看这哥们手上的一看这哥们手上的毛还挺重的！毛还挺重的！1厘米厘米这是他手

10、上的皱这是他手上的皱纹细部。兴许你纹细部。兴许你放大了还没他细放大了还没他细皮嫩肉呢。做好皮嫩肉呢。做好准备，我们即将准备，我们即将进入另一个陌生进入另一个陌生的领域的领域微观微观世界。世界。1毫米毫米手上的毛孔。手上的毛孔。可是，汗毛呢可是，汗毛呢？晕！？晕！100微米微米再放大十倍，再放大十倍，依稀可见皮肤依稀可见皮肤的组织结构。的组织结构。我是学生物的，我是学生物的，以前老看，见以前老看，见怪不怪了。怪不怪了。10微米微米一个细胞的数量级一个细胞的数量级就是就是10微米，当然微米，当然这只是一般来说。这只是一般来说。插句嘴，世界上最插句嘴，世界上最大的细胞是鸵鸟蛋，大的细胞是鸵鸟蛋，它是

11、一个单独的卵它是一个单独的卵细胞，数量级是分细胞，数量级是分米级的，厉害吧。米级的，厉害吧。1微米微米疑似生物课上疑似生物课上学过的细胞核学过的细胞核膜，细部。膜，细部。0.1微米微米一看这么高度螺旋一看这么高度螺旋的结构就知道是染的结构就知道是染色体了。底下的洋色体了。底下的洋文说：但凡人类的文说：但凡人类的细胞，里面都会有细胞，里面都会有23对染色体（对染色体（46条）条）。100埃埃埃，指埃，指10的的10次方次方米。用字母米。用字母“A”顶顶上加个小圆圈来表示。上加个小圆圈来表示。100埃的数量级就能埃的数量级就能度量某些有机大分子度量某些有机大分子的物质了。看到这个的物质了。看到这个

12、规则的等距双螺旋结规则的等距双螺旋结构，我想你一定能够构，我想你一定能够脱口而出了。没错，脱口而出了。没错，这种物质就叫做脱氧这种物质就叫做脱氧核糖核酸，也就是常核糖核酸，也就是常说的说的DNA。分子结构分子结构清晰可见。清晰可见。1纳米纳米我们管我们管10的的9次方米次方米叫一纳米。现在为材料叫一纳米。现在为材料科学炒得火热的纳米技科学炒得火热的纳米技术就是说很多物质精细术就是说很多物质精细到纳米级后将表现出很到纳米级后将表现出很多在常规数量级上所表多在常规数量级上所表现不出的性质来。在纳现不出的性质来。在纳米这样的数量级下，我米这样的数量级下，我们连原子都可以数清了。们连原子都可以数清了。

13、因此，纳米级又叫原子因此，纳米级又叫原子级。下图是组成级。下图是组成DNA分分子的原子们，它们以共子的原子们，它们以共价键和氢键彼此结合成价键和氢键彼此结合成庞大的有机分子。生命庞大的有机分子。生命就在这种复杂的结合中就在这种复杂的结合中得以体现。敬礼！得以体现。敬礼！1 1埃埃上过中学就应该知道：上过中学就应该知道：原子是由原子核和电原子是由原子核和电子组成的。下图所表子组成的。下图所表示的是密布的电子云，示的是密布的电子云，原子核外的电子云比原子核外的电子云比较浓。每个原子拥有较浓。每个原子拥有有数的固定的依元素有数的固定的依元素种类而定的电子数。种类而定的电子数。这些电子行踪飘忽不这些电

14、子行踪飘忽不定在原子核外部乱窜。定在原子核外部乱窜。一个电子，无数法身。一个电子，无数法身。就把这些电子团团转就把这些电子团团转的特点用电子云来形的特点用电子云来形容了。容了。1010皮米皮米原子核外围的浓密原子核外围的浓密电子云。仿佛又回电子云。仿佛又回到了浩瀚无边的宇到了浩瀚无边的宇宙。这样来看每个宙。这样来看每个原子都像是个小宇原子都像是个小宇宙，我们的世界就宙，我们的世界就这样的周而复始着，这样的周而复始着，不寒而栗着不寒而栗着 1 1皮米皮米穿过最浓的电子云，发现穿过最浓的电子云，发现更近核的地方反倒清净。更近核的地方反倒清净。原来离得远了要吸引，离原来离得远了要吸引，离得近了也会排

15、斥呢，保持得近了也会排斥呢，保持一个最佳的距离才好。一个最佳的距离才好。（挺象搞对象呦（挺象搞对象呦_）什）什么？你说电子阴性，原子么？你说电子阴性，原子核阳性，异性相吸，应该核阳性，异性相吸，应该越近核越密才对？别逗了！越近核越密才对？别逗了！真要那样越近越吸，越吸真要那样越近越吸，越吸越近，电子还不都撞到核越近，电子还不都撞到核上去，最后谁也动弹不得！上去，最后谁也动弹不得！可是为什么不是这样呢？可是为什么不是这样呢？国家机密！就不告诉你，国家机密！就不告诉你，吼吼。下图框中的斑点就吼吼。下图框中的斑点就是原子核。是原子核。0.10.1皮米皮米走近点，这就是传说走近点，这就是传说中的原子核

16、了。中的原子核了。1010的的1212次方米叫做一皮次方米叫做一皮米。在米。在0.10.1皮米的数量皮米的数量级下看原子核就可以级下看原子核就可以看出很多个球球来，看出很多个球球来，它们是带正电的质子它们是带正电的质子和不带电的中子。和不带电的中子。1010飞米飞米原子核的特写。原子核的特写。1 1飞米飞米（10101515米）米）质子（也可能是中质子（也可能是中子）的细部，乱七子）的细部，乱七八糟一大片。未知八糟一大片。未知的结构，未知的领的结构，未知的领域，那里属于上帝。域，那里属于上帝。0.10.1飞米飞米无语。无语。翻译出图片下面的翻译出图片下面的洋文作为收场吧，洋文作为收场吧，他说：

17、一旦我们进他说：一旦我们进入下一个层次，我入下一个层次，我们将会看到什么，们将会看到什么，我们又将会知道什我们又将会知道什么？么？第一章第一章分子生物学基础知识分子生物学基础知识一、核酸分子的基本组成一、核酸分子的基本组成(deoxyribonucleic acid,DNA)(ribonucleic acid,RNA)脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸 核糖核酸核糖核酸核苷酸核苷酸核苷核苷碱基碱基磷酸磷酸戊糖戊糖核糖核糖脱氧核糖脱氧核糖嘌呤嘌呤嘧啶嘧啶(一一)碱碱 基基1 1、特性：、特性：共轭性分子结构，共轭双键，共轭性分子结构，共轭双键，260nm260nm处有最大吸收处有最大吸收嘌呤嘌呤(puri

18、ne)弱碱性，低弱碱性，低PHPH值时可接受质子值时可接受质子嘧啶嘧啶(pyrimidine)碱基间存在疏水堆积力碱基间存在疏水堆积力2 2、种类和结构：、种类和结构：嘌呤嘌呤腺嘌呤腺嘌呤(adenine,A)鸟嘌呤鸟嘌呤(guanine,G)嘧啶嘧啶胞嘧啶胞嘧啶(cytosine,C)尿嘧啶尿嘧啶(uracil,U)胸腺嘧啶胸腺嘧啶(thymine,T)(二二)戊戊 糖糖（构成（构成DNA）2 2、脱氧核糖脱氧核糖(deoxyribose)（构成（构成RNA）123451 1、核糖核糖(ribose)2 2OH OH 亲水极性集团亲水极性集团 易水解易水解 易受攻击易受攻击RNARNA不稳定

19、性不稳定性无无2 2OHOH，DNADNA相对稳定相对稳定(三三)核核 苷苷戊糖戊糖C1C1嘌呤嘌呤N9N9嘧啶嘧啶N1N1糖苷键糖苷键/糖甙键糖甙键核糖核苷核糖核苷脱氧核糖核苷脱氧核糖核苷11(四四)核苷酸核苷酸1 1、核苷酸、核苷酸 核苷核苷+磷酸磷酸 磷酸酯键磷酸酯键 戊糖戊糖+碱基碱基+磷酸磷酸2 2、游离核苷酸、游离核苷酸ADPADPATPATPAMPAMP(五五)核酸的以及结构核酸的以及结构1 1、定义、定义核酸中核苷酸的排列顺序。核酸中核苷酸的排列顺序。由由于于核核苷苷酸酸间间的的差差异异主主要要是是碱碱基基不不同同，所所以以也也称称为为碱碱基序列基序列。55端端3端端CGA2

20、2、核苷酸链的方向性：、核苷酸链的方向性：PO4OH55端端33端端3 3、一级结构的表示方法、一级结构的表示方法 结构式/线条式/字母式A G P5 P T PG PC PT P OH 3 5 pApCpTpGpCpT-OH 3 5 A C T G C T 3 55端端3端端CGA思考题：思考题：ATGGTTAGATGGTTAG的互补序列：的互补序列：A A、TACCGAATCTACCGAATC B B、CTAAGCCATCTAAGCCAT(六六)DNA与与RNA在组成上的区别在组成上的区别DNARNA碱基碱基 AGCT AGCU戊糖戊糖 脱氧核糖脱氧核糖 核糖核糖结构结构 双链双链 大多单

21、链，局部双链大多单链，局部双链配对配对 AT AU G C G C 二、二、DNA的空间结构的空间结构(一一)DNA的二级结构的二级结构 双螺旋结构双螺旋结构1 1、特征、特征反向平行的双螺旋反向平行的双螺旋a.a.反向平行反向平行b.b.配对规律配对规律c.c.疏水碱基平面处于内侧，亲水疏水碱基平面处于内侧，亲水戊糖与磷酸骨架处于外侧戊糖与磷酸骨架处于外侧右手螺旋右手螺旋a.a.右手螺旋右手螺旋b.b.每周每周1010个碱基，每对碱基个碱基，每对碱基3636，碱基平面距离，碱基平面距离0.34nm0.34nmc.c.存在大沟、小沟存在大沟、小沟稳定因素稳定因素a.a.横向：氢键横向：氢键b.

22、b.纵向：碱基疏水堆积力纵向：碱基疏水堆积力2 2、双螺旋结构的多样性、双螺旋结构的多样性ABZABZB-DNA(二二)DNA的三级结构的三级结构 超螺旋结构超螺旋结构超螺旋结构超螺旋结构(superhelix(superhelix 或或supercoil)supercoil)DNADNA双螺旋链再盘绕即形成超螺旋结构。双螺旋链再盘绕即形成超螺旋结构。正超螺旋正超螺旋(positive supercoil)(positive supercoil)盘绕方向与盘绕方向与DNADNA双螺旋方同相同双螺旋方同相同 负超螺旋负超螺旋(negative supercoil)(negative superc

23、oil)盘绕方向与盘绕方向与DNADNA双螺旋方向相反双螺旋方向相反 多级螺旋模型多级螺旋模型压缩倍数压缩倍数 7 6 40 5 （8400）DNA 核小体核小体 螺线管螺线管 超螺线管超螺线管 染色单体染色单体 2nm 10nm 30(10)nm 400nm 210m 一级包装一级包装 二级包装二级包装 三级包装三级包装 四级包装四级包装三、三、DNA的功能的功能(一一)DNA的基本功能的基本功能:1.1.以基因的形式荷载遗传信息，作为基因复制的模板，是以基因的形式荷载遗传信息，作为基因复制的模板，是生命遗传的物质基础。生命遗传的物质基础。2.2.是转录的模板，是个体生命活动的信息基础。是转

24、录的模板，是个体生命活动的信息基础。(二二)基本概念基本概念:1.1.基因：携带遗传信息的一段特定的核苷酸序列，可自我复基因：携带遗传信息的一段特定的核苷酸序列，可自我复制并指导转录。制并指导转录。2.2.基因组：一个生物体所包含的全部遗传信息的总和，即全基因组：一个生物体所包含的全部遗传信息的总和，即全部部DNADNA序列。序列。3.3.遗传密码：遗传密码：DNADNA碱基序列与蛋白质的氨基酸序列之间存在碱基序列与蛋白质的氨基酸序列之间存在的对应关系。的对应关系。起始密码：起始密码：AUG AUG 终止密码：终止密码：UAA UAG UGAUAA UAG UGA四、四、RNA的结构的结构(一

25、一)RNA的结构特征的结构特征:1.1.组成：核糖组成：核糖 碱基碱基A U C GA U C G2.2.单链，局部形成双链。单链，局部形成双链。3.3.含稀有碱基较多含稀有碱基较多DHUDHU，T T，甲基化，甲羟化，乙酰化等，甲基化，甲羟化，乙酰化等(二二)RNA的种类的种类:1、参与基因表达的、参与基因表达的RNA信使信使RNA（mRNA）：遗传信息的传递，翻译模板）：遗传信息的传递，翻译模板转运转运RNA（tRNA）：氨基酸载体）：氨基酸载体核糖体核糖体RNA（rRNA）：提供蛋白质合成的场所）：提供蛋白质合成的场所2、核不均一、核不均一RNA（hnRNA）:mRNA的前体的前体3、核

26、内小、核内小RNA（snRNA）：参与）：参与hnRNA的剪接、转运的剪接、转运4、核仁小核仁小RNA（snoRNA）：参与）：参与rRNA的加工修饰的加工修饰 5、胞质小、胞质小RNA（hnRNA）:运输新合成的运输新合成的Pr到高尔基体加工到高尔基体加工6、小片段干扰、小片段干扰RNA（siRNA）：诱发外源）：诱发外源mRNA的降解的降解(三三)mRNA含量最少含量最少种类繁多种类繁多半衰期最短半衰期最短原核生物原核生物mRNA为多顺反子为多顺反子 真核生物真核生物mRNA为单顺反子为单顺反子1、mRNA的特征：的特征：2、真核生物、真核生物mRNA的帽子结构：的帽子结构：类型类型 m7

27、G 5ppp 5 Np (O型型)m7G 5ppp 5 NmpNp (I型型)m7G 5ppp 5 NmpNmpNp(II型型)功能功能a、稳定、稳定mRNAb、有利于、有利于mRNA由核内到胞浆的转位由核内到胞浆的转位c、有利于与核糖体蛋白的结合、与翻译起始蛋白的结合、有利于与核糖体蛋白的结合、与翻译起始蛋白的结合3、真核生物、真核生物mRNA的的3poly（A）尾巴：）尾巴：结构：结构：200多个串联的聚合腺苷酸，多个串联的聚合腺苷酸，poly（A）长则半衰期长）长则半衰期长功能：功能：a、稳定、稳定mRNA模板模板 b、有利于从核内到胞浆的转运、有利于从核内到胞浆的转运4、真核生物、真核

28、生物mRNA的的5非翻译区，非翻译区，3非翻译区：非翻译区：hnRNA（胞核）（胞核）内含子内含子(intron)mRNA（胞液）（胞液）外显外显子子(exon)DNA（胞核）（胞核）protein5mG3poly（A）1、原核细胞和真核细胞的核糖体组成、原核细胞和真核细胞的核糖体组成原核细胞真核细胞(哺乳动物细胞)沉降常数近似分子量沉降常数近似分子量核蛋白体70S2.710680S4.6106小亚基30S0.910640S1.5106rRNA16S0.610618S0.7106蛋白质21种0.3106约30种0.78106大亚基50S2.010660S3.0106rRNA23S1.21062

29、8S1.71065.8S4.01045S3.21045S3.2104蛋白质34种0.7106约50种1.37104(四四)rRNA2、rRNA的特征：的特征：分子量最大，含量最多占分子量最大，含量最多占RNA的的80 一级结构较保守，代谢稳定一级结构较保守，代谢稳定 含甲基化碱基较多，利于与蛋白质结合含甲基化碱基较多，利于与蛋白质结合 含有许多基环结构，存在大量氢键含有许多基环结构，存在大量氢键3、rRNA的二级结构的二级结构 基基/茎环结构茎环结构大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌大肠杆菌16S rRNA16S rRNA16S rRNA16S rRNA的二级结构的二级结构的二级结构的二级结构2、rRN

30、A的功能：的功能：在翻译的各阶段均与在翻译的各阶段均与tRNA、mRNA相互作用。相互作用。小亚基上有帽结合蛋白的识别位点，识别小亚基上有帽结合蛋白的识别位点，识别mRNA的帽子的帽子结构结构(五五)tRNA1、一级结构：、一级结构：分子量最小分子量最小含有稀有碱基最多含有稀有碱基最多20个核苷酸是保守的，个核苷酸是保守的，10个核苷酸是恒定的个核苷酸是恒定的空间结构相似空间结构相似3端端CCAOH2、空间结构：、空间结构：二级结构二级结构三叶草结构三叶草结构携带氨基酸携带氨基酸辨认并结合氨基酰辨认并结合氨基酰tRNA合成酶合成酶识别识别mRNA上的密码上的密码识别并结合识别并结合核蛋白体核蛋

31、白体氨基酸臂氨基酸臂DHU臂臂反密码臂反密码臂可变臂可变臂T C臂臂 tRNA的三级结构的三级结构倒倒L形结构形结构五、核酸的理化性质及应用五、核酸的理化性质及应用(一一)一般理化性质一般理化性质1、粘度、粘度 DNA RNA2、沉降系数、沉降系数 DNA RNA3、酸碱性质、酸碱性质 DNA PI 44.5，PH 4.0 11.0 稳定，提取稳定，提取PH8.0 RNA PI 22.5 提取提取PH4.5左右，混有很少左右，混有很少DNA污染污染(二二)紫外吸收特征紫外吸收特征1、碱基的行为表现、碱基的行为表现 共轭双剑在共轭双剑在260nm有最大吸收有最大吸收2、应用、应用 测定浓度测定浓

32、度 OD260=1.0 相当于双链相当于双链DNA 50g/ml 单链单链DNA（或（或RNA）40g/ml 寡核苷酸寡核苷酸 20g/ml 判断核酸样品的纯度判断核酸样品的纯度 DNA纯品纯品:OD260/OD280=1.8 RNA纯品纯品:OD260/OD280=2.0 测定是否变性测定是否变性 DNA完全变性完全变性 增加增加 2540 RNA变性变性 增加增加 1.1左右左右(三三)变性和复性变性和复性1、定义：通过加热、化学因素（尿素或者甲酰胺）等外力作用、定义：通过加热、化学因素（尿素或者甲酰胺）等外力作用DNA解螺旋，由双链变成单链称为解螺旋，由双链变成单链称为DNA变性。变性。

33、2、变性因素：、变性因素：加热加热 强酸强碱强酸强碱 有机溶剂有机溶剂3、变性后理化性质的改变、变性后理化性质的改变 增色效应增色效应碱基暴露碱基暴露 Tm值：值：DNA在加热变性过程中紫外吸收达最大值一半时的温在加热变性过程中紫外吸收达最大值一半时的温度。度。沉降系数降低沉降系数降低 粘度下降粘度下降4、复性：变性的、复性：变性的DNA在适当的温度、一定离子强度条件下，在适当的温度、一定离子强度条件下，给以足够的时间重新缔合形成双螺旋的过程，称为复性。给以足够的时间重新缔合形成双螺旋的过程，称为复性。5、影响复性的因素：、影响复性的因素：T：Tm 2026 离子强度：降低带同种电荷单链间的排

34、斥离子强度：降低带同种电荷单链间的排斥 DNA浓度浓度 DNA复杂程度复杂程度6、分子杂交：不同来源的具有互补序列的两条核酸单链，在、分子杂交：不同来源的具有互补序列的两条核酸单链，在一定条件下可以按碱基互补原则形成双螺的过程。一定条件下可以按碱基互补原则形成双螺的过程。六、遗传中心法则六、遗传中心法则转录转录转录转录翻译翻译翻译翻译DNADNARNARNA蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质逆转录逆转录逆转录逆转录基因基因基因基因表型表型表型表型控制控制控制控制基因经过转录、翻译，产生具有特异生物学功能的基因经过转录、翻译，产生具有特异生物学功能的基因经过转录、翻译，产生具有特异生物学功能的基因经过转录

35、、翻译，产生具有特异生物学功能的蛋白质分子的过程。蛋白质分子的过程。蛋白质分子的过程。蛋白质分子的过程。基因表达基因表达(gene expression)translationDNADNAmRNAmRNAproteinproteintranscriptionDNADNARNARNAtranscriptionDNADNA无组织特异性无组织特异性无组织特异性无组织特异性基因表达有组织特异性基因表达有组织特异性基因表达有组织特异性基因表达有组织特异性(一一)DNA的复制的复制复制复制(replication)是指遗传物质的传代，以亲代是指遗传物质的传代，以亲代DNA为模板，以为模板，以dNTP为原料

36、，按为原料，按照碱基互补原则合成子链照碱基互补原则合成子链DNA的的过程过程。1 1、复制的方式：、复制的方式：母链双螺旋解链，以母链的两条单链为模板母链双螺旋解链，以母链的两条单链为模板以四种以四种dNTP为原料为原料碱基互补配对规律碱基互补配对规律子代子代DNA双链与母链碱基序列一致双链与母链碱基序列一致5 3方向，通过磷酸二酯键连接方向，通过磷酸二酯键连接2 2、复制的条件：、复制的条件：substrate:dATP,dGTP,dCTP,dTTPtemplate:解开成单链的解开成单链的DNA母链模板母链模板primer:提供提供3-OH末端使末端使dNTP可以依次聚合可以依次聚合enz

37、yme：a、DNA聚合酶聚合酶 b、DNA连接酶连接酶 c、引物酶引物酶 d、解螺旋酶和拓扑异构酶解螺旋酶和拓扑异构酶3 5 3 5 解链方向解链方向35335领头链领头链(leading strand)随从链随从链(lagging strand)解链过程中正、负超螺旋的形成解链过程中正、负超螺旋的形成 Dna A Dna B Dna CDNADNA拓扑异构酶拓扑异构酶引物引物酶酶SSB3 5 3 5 含有解螺旋酶、含有解螺旋酶、DnaC蛋白、引物酶和蛋白、引物酶和DNA复制起始区域的复合结构称为引发体。复制起始区域的复合结构称为引发体。复制的方式复制的方式半保留复制半保留复制复制的高保真性复

38、制的高保真性双向复制双向复制半不连续复制半不连续复制复制起始点具有特殊的序列复制起始点具有特殊的序列形成复制叉结构形成复制叉结构需要需要RNA引物引物3 3、复制的基本规律：、复制的基本规律：(二二)DNA的损伤与修复的损伤与修复1 1、引起突变的因素：、引起突变的因素：物理因素物理因素 紫外线照射紫外线照射 电离辐射电离辐射化学因素化学因素 稠环芳香烃稠环芳香烃 黄曲霉素黄曲霉素B 亚硝酸盐亚硝酸盐生物因素生物因素 碱基错配碱基错配 UV2、DNA损伤修复：损伤修复：光修复光修复光修复酶光修复酶UVUvrAUvrBUvrCOHPDNA聚合酶聚合酶OHPDNA连接酶连接酶ATP切除修复切除修复

39、重组修复重组修复 SOS修复修复 当当DNA损伤广泛难以继续复制时，由此而诱发出损伤广泛难以继续复制时，由此而诱发出一系列复杂的反应，形成网络式调控系统。这种一系列复杂的反应，形成网络式调控系统。这种修复特异性低，对碱基的识别、选择能力差。修复特异性低，对碱基的识别、选择能力差。(三三)转录转录转录转录(transcription)生物体以生物体以DNA为模板合成为模板合成RNA的过程的过程。mRNA把遗传信息从染色体内贮存的状态转送至胞把遗传信息从染色体内贮存的状态转送至胞质，作为蛋白质合成的直接模板。质，作为蛋白质合成的直接模板。转录转录RNADNA 1 1、方式：、方式：不对称转录不对称

40、转录(asymmetric transcription)在在DNA分子双链上某一区段，一股链用作模板分子双链上某一区段，一股链用作模板指引转录，另一股链不转录指引转录，另一股链不转录；模板链并非永远在同一条单链上。模板链并非永远在同一条单链上。底物底物4种种NTP5 3方向，通过磷酸二酯键连接方向，通过磷酸二酯键连接5GCAGTACATGTC 33 c g t g a t g t a c a g 55GCAGUACAUGUC 3NAla Val His Val C编码链、反义链编码链、反义链 or Crick链链模板链、有意义链模板链、有意义链 or Watson链链mRNA蛋白质蛋白质转录转

41、录翻译翻译5 3 3 3 5 5 模板链模板链编码链编码链编码链编码链模板链模板链结构基因结构基因转录方向转录方向转录方向转录方向基因文库基因文库www.ncbi.nlm.nih.govDDBJ（DNA Data Bank of Japan）EMBL（The European Molecular Biology Laboratory）2、酶、酶 RNA聚合酶聚合酶E.Coli 4种亚基构成的五聚体（种亚基构成的五聚体（2）：决定哪些基因被转录：决定哪些基因被转录：催化功能，结合底物：催化功能，结合底物NTP，并形成磷酸二酯键。，并形成磷酸二酯键。：结合：结合DNA模板，参与转录的全过程。模板，

42、参与转录的全过程。：辨认起始点，：辨认起始点，70是典型的辨认转录起始点蛋白。是典型的辨认转录起始点蛋白。RNA聚合酶全酶在转录起始区的结合聚合酶全酶在转录起始区的结合 3、转录过程、转录过程起始起始1.1.延伸延伸5 3 DNA原核生物转录过程中的羽毛状现象原核生物转录过程中的羽毛状现象核糖体核糖体RNARNA聚合酶聚合酶1.1.终止终止依赖依赖Rho因子因子(因子因子)的转录终止的转录终止A T P5pppG5 3 3 5 RNA-pol非依赖非依赖Rho因子的转录终止因子的转录终止(四四)逆转录逆转录1、逆转录病毒的遗传物质是、逆转录病毒的遗传物质是RNA RNA cDNAmRNAPro

43、tein2、酶、酶 逆转录酶：逆转录酶：AMV、MLV3、底物、底物 dNTP4、引物、引物 oligo dNTP 随机引物随机引物(四四)翻译翻译原核生物翻译过程中核蛋白体结构模式原核生物翻译过程中核蛋白体结构模式:A位：氨基酰位位：氨基酰位(aminoacyl site)P位：肽酰位位：肽酰位(peptidyl site)E位：排出位位：排出位(exit site)进进位位转转位位成肽成肽小小 结结1、DNA与与RNA的区别的区别2、转录、逆转录及翻译的比较、转录、逆转录及翻译的比较基因表达基因表达（层次）（层次）基因水平：基因水平：DNA PCR 、Southern转录水平：转录水平：RNA RTPCR、Northern翻译水平：翻译水平：Pr Western