生物化学-3.3dna分子回文结构

DNA分子中的回文结构（Palindrome)5’T

T

A

G

C

A

C

G

T G

C

T A

AA

A

T

C G

T

G

C A

C G

A

T

T3'5’3’DNA分子中除了有回文结构外还存在有镜像重复结构’A53’T

T

A

G

C

A

C

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G

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TT3'5’’T53’T

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C

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A

T

C

G

T

G

G

T

G

C

T

AA3'5’中心轴180

°两镜像重复结构：1、两条链从正方向阅读和从反方向阅读其意义相补。2、顺序中也存在一个假想的中心轴，如果以该轴为中心旋转条链相互补，不能重合。3、回文结构具有二倍对称顺序结构，而镜像重复结构结构为颠倒重复。4、镜像重复不能形成发卡式结构。2

链内互补顺序可形成发卡式结构和结构3、原核生物转录终止子结构是回文结构5‘

ATT

AAAGGCTCC

TTTT

GGAGCCTTT

TTTTT3'3‘

TAA

TTTCCGAGG

AAAA

CCTCGGAAA

AAAAA5'编码链转录的最后碱基转录（Restriction

enzumes）与核酸水解酶类限制性内切核酸酶是60年代末期以后陆续在细菌中发现的。酶所作用的位点通常含4～6个特殊的碱基对，而且具有回文对称结构特征。这是细菌的一种防御

。因为限制性内切核酸酶可破坏进入细胞的异源DNA（这现象叫做“限制”）；即能够限制异源DNA的侵入并使之失去活力，但对自己的DNA却无损害作用，这样可以保护细胞原有的遗传信息。而宿主DNA的酶作用位点通过甲基化作用得以避免受酶活性的影响甲基化过程叫做“修饰”。在细菌中已发现两类限制-修饰系统。在第一类系统中，甲基化酶和限制酶结合在同一复杂的蛋白质上，此系统需要ATP，专一性也较低。在第二类系统中，甲基化酶和限制酶是分开的，反应不需ATP，专一性极高。专一性高的限制性内切核酸酶有一些已经商品化，是测定DNA序列和制定图谱的有力工具，也可应用于工程中的重组工作。T4

噬菌体在Ecoli-B株中可以传代，但在另一K

株中却不能很好的传代。这些噬菌体遇到与其繁殖所处的原株系不同的株系时受到限制。这一现象首先引起 微生物学家阿尔伯（Werner

Arber

）的注意。Arber首次提出了限制性内切酶的概念。小资料：限制性内切酶的发现：限制性内切酶（Restriction

enzumes）是由微生物学家阿尔伯

Werner

Arber，1962年提出，细菌具有非常专门的酶这些酶能切割噬菌体的脱氧核糖核酸（DNA）而将

的噬菌体消灭。这种所谓限制性内切酶的存在，是由H·O·史密斯（Smith）后来证实的。史密斯

Hamilton

Othanel

Smith是 分子生物学家，1971年起任约翰斯·霍普金斯大学教授。1970年，他从流感

杆菌中提取出的一种限制性内切酶酶，后来被命名为HindⅡ，它使70年代以来蓬勃兴旺的遗传工程技术成为可能。分子生物学家、约翰斯·霍普金斯大学教授

DanielNathans

开始对引起肿瘤的SV40进行研究。到1971年他已能够证明该

可被限制性内切酶切成11个片段。并确定了这些片段的顺序。以上三人，阿尔伯可谓限制性内切酶之催生者，史密斯为限制性内切酶之接生者，则为限制性内切酶之启用者。正是由于他们的卓越贡献，共同了1978年奖。2、限制性内切酶可以切开DNA的回文结构。有的限制性内切酶的切口是交错的，产生能互补的“粘性末端”。具有相同粘端的DN

段容易因“互补配对”而重新连接在一起。有的酶切口是平齐的，产生整齐的“平端”，经技术处理后，也可将平端改造成粘性末端，用于

工程中目的和载体的连接。粘性末端的产生3、限制性内切酶与一般核酸酶的切点比较（1）核酸酶的分类：按底物专一性分为：RNA酶(RNAase)和DNA酶(DNAase)按作用方式分为：内切酶和外切酶按键专一性分为：水解a位得到5’－末端的核苷酸或寡核苷酸。水解b位得到3’－末端得核苷酸或寡核苷酸。核酸内切酶的两种键专一性作用方式两种外切酶得作用方式：牛胰核糖核酸酶的作用方式通过对限制性内切酶和一般的核酸酶的比较你有何结论？①一般的核酸酶由于其水解特点所致，将把核酸大分子切成支离破碎的单核苷酸或寡核苷酸。②

用它作为工具酶不可能使

获得完整的

。③限制性内切酶由于可以切割4～6个特殊的碱基对（回文结构），它可以帮助人们获得一段完整的DNA序列。④

限制性内切酶有望成为科学家梦寐以求的

工程的工具酶。利用限制性内切酶可以获得完整的限制性内切酶结

EcoRἸ结构图4、利用限制性内切酶的实验DanielNathans

的实验：利用限制性内切酶分析图一种可

的SV40的基因图工程工欲善其事必先利其器限制性内切酶是重要的工具酶该酶的发现使DNA的一级结构的测定成为可能。克隆技术示意图部分已经实现工业化生产的工程药物名称用途治疗及骨髓移植及免疫缺陷白细胞减少愈合溃疡病胰岛素α－干扰素(α-IFN)β－干扰素(β-IFN)r－干扰素(r-IFN)白细胞介素－2

(IL-2)粒细胞集落刺激因子(GM-CSF)表皮生长因子(EGF)细胞生长因子