动物生物化学课件-核酸及其分析技术

第二个单元，核酸及其分析技术，是由磷酸二酯键连接的核酸聚合物，以5个核苷酸为单体，可称为多核苷酸。脱氧核糖核酸和核糖核酸是脱氧核糖核酸的两种主要类型：它们是真核细胞的主要遗传物质，而脱氧核糖核酸主要存在于细胞核的染色体上。线粒体中存在少量的脱氧核糖核酸(mtDNA)。核糖核酸参与蛋白质合成，主要存在于细胞质中。细胞核中有少量，根据其功能主要有三种类型集中在核仁中：信使核糖核酸、运输核糖核酸和核糖体核糖核酸，核酸的类型和分布，以及核酸的基本组成单位：单核苷酸单核苷酸=碱基戊糖磷酸(1)碱基主要是嘧啶碱基和嘌呤碱基，两种类型的脱氧核糖核酸：胸腺嘧啶(T)、胞嘧啶(C)、腺嘌呤(a)和鸟嘌呤(G)核糖核酸：尿嘧啶(T) 腺嘌呤(a)和鸟嘌呤(g)核酸也含有一些稀有碱基(或修饰碱基)(ii)核糖属于戊糖，而核糖核酸中所含的糖是核糖； 脱氧核糖核酸含有2 脱氧核糖(三)磷酸。核酸的化学成分。核苷酸是核苷中戊糖的5-羟基与磷酸缩合形成的磷酸酯。它们是构成核酸的基本单位，分为两类，即构成核糖核酸的基本单位核糖核苷酸和构成脱氧核糖核酸的基本单位脱氧核苷酸。核苷单磷酸，如腺苷单磷酸(AMP)，在核苷酸分子中核糖的5位置含有磷酸基团。它可以进一步磷酸化形成相应的腺苷二磷酸(ADP)和三磷酸腺苷(三磷酸腺苷)核苷酸，还可以参与能量代谢，或者作为辅酶的一种成分，参与细胞信息传递(如cAMP)。核苷酸(1)核酸的一级结构DNA分子的一级结构由许多带有磷酸二酯键的脱氧核苷酸连接。在形成的多核苷酸链中，带有游离5-磷酸基团的末端称为5-末端，带有游离3-羟基的末端称为3-末端。碱基等效定律在DNA分子中，A与T、G与C的摩尔比都接近1，这就是所谓的碱基等效定律。在核糖核酸分子中，核酸的A-U、G-C配对和结构是基于碱基等价定律。沃森和克里克在1953年提出了关键点：DNA分子是两条平行的多核苷酸链，具有右旋双螺旋结构，它们以相反的方向围绕同一中心轴。(2)在螺旋内侧层叠以右旋方式形成的疏水嘌呤和嘧啶基平面，在螺旋的外侧是由亲水性磷酸基团和脱氧核糖通过磷酸二酯键连接而成的骨架。(3)每10对核苷酸绕中心轴旋转一次，螺旋节距为3.4nm。(4)大凹槽和小凹槽交替出现。(5)两条链通过碱基对之间形成的氢键稳定地保持在双螺旋中，并且碱基总是腺嘌呤和胸腺嘧啶对，由A=T表示；鸟嘌呤与胞嘧啶配对，表达为g c. (2) DNA二级结构双螺旋模型，DNA微溶于水，呈酸性，不溶于有机溶剂，因此有机溶剂(如乙醇)常用来沉淀DNA。(2)由于DNA分子的长度较长，它们在溶液中是粘性的；(3) DNA容易断裂成碎片。很难获得完整的大分子DNA*DNA具有紫外吸收特性，最大吸收值在260纳米，可用于核酸的定性定量分析和测定。(5)溶液中的脱氧核糖核酸容易被脱氧核糖核酸酶降解。脱水的脱氧核糖核酸在自然界是稳定的。核酸的性质，碱基对之间的氢键在物理和化学因素的作用下被破坏，而DNA的双螺旋结构被分成两个单链DNA分子。变性后，DNA的生物活性丧失，260纳米处的紫外吸收值增加(增色效应)，粘度降低，沉降系数增加。50%的DNA分子经历变性的温度通常被称为熔点温度或熔点温度(Tm)。影响Tm值的因素：DNA的性质和组成。DNA均匀，Tm值范围小。异质脱氧核糖核酸的Tm值相对较宽。G-C碱基对含量越高，DNA分子变性越少，Tm值越高。(2)解决方案的性质。在低离子强度的溶液中核酸的变性和DNA的变性是可逆的过程。在适当的条件下，两条分离的变性DNA链重组形成双螺旋结构。这个过程被称为不同来源的单链DNA或RNA的复性分子杂交。复性后，它们之间互补或部分互补的碱基序列可以配对形成脱氧核糖核酸/脱氧核糖核酸或脱氧核糖核酸/核糖核酸杂交体，形成杂交分子。这个过程被称为分子杂交和核酸的复性。其原理是当具有互补特定核苷酸序列的单链DNA或RNA被加热在一起时，它们相应的同源片段将退火形成双链结构。几种重要的分子杂交技术1。1.Southern-blot:检测转移的DNA片段中的特定基因2。2.northern-blotting :从电泳凝胶中转移核糖核酸分子，并与适当的滤膜结合，通过与标记的单链脱氧核糖核酸或核糖核酸探针杂交来检测特定基因的表达。3.斑点杂交4。原位杂交、核酸分子杂交和核酸分析技术。常见的核酸工具包括从原核细胞中分离的限制性内切酶，如限制性内切酶、脱氧核糖核酸连接酶、碱性磷酸酶和脱氧核糖核酸聚合酶。它们可以识别双链DNA分子中的特定核苷酸序列，从而切割DNA的双链结构。切割后，可以在切口处留下一条具有互补关系的单链DNA，称为粘性末端。核酸工具酶，聚合酶链式反应(PCR):即PCR技术，是一种在体外快速扩增特定基因或DNA序列的方法，也称为基因。体外扩增DNA拷贝可以大规模进行。它是体外克隆DNA分子的重要方法，广泛应用于临床医学诊断、胎儿性别鉴定、癌症治疗监测、基因突变和检测、分子进化研究和法医学。聚合酶链反应，主要包括限制性片段长度多态性(RFLP)、DNA指纹分析等。生物的遗传关系和遗传标记的研究将外源基因或目标基因引入细胞或受精卵以研究基因的结构和功能或获得目标基因的表达产