重组技术基础PPT

1、关于重组技术基础第一张，PPT共七十六页，创作于2022年6月DNA组成与结构一级结构 碱基的排列顺序二级结构 DNA的双螺旋形式高级结构 DNA的超螺旋形式核酸 分子组成DNA的分子结构第二张，PPT共七十六页，创作于2022年6月（一）核酸的分类 90%以上分布于细胞核，其余分布于核外如线粒体，叶绿体，质粒等。分布于胞核、胞液。(deoxyribonucleic acid, DNA)(ribonucleic acid, RNA)脱氧核糖核酸 核糖核酸携带遗传信息，决定细胞和个体的基因型(genotype)。参与细胞内DNA遗传信息的表达。某些病毒RNA也可作为遗传信息的载体。第三张，PPT

2、共七十六页，创作于2022年6月.戊 糖（构成RNA）12345-D-呋喃核糖(ribose)（构成DNA）-D-2-脱氧呋喃核糖 (deoxyribose)第四张，PPT共七十六页，创作于2022年6月2. 碱 基嘌呤(purine) 嘧啶(pyrimidine)胞嘧啶(cytosine, C)尿嘧啶(uracil, U)胸腺嘧啶(thymine, T)腺嘌呤(adenine, A)鸟嘌呤(guanine, G)第五张，PPT共七十六页，创作于2022年6月核苷：AR, GR, UR, CR脱氧核苷：dAR, dGR, dTR, dCR3. 核苷(ribonucleoside)碱基核糖（脱氧

3、核糖） 连接方式：CN 糖苷键碱基（9 /1位） 戊糖（1，位） 11第六张，PPT共七十六页，创作于2022年6月核苷酸：AMP, GMP, UMP, CMP脱氧核苷酸：dAMP, dGMP, dTMP, dCMP . 核苷酸(ribonucleotide)核苷（脱氧核苷）磷酸磷酸酯键第七张，PPT共七十六页，创作于2022年6月体内重要的游离核苷酸及其衍生物AMPcAMP第八张，PPT共七十六页，创作于2022年6月5端3端. 核苷酸的连接 ，磷酸二酯键CGA第九张，PPT共七十六页，创作于2022年6月二、核酸的一级结构定义： 核酸中核苷酸的排列顺序（碱基序列）。5端3端CGA第十张，P

4、PT共七十六页，创作于2022年6月A G P5 P T PG PC PT P OH 3 书写方法5 pApCpTpGpCpT-OH 3 5 A C T G C T 3竖式横式简化式第十一张，PPT共七十六页，创作于2022年6月DNA的空间结构第十二张，PPT共七十六页，创作于2022年6月一、DNA的二级结构（一）双螺旋结构第十三张，PPT共七十六页，创作于2022年6月DNA双螺旋结构模型要点 （Watson, Crick, 1953）两条DNA单链分子反向平行环绕，右手螺旋走向，表面大沟与小沟相间。螺旋直径为2nm， 主链：戊糖 磷酸骨架位于外侧 侧链：碱基对位于内侧碱基平面垂直于螺旋

5、轴 碱基距：0.34nm； 螺距： 3.4nm； 周长：1 0对碱基。第十四张，PPT共七十六页，创作于2022年6月碱基形成氢键配对，配对形式为：A=T; GC） 。第十五张，PPT共七十六页，创作于2022年6月碱基互补配对 TACG第十六张，PPT共七十六页，创作于2022年6月第十七张，PPT共七十六页，创作于2022年6月稳定因素：1.氢键维持横向稳定性，2.碱基堆积力维持纵向稳定性。3.介质中阳离子可以有效地屏蔽磷酸基之间的静电斥力 第十八张，PPT共七十六页，创作于2022年6月DNA双螺旋结构的多样性A型B型型第十九张，PPT共七十六页，创作于2022年6月（二）与DNA碱基顺

6、序相关的特殊结构 碱基顺序颠倒重复而具有2倍对称的DNA段落 第二十张，PPT共七十六页，创作于2022年6月第二十一张，PPT共七十六页，创作于2022年6月第二十二张，PPT共七十六页，创作于2022年6月镜像重复序列 第二十三张，PPT共七十六页，创作于2022年6月tsDNA是在DNA双螺旋结构的基础上形成的，三条链均为同型嘌呤（homopurine，Hpu）或同型嘧啶（homopyrimidine，Hpy），即整段的碱基均为嘌呤或嘧啶。（三）三股螺旋DNA（tsDNA,也称H-DNA ） 第二十四张，PPT共七十六页，创作于2022年6月Py-Pu-Py型，在偏酸性pH中稳定，较多见

7、 第二十五张，PPT共七十六页，创作于2022年6月Hoogsteen碱基配对 第二十六张，PPT共七十六页，创作于2022年6月(四)四螺旋DNA G四碱基体结构示意图 第二十七张，PPT共七十六页，创作于2022年6月第二十八张，PPT共七十六页，创作于2022年6月四螺旋DNA的生物学意义 真核染色体末端含有一个富含G的单链DNA尾巴。可自身回折形成Hoogsteen G-G碱基对。两个DNA分子(染色体)可彼此连接，形成一个局部四螺旋结构，这种结构起着稳定染色体和在复制过程中保持其完整性的作用。 第二十九张，PPT共七十六页，创作于2022年6月(五) 酶活性DNA1995年Cueno

8、ud等发现了具有酶活性的DNA，再次丰富了酶学。 Cuenoud根据共有序列设计并合成了由47个核苷酸组成的单链DNA-E47，以此连接两个底物DNAS1和S2 第三十张，PPT共七十六页，创作于2022年6月第三十一张，PPT共七十六页，创作于2022年6月二、DNA的超螺旋结构及其在染色质中的组装（一）DNA的超螺旋结构超螺旋结构(superhelix 或supercoil)DNA双螺旋链再盘绕即形成超螺旋结构。 正超螺旋(positive supercoil)盘绕方向与DNA双螺旋方同相同 负超螺旋(negative supercoil)盘绕方向与DNA双螺旋方向相反 第三十二张，PPT

9、共七十六页，创作于2022年6月意义DNA超螺旋结构整体或局部的拓扑学变化及其调控对于DNA复制和RNA转录过程具有关键作用。 第三十三张，PPT共七十六页，创作于2022年6月（二）原核生物DNA的高级结构第三十四张，PPT共七十六页，创作于2022年6月（三）DNA在真核生物细胞核内的组装真核生物染色体由DNA和蛋白质构成，其基本单位是 核小体(nucleosome)。 DNA：约200bp 组蛋白：H1 , H2A, H2B, H3, H4核小体的化学组成第三十五张，PPT共七十六页，创作于2022年6月第三十六张，PPT共七十六页，创作于2022年6月第三十七张，PPT共七十六页，创作

10、于2022年6月RNA的结构Structure of RNA第三十八张，PPT共七十六页，创作于2022年6月RNA的种类、分布、功能第三十九张，PPT共七十六页，创作于2022年6月mRNArRNAtRNA第四十张，PPT共七十六页，创作于2022年6月一 、mRNA的结构与功能hnRNA 内含子(intron)mRNA 外显子(exon)第四十一张，PPT共七十六页，创作于2022年6月* 真核细胞mRNA结构特点5末端有甲基化鸟苷帽子结构：m7GpppNm- 2. 3末端有多聚腺苷酸尾巴：PolyA。第四十二张，PPT共七十六页，创作于2022年6月帽子结构第四十三张，PPT共七十六页，

11、创作于2022年6月促进mRNA由胞核向胞质的转位维持mRNA的稳定性翻译起始的调控 帽子结构和多聚A尾的功能第四十四张，PPT共七十六页，创作于2022年6月* mRNA的功能 把DNA的碱基序列翻译成蛋白质的氨基酸顺序。DNAmRNA蛋白转录翻译原核细胞 细胞质细胞核DNA内含子外显子转录转录后剪接转运mRNAhnRNA翻译蛋白真核细胞 第四十五张，PPT共七十六页，创作于2022年6月* tRNA的一级结构特点 含 1020% 稀有碱基，如 DHU 3末端为 CCA-OH 5末端大多数为G 具有 TC 二、转运RNA的结构与功能第四十六张，PPT共七十六页，创作于2022年6月N,N-二

12、甲基鸟嘌呤N6-异戊烯腺嘌呤双氢尿嘧啶（DHU）4-巯尿嘧啶 稀有碱基 第四十七张，PPT共七十六页，创作于2022年6月* tRNA的二级结构三叶草形 氨基酸臂 DHU环 反密码环 额外环 TC环氨基酸臂额外环第四十八张，PPT共七十六页，创作于2022年6月* tRNA的三级结构 倒L形* tRNA的功能活化、搬运氨基酸到核糖体，参与蛋白质的翻译。第四十九张，PPT共七十六页，创作于2022年6月* rRNA的结构三、rRNA的结构与功能* rRNA的功能参与组成核蛋白体，作为蛋白质生物合成的场所。第五十张，PPT共七十六页，创作于2022年6月 rRNA的种类真核生物5S rRNA28S

13、 rRNA5.8S rRNA18S rRNA原核生物5S rRNA23S rRNA16S rRNAS（沉降系数）：单位时间内的沉降速度第五十一张，PPT共七十六页，创作于2022年6月核 酸 的 理 化 性 质The Physical and Chemical Characters of Nucleic Acid第五十二张，PPT共七十六页，创作于2022年6月1. 核酸的溶解度核酸是极性分子，微溶于水，不溶于乙醇或异丙醇。DNA+蛋白质脱氧核糖核蛋白（DNP）： 在1 mol/L的NaCl溶液中的溶解度最大。RNA+蛋白质核糖核蛋白（RNP）：在0.14 mol/L的NaCl溶液中的溶解度最

14、大。一、核酸的一般理化性质第五十三张，PPT共七十六页，创作于2022年6月 核酸属于两性电解质，但因为磷酸的酸性较强，因此总体呈现较强的酸性。具有较低的等电点。当溶液的pH4时，呈多负离子状态，容易与金属离子结合形成盐。2. 酸碱性第五十四张，PPT共七十六页，创作于2022年6月3. 核酸的高分子性质粘度： DNARNA dsDNA ssDNA4. 核酸的紫外吸收(OD260)单核苷酸 ssDNA(或RNA) dsDNA第五十五张，PPT共七十六页，创作于2022年6月第五十六张，PPT共七十六页，创作于2022年6月5.核酸的化学性质 核酸中的嘌呤和嘧啶能进行脱氨、聚合、烷基化等反应等。

15、脱氨：CU第五十七张，PPT共七十六页，创作于2022年6月脱氨：CUATCGAATTGCATUGAATTAC千万年后，GC 将不复存在 第五十八张，PPT共七十六页，创作于2022年6月聚合 紫外光诱导两个相邻嘧啶之间形成二聚体第五十九张，PPT共七十六页，创作于2022年6月二、DNA的变性(denaturation)定义：在某些理化因素作用下，DNA双链解开成两条单链的过程。方法：过量酸，碱，加热，变性试剂如尿素、 酰胺以及某些有机溶剂如乙醇、丙酮等。变性后其它理化性质变化：OD260增高粘度下降浮力密度升高 酸碱滴定曲线改变生物活性丧失第六十张，PPT共七十六页，创作于2022年6月D

16、NA变性的本质是双链间氢键的断裂第六十一张，PPT共七十六页，创作于2022年6月例：变性引起紫外吸收值的改变DNA的紫外吸收光谱增色效应：DNA变性时其溶液OD260增高的现象。第六十二张，PPT共七十六页，创作于2022年6月热变性解链曲线：如果在连续加热DNA的过程中以温度对A260（absorbance，A，A260代表溶液在260nm处的吸光率）值作图，所得的曲线称为解链曲线。第六十三张，PPT共七十六页，创作于2022年6月 Tm：DNA变性时紫外光吸收值达到最大值的50%时的温度称为DNA的解链温度，又称融解温度(melting temperature, Tm)。第六十四张，PP

17、T共七十六页，创作于2022年6月影响Tm的因素： 1. G+C含量: G+C越高，Tm 越高 2. DNA样品均一性： 均一的DNA样品，Tm范围较狭窄。 3.核酸的种类： 双链RNA RNA-DNA杂交链 DNA双链 4.溶液的离子强度 ： 离子强度高，Tm值高 。第六十五张，PPT共七十六页，创作于2022年6月三、DNA的复性与分子杂交 DNA复性(renaturation)的定义在适当条件下，变性DNA的两条互补链可恢复天然的双螺旋构象，这一现象称为复性。减色效应 DNA复性时，其溶液OD260降低的现象。热变性的DNA经缓慢冷却后即可复性，这一过程称为退火(annealing) 。

18、第六十六张，PPT共七十六页，创作于2022年6月不同来源的核酸链分子复性时形成杂化双链过程叫分子杂交。这种杂化双链可以在不同的DNA与DNA之间形成，也可以在DNA和RNA分子间或者RNA与RNA分子间形成。这种现象称为核酸分子杂交。核酸分子杂交(hybridization) 第六十七张，PPT共七十六页，创作于2022年6月第六十八张，PPT共七十六页，创作于2022年6月DNA-DNA杂交双链分子变性 复性 不同来源的DNA分子第六十九张，PPT共七十六页，创作于2022年6月第七十张，PPT共七十六页，创作于2022年6月核酸分子杂交的应用研究DNA分子中某一种基因的位置确定两种核酸分子间的序列相似性检测某些专一序列在待检样品中存在与否是基因芯片技术的基础 第七十一张，PPT共七十六页，创作于2022年6月 核 酸 酶 核酸酶是指所有可以水解核酸的酶第七十二张，PPT共七十六页，创作于2022年6月核酸酶的分类依据底物不同分类DNA酶(deoxyribonuclease, DNase)：专一降解DNA。RNA酶 (ribonuclease, RNase)：专一降解RNA。依据切割部位不同核酸内切酶：分为限制性核酸内切酶和非特异性限制性核酸内切酶。核酸外切酶：53或35核酸外切酶。第七十三张，PPT共七十六页，创作于2022年6月参与DNA的合成