分子生物学基础l.ppt

1、分子生物学基础,传统流行病学,分子流行病学,分子生物学,宏观,微观,宏观与微观相结合！,Outline,核酸 DNA RNA（miRNA） 染色体 基因 中心法则,核酸,重要的生物大分子 实验室研究最多的标本类型 核酸：脱氧核糖核酸（DNA） 核糖核酸（RNA）,碱基,腺嘌呤A,鸟嘌呤G,尿嘧啶U,胸腺嘧啶T,胞嘧啶C,核苷酸的化学组成,核酸具有吸收紫外线的特征，其最大吸收波长是260nm，蛋白质紫外最大吸收波长是280nm。 可用紫外分光光度计测核酸的浓度 还可通过测定在260nm和280nm的紫外吸收值 （A260/A280）估计核酸纯度。 纯DNA的比值1.8(1.7-2.0)，纯RNA

2、的比值2.0，蛋白质污染可使比值降低。,遗传信息载体DNA,生物体的遗传信息主要贮藏在DNA DNA的一级结构 1）由A、T、C、G四种脱氧核苷酸通过3、5-磷酸二酯键连接而成的长链高分子多聚体 2) 走向：5 3,DNA的二级结构,DNA的碱基组成 1) A=T GC 2) A+G=T+C 3) 人基因组约有30亿个碱基对 DNA的二级结构 1) 碱基互补配对 2) 反向、平行、右手双螺旋结构,DNA的变性 在某些理化因素（高温、酸、碱）作用下，DNA分子互补碱基对之间的氢键断裂，DNA双螺旋结构松散，变成单链的过程。 DNA的复性 变性DNA在适当条件下，分开的两条单链按照碱基互补原则重新

3、恢复双螺旋构想的现象，又称退火（annealing）。,RNA,主要负责DNA遗传信息的翻译和表达，分子量要比DNA小得多，大多为单链分子。 根据RNA的功能： 核糖体RNA (rRNA) 转运RNA (tRNA) 信使RNA (mRNA),mRNA,mRNA 转录DNA上的遗传信息，并指导蛋白质的生物合成，是蛋白质的模板,与蛋白质合成的正确起始有关,增加mRNA的稳定性,rRNA tRNA,反密码子,氨基酸,新生肽链,核糖体,mRNA,rRNA RNA总量的80%，核糖体的骨架，蛋白质的主要合成场所 tRNA RNA总量的15%，氨基酸受体（识别），携带活化氨基酸（转运）,MicroRNA,

4、(1)长度为21nt左右核苷酸的内源性单链小分子RNA；(2)存在65nt左右的发夹结构前体；(3)基因座位在蛋白质基因间隔区；(4)其DNA序列在近源物种间高度保守。 miRNA具有十分重要的调控功能，它们主要参与基因转录后水平的调控 。能够通过与靶mRNA的3UTR特异性的碱基配对引起靶mRNA的降解（植物）或者抑制其翻译（动物），从而影响了靶mRNA的表达。 目前发现miRNA是一个庞大的小分子调控RNA家族，广泛存在于各种动植物中，参与细胞增殖和分化、细胞凋亡、胚胎发育、形态建成以及疾病发生等一系列重要的生命过程。,Serum microRNA signatures identifie

5、d in a genome-wide serum microRNA expression profiling predict survival of non-small-cell lung cancer. J Clin Oncol. 2010.,基因组结构染色体,短臂p,着丝粒,长臂q,DNA,染色单体,染色体,基本单位：核小体 核小体：DNA和组蛋白（组蛋白八聚体）,基因,基因是一段DNA分子，遗传信息贮存在DNA序列之中； 基因是一种相对独立的遗传信息单位，其指导合成蛋白质或RNA，进而产生生理功能，或影响其他基因的表达。 严格的“基因”分子生物学定义是：产生一条多肽链或功能RNA所必需的

6、全部核苷酸序列。 基因组 是一种生物所有遗传信息的总和，或载有遗传信息的全体核酸。,基因结构,启动子：RNA聚合酶结合并启动转录的DNA序列(转录因子结合部位) 1）TATA盒：使转录精确地起始（-2530bp） 2）CCAAT盒：控制转录的起始频率（强度）,加帽位点 5m7GpppNp,加polyA信号,基因结构,增强子：一段能加速基因转录的调节性序列 1）可在基因的上游或者下游，甚至在内含子中。 2）远距离调控 5非翻译区（5UTR）：mRNA的帽子结构至AUG起始密码子 3非翻译区（3UTR）：编码区末端终止密码子至3末端区域 外显子：真核细胞基因DNA中的编码序列，被转录成RNA进而翻

7、译成蛋白质 内含子：真核细胞基因DNA中的间插序列，被转录成RNA但随即被剪除而不翻译,与基因相关的概念,与基因相关的概念,基因频率：人群中一个等位基因占该位点全部基因的比例 基因型频率：人群中特定基因型占该位点全部基因型的比例 最小等位基因频率(MAF)：罕见等位基因的频率,28,基因模型,显性模型(2为突变),隐性模型,Example1,C到T的碱基改变,显性模型 与携带野生纯合子 CC 基因型的个体比较，携带变异基因型（CT+TT）的个体发生乳腺癌的风险增加了30%,Example2,CCND1 G870A polymorphism contributes to breast cancer susceptibility: a meta-analysis. Breast Cancer Res Treat. 2009,中心法则,复制,DNA,转录,逆转录,复制,RNA,蛋白质,翻译,调控,1、DNA的复制 以原有DNA分子为模板按照碱基配对原则合成出相同分子的过程 2、转录 以DNA分子为模板，合成出与其核苷酸顺序相对应的RNA的过程 3、翻译 以mRNA为模板的蛋白质合成过程 4、mRNA的反转录与cDNA 反转录酶可以将mRNA反转录为DNA，即互补DNA，或cDNA。,Tips,积累分子生物学的基础知识 专研流行病与统计的专业知识 英文文献阅读