遗传物质的分子结构、性质和功能.ppt

1、第一章核酸的分子结构、性质和功能，第一节脱氧核糖核酸的结构和功能，第二节核糖核酸的结构和功能，第三节核酸的分子杂交，第四节反义核酸和药物，第五节核糖核酸干扰。1869年，米舍尔从脓细胞中提取了一种富含磷的酸性化合物。它叫做核蛋白。1.核酸的类型和分布核酸有两种主要类型：脱氧核糖核酸和核糖核酸。DNA分布的主要部位是细胞核、线粒体、叶绿体。核糖核酸分布的主要场所是细胞核。脱氧核糖核酸和核糖核酸都存在于细胞质细胞有机体中，但在体内只含有脱氧核糖核酸或核糖核酸。2.核酸是主要的遗传物质。历史经典实验证明，遗传物质是脱氧核糖核酸，而不是蛋白质。格里菲斯肺炎球菌转化实验在1928年，埃弗里体外转化在19

2、43年，好时大通噬菌体转导实验在1952年，第一，一级结构的脱氧核糖核酸的一级结构是一个线性或环状聚合物连接由4种脱氧核苷酸，即腺嘌呤，鸟嘌呤，胞嘧啶和胸腺嘧啶脱氧核苷酸通过3，5，磷酸二酯键。第一节是DNA的结构和功能，DNA的一级结构，5，3，5，5-3，DNA的相对分子质量很大，通常一条染色体就是一个DNA分子，而最大的染色体DNA可以超过Bp，碱基对b，碱基，一个生物体的基因组有多大？c值：一个物种单倍体染色体中包含的脱氧核糖核酸的数量。c值矛盾：DNA含量与其结构和功能不一致，可能的基因类型远远大于实际的DNA含量。为了阐明生物的遗传信息，我们必须首先确定生物基因组的序列。迄今为止，

3、已有数百种生物对其基因组进行了测序，包括病毒、大肠杆菌、酵母、线虫、果蝇和拟南芥、玉米、水稻和人类基因组。基因组大小、基因数、基因组大小实际上是它的C值，而DNA的二级结构是指由两条脱氧核苷酸链反平行排列而成的双螺旋结构，右旋螺旋、甲-脱氧核糖核酸、乙-脱氧核糖核酸、丙-脱氧核糖核酸、丁-脱氧核糖核酸左旋螺旋、Z-脱氧核糖核酸，比较不同螺旋形式的DNA分子的主要参数：(2)DNA的二级结构，关于DNA双螺旋的小凹槽和大凹槽，大凹槽宽，小凹槽窄，蛋白质的螺旋，1。B-脱氧核糖核酸是具有最高活性的脱氧核糖核酸构象。b变成A，仍有活性，但变成Z，活性明显下降。2.双螺旋是一种动态平衡，它的结构会随着

4、不同的功能而变化。脱氧核糖核酸的三级结构是指通过扭曲和折叠形成的脱氧核糖核酸分子的特定构象。包括不同二级结构单元之间的相互作用，单链和二级结构单元之间的相互作用，以及DNA的拓扑特征。超螺旋是三级结构的一种形式。拓扑结构见p9，是指在DNA双螺旋结构的基础上，DNA异步扭曲形成的特定空间结构。超级海盗是它的主要形式。超螺旋有正负两点。负超螺旋DNA很容易融化。脱氧核糖核酸的复制、重组和转录都需要解开这两条链，因此负超螺旋有利于这些功能，但这些过程需要不同程度的负超螺旋，这可以通过脱氧核糖核酸的拓扑结构来调节。脱氧核糖核酸拓扑异构酶之间的转化是通过拓扑异构酶实现的。胡士泰在1963年描述了三螺旋

5、结构。第三个碱基可以与沃森-克里克碱基对中的嘌呤碱基形成胡格斯坦配对。第三条链与寡核苷酸在同一方向平行；第三条链可以来自分子间或分子内来源。核糖核酸的一级结构、核糖核酸的二级结构、分子内的局部双链图、核糖核酸的三级结构、三叶草倒L rRNA的高级结构、其他核糖核酸高级结构核酶：锤头型、发夹型等。第二节核糖核酸的结构和功能，第一，核糖核酸的结构，核糖核酸的一级结构，核糖核酸的二级结构，核糖核酸的二级结构，第二，核糖核酸的功能性核糖核酸的核糖核酸的核糖核酸细菌的核糖核酸有5S和16S。哺乳动物的rRNA包括5S、5.8S、18S和28S sRNA核糖核酸细胞核，小核糖核酸细胞质核糖核酸通常与蛋白质

6、结合形成核糖核蛋白颗粒(RNP)，而U-核糖核蛋白可以干扰调节基因表达和细胞功能的核糖核酸。1.核酸变性和复性是指核酸双螺旋氢键的断裂，它在不破坏共价键的情况下变成单键。共价键的断裂是核酸的降解。脱氧核糖核酸双螺旋失去一半的温度称为脱氧核糖核酸的Tm(熔化温度)，第三部分，当核酸分子杂交p15时，复性使脱氧核糖核酸变性，在适当的条件下，两条分开的链可以自发地重新结合形成双螺旋结构，这称为复性。当缓慢冷却时，变性的脱氧核糖核酸可以重新折叠，这被称为退火。变性和复性核酸在基因工程中有什么应用？如果复性后的脱氧核糖核酸分子的两条链来源不同，则称之为核酸杂交，这是根据碱基互补原理，通过氢键形成双链杂交

7、分子的过程。第二，核酸杂交的基本原理。探针探针：是能够与靶核酸序列特异性相互作用的核酸序列。标记后，它可用于检测目标核酸序列探针的性质：DNA、RNA、双链或单链探针长度：从20bp到数kb，它可用探针标记：同位素或非同位素。第三，核酸探针和标记。1.Southern印迹1975年，英国分子生物学家E.M.Southern发明了蛋白质印迹法来检测DNA 2。Northern印迹1977 Alwine建立了Thonas改良的蛋白质印迹法来检测核糖核酸3。蛋白质印迹通过亲和或免疫反应检测蛋白质印迹方法：4 .核酸分子杂交的应用，southern印迹，4。原位杂交，使用标记探针在组织或细胞水平上与细

8、胞内的脱氧核糖核酸或核糖核酸杂交。其他形式的杂交，如点杂交、狭缝杂交、菌落杂交和斑块杂交，其实质是southern或northern印迹。6.生物芯片生物芯片来自微阵列生物芯片：一种通过在微小载体表面固定数万个生物大分子探针而制成的芯片。目前，有两种蛋白质芯片和核酸芯片。原理：核酸或蛋白质之间的杂交，1998年世界十大科技进步之一，第4节反义核酸和药物p18，(1)概念：反义核酸是基于碱基互补的原理，利用合成或天然的DNA或RNA片段(或其化学修饰的衍生物)在细胞中与靶序列核酸结合，通过空间位阻或诱导RNAase活性的降解，在复制、转录、剪接、 反义核酸的功能主要取决于其稳定性、生物利用度以及

9、与靶基因结合或反应的特性。1。反义核酸，(2)反义核酸作用的靶区，非翻译区，编码区，帽形成区，前体基因外显子和内含子结合区，聚腺苷酸形成区阻止了基因的成熟和向细胞质的转运。反义技术利用细胞中人工合成或天然的DNA或RNA片段(或其衍生物)与特定基因相互作用，从而抑制基因表达。目前，它已经发展到第三代。第一代硫代修饰寡核苷酸，第二代甲氧基/乙氧基反义寡核苷酸和第三代肽核酸，2。反义技术和药物。在过去的20年里，反义核酸药物的发展非常缓慢，只有一种反义药物进入市场。唯一被批准的核糖核酸反义药物是1998年8月27日由美国食品和药物管理局正式批准的诺华公司和伊希斯制药公司的维特拉文公司。大多数其他药

10、物在临床试验中失败，新反义药物的申请很快被美国食品和药物管理局拒绝。人们开始关注竞争性的核糖核酸技术平台，尤其是小干扰核糖核酸(siRNA)。这是否意味着反义核酸药物没有前途？在第五部分，核糖核酸干扰(RNAi)，RNAi在2002年科学评选的十大科学成就中排名第一。1998年诺贝尔奖为从相反的角度研究基因表达调控和基因功能分析提供了更好、更有效的手段。概念1:由有义链和反义链组成的双链核糖核酸能有效抑制靶基因的表达。这种现象被称为核糖核酸干扰。概念2:核糖核酸干扰是指进化过程中双链核糖核酸诱导同源基因高效特异降解的高度保守现象。(来自网络，1。概念2。核糖核酸干扰原理：核糖核酸干扰通过以下方

11、式抑制基因表达：(1)它与基因形成双链，阻止蛋白质与靶基因结合；(2)促进靶基因的降解。三种不同生存素siRNA对EJ28细胞增殖和凋亡的影响目的观察不同siRNA靶向生存素对EJ28细胞增殖和凋亡的影响。方法化学合成法合成三对siRNA和一对荧光标记阴性对照siRNA。转染荧光标记的siRNA后，在荧光显微镜下观察转染效率。实验分为siRNA164、siRNA167、siRNA389、阴性对照组、脂质体对照组和细胞对照组。转染后24h、48h和72h，用MTT法检测siRNA对EJ28细胞增殖的影响，用流式细胞仪检测凋亡率。结果靶向生存素的序列特异性siRNA能够抑制EJ28细胞的增殖，其中

12、siRNA164抑制细胞增殖的能力最强(P0.05)，转染48h后抑制率最高(41.322.54 %)。转染48h后，siRNA164组细胞凋亡率最高(13.200.25 %)。结论survivin靶向RNAi技术在膀胱癌基因治疗中具有一定价值。文学选读，3。微小核糖核酸或微小核糖核酸，小核糖核酸，前两个微小核糖核酸-4和let-7被认为通过不完全互补与靶基因3的非编码区结合，以未知的方式诱导蛋白质翻译抑制，然后抑制蛋白质合成。还发现一些果蝇微小核糖核酸与其靶基因的3个非编码区部分同源。由于微小核糖核酸与其潜在的靶位并不完全互补，很难用信息学方法确定微小核糖核酸的靶位。微小核糖核酸的作用靶点和

13、活动机制一直是世界各国研究者关注的焦点。MicroRNA-21在侵袭和转移中靶向肿瘤抑制基因。细胞研究(2008) 18:350-359 .微小核糖核酸(miRNAs)是一类天然存在的非编码小核糖核酸，通过抑制翻译或导致基因降解来靶向蛋白质编码的基因。成熟的微小核糖核酸包含约22个核苷酸，来源于长转录本前微小核糖核酸和前微小核糖核酸。虽然微小核糖核酸的运作方式与短干扰核糖核酸相似，但它们通常以一簇基因为目标，而不是一个特定的基因。据预测，平均一个微小核糖核酸可以有100多个目标。新的证据表明，微小核糖核酸在调节包括分化、增殖和凋亡在内的多种细胞过程中发挥着重要作用miRNAs .的去调控影响正常细胞的生长和发育，导致包括人类恶性肿瘤在内的多种疾病。特别令人感兴趣的是，正常组织的总miRNA表达谱不同于肿瘤组织。特定组的微小核糖核酸可以作为生物标志物来预测临床结果。微小核