04第三章多聚核苷酸與核酸

1、目目 錄錄第第 三三 章章多聚核苷酸與核酸多聚核苷酸與核酸目目 錄錄多聚核苷酸多聚核苷酸(polynucleotides) 多聚核苷酸是多聚核苷酸是核苷酸核苷酸通過通過3 ，5 -磷酸磷酸二酯鍵連接的聚合物，是核酸二酯鍵連接的聚合物，是核酸(nucleic acid)分子中的基本形式。分子中的基本形式。目目 錄錄n核酸的分類及分布核酸的分類及分布存在于細(xì)胞核和線粒體存在于細(xì)胞核和線粒體分布于細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)、線粒體分布于細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)、線粒體(deoxyribonucleic acid, dna)(ribonucleic acid, rna)脫氧核糖核酸脫氧核糖核酸 核糖核酸核糖核酸攜帶遺傳信息

2、，并通過復(fù)制傳遞攜帶遺傳信息，并通過復(fù)制傳遞給下一代。給下一代。是是dnadna轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物，參與遺傳信轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物，參與遺傳信息的復(fù)制與表達(dá)。某些病毒息的復(fù)制與表達(dá)。某些病毒rnarna也可作為遺傳信息的載體也可作為遺傳信息的載體目目 錄錄第一節(jié)第一節(jié)多聚核苷酸多聚核苷酸polynucleotides目目 錄錄一、多聚核苷酸就是核苷酸的多聚物一、多聚核苷酸就是核苷酸的多聚物多個多個核苷酸核苷酸（nucleitide）通過）通過3 ，5 -磷酸磷酸二酯鍵（二酯鍵（phosphodiester bond）連接、形成的）連接、形成的鏈狀聚合物，即多聚核苷酸（鏈狀聚合物，即多聚核苷酸（polynucle

3、otides）。）。 目目 錄錄 3 , 5 -磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵（一）（一）3 , 5 -磷酸二酯鍵是核酸的基本結(jié)構(gòu)鍵磷酸二酯鍵是核酸的基本結(jié)構(gòu)鍵目目 錄錄5 端端3 端端cga（二）多聚核苷酸（二）多聚核苷酸鏈有方向性鏈有方向性 目目 錄錄a g p5 p t pg pc pt p oh 3 （三）書寫方法（三）書寫方法5 papcptpgpcpt-oh 3 5 a c t g c t 3 目目 錄錄目目 錄錄（四）核酸分為核糖核酸和脫氧核糖核酸兩類（四）核酸分為核糖核酸和脫氧核糖核酸兩類nrna是單鏈多聚核糖核苷酸是單鏈多聚核糖核苷酸 ndna是單鏈或雙鏈多聚脫氧核糖核酸是單鏈或雙鏈多

4、聚脫氧核糖核酸目目 錄錄二、多聚核苷酸鏈在細(xì)胞內(nèi)通過復(fù)制和二、多聚核苷酸鏈在細(xì)胞內(nèi)通過復(fù)制和轉(zhuǎn)錄而合成轉(zhuǎn)錄而合成生物體內(nèi)的生物體內(nèi)的dna鏈或鏈或rna鏈的合成是在包括鏈的合成是在包括dna聚合酶或聚合酶或rna聚合酶在內(nèi)的一組酶共同參與下完成的。聚合酶在內(nèi)的一組酶共同參與下完成的。這個合成過程以這個合成過程以dntp或或ntp為原料，以單鏈為原料，以單鏈dna鏈為鏈為模板，逐步地完成從模板，逐步地完成從5 -末端到末端到3 -末端的合成。末端的合成。以以dna為模板合成為模板合成dna鏈和鏈和rna鏈的過程分別稱鏈的過程分別稱為為復(fù)制復(fù)制（第十六章）和（第十六章）和轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄（第十七章）。（第

5、十七章）。 目目 錄錄三、多聚核苷酸鏈可在體外經(jīng)多種方式合成三、多聚核苷酸鏈可在體外經(jīng)多種方式合成 （一）（一）dna聚合酶鏈反應(yīng)是當(dāng)前獲得聚合酶鏈反應(yīng)是當(dāng)前獲得dna片段最片段最常用技術(shù)常用技術(shù)（二）單鏈寡脫氧核糖核苷酸鏈可利用亞磷酰胺（二）單鏈寡脫氧核糖核苷酸鏈可利用亞磷酰胺三酯方法合成三酯方法合成 （三）核糖核苷酸鏈可利用體外轉(zhuǎn)錄體系合成（三）核糖核苷酸鏈可利用體外轉(zhuǎn)錄體系合成 目目 錄錄（一）（一）dna聚合酶鏈反應(yīng)是當(dāng)前獲得聚合酶鏈反應(yīng)是當(dāng)前獲得dna片片段最常用技術(shù)段最常用技術(shù)dna聚合酶鏈反應(yīng)聚合酶鏈反應(yīng)（dna polymerase chain reaction，pcr）是在體

6、外條件下復(fù)制）是在體外條件下復(fù)制dna片段的方法。將專用的片段的方法。將專用的dna聚合酶（聚合酶（dna polymerase）、）、dntp、一對引物、一對引物（primer）及模板）及模板dna混合在一起，經(jīng)過多個升溫解鏈混合在一起，經(jīng)過多個升溫解鏈-降降溫退火溫退火-恒溫延伸的循環(huán)過程，恒溫延伸的循環(huán)過程，dna聚合酶將合成出與模板聚合酶將合成出與模板完全相同的雙鏈完全相同的雙鏈dna片段。片段。每一個循環(huán)過程都將被復(fù)制的每一個循環(huán)過程都將被復(fù)制的dna片段數(shù)目按指數(shù)增片段數(shù)目按指數(shù)增長，因此采用長，因此采用pcr技術(shù)獲得技術(shù)獲得dna的過程，又稱為的過程，又稱為體外擴(kuò)增體外擴(kuò)增（in

7、 vitro amplification）技術(shù)，應(yīng)用極廣（第二十三章）。）技術(shù)，應(yīng)用極廣（第二十三章）。目目 錄錄（二）單鏈寡脫氧核糖核苷酸鏈可利用亞磷（二）單鏈寡脫氧核糖核苷酸鏈可利用亞磷酰胺三酯方法合成酰胺三酯方法合成該合成通常是在該合成通常是在dna自動合成儀的固相載體上完成的，自動合成儀的固相載體上完成的，連接一個核苷酸需要連接一個核苷酸需要4個步驟。然后，通過氨水高溫處理將個步驟。然后，通過氨水高溫處理將核苷酸鏈從固相載體上分離下來。核苷酸鏈從固相載體上分離下來。利用利用dna自動合成儀合成的寡核苷酸自動合成儀合成的寡核苷酸dna單鏈一般為單鏈一般為幾十個核苷酸。幾十個核苷酸。值得注

8、意的是，該方法中的合成方向是從值得注意的是，該方法中的合成方向是從3 -末端向末端向5 -末末端合成。用于基因檢測的寡核苷酸端合成。用于基因檢測的寡核苷酸探針探針（probe）以及用于）以及用于pcr反應(yīng)的反應(yīng)的引物引物都是利用該方法得到的。都是利用該方法得到的。 目目 錄錄（三）核糖核苷酸鏈可利用體外轉(zhuǎn)錄體系合成（三）核糖核苷酸鏈可利用體外轉(zhuǎn)錄體系合成利用利用體外轉(zhuǎn)錄體系體外轉(zhuǎn)錄體系（in vitro transcription system）合成）合成rna（鏈）是分子生物學(xué)常用技術(shù)。這種體外轉(zhuǎn)錄體系是現(xiàn)（鏈）是分子生物學(xué)常用技術(shù)。這種體外轉(zhuǎn)錄體系是現(xiàn)代發(fā)展起來的體外轉(zhuǎn)錄（代發(fā)展起來的體外

9、轉(zhuǎn)錄（in vitro transcription）技術(shù)）技術(shù)在在含有含有rna聚合酶（轉(zhuǎn)錄酶）、必要的蛋白質(zhì)因子、核苷三磷聚合酶（轉(zhuǎn)錄酶）、必要的蛋白質(zhì)因子、核苷三磷酸等條件的體外無細(xì)胞體系中，加入酸等條件的體外無細(xì)胞體系中，加入dna模板，模仿體內(nèi)轉(zhuǎn)模板，模仿體內(nèi)轉(zhuǎn)錄、生成錄、生成rna的過程（第二十四章）。的過程（第二十四章）。利用真核細(xì)胞核抽提物（利用真核細(xì)胞核抽提物（nuclear extract）建立再造體）建立再造體系是當(dāng)前生物技術(shù)商家提供體外轉(zhuǎn)錄商品試劑盒（系是當(dāng)前生物技術(shù)商家提供體外轉(zhuǎn)錄商品試劑盒（kit）的主）的主要來源。要來源。目目 錄錄四、核苷酸的排列順序就是多聚核苷酸

10、四、核苷酸的排列順序就是多聚核苷酸鏈的一級結(jié)構(gòu)鏈的一級結(jié)構(gòu) n定義定義多聚核苷酸鏈的核多聚核苷酸鏈的核苷酸從苷酸從5 -末端到末端到3 -末端末端的排列順序。的排列順序。由于核苷酸間的差由于核苷酸間的差異主要是堿基不同，所異主要是堿基不同，所以也稱為以也稱為堿基序列堿基序列。5 5 端端3 端端cga目目 錄錄第二節(jié)第二節(jié)dna的結(jié)構(gòu)和功能的結(jié)構(gòu)和功能 structure and function of dna 目目 錄錄一、一、 dna的二級結(jié)構(gòu)是右手雙螺旋的二級結(jié)構(gòu)是右手雙螺旋目目 錄錄（一）（一）dna的堿基組成遵循的堿基組成遵循chargaff法則法則 chargaff 規(guī)則規(guī)則不同種

11、屬生物的不同種屬生物的dna堿基組成不同；堿基組成不同；同一個體不同器官、不同組織的同一個體不同器官、不同組織的dna具具有相同的堿基組成；有相同的堿基組成；對于一個特定的組織的對于一個特定的組織的dna，其堿基組，其堿基組份不隨其年齡、營養(yǎng)狀態(tài)和環(huán)境而變化；份不隨其年齡、營養(yǎng)狀態(tài)和環(huán)境而變化；腺嘌呤與胸腺嘧啶的摩爾數(shù)相等，鳥嘌腺嘌呤與胸腺嘧啶的摩爾數(shù)相等，鳥嘌呤與胞嘧啶的摩爾數(shù)相等。呤與胞嘧啶的摩爾數(shù)相等。a = tg c 目目 錄錄不同生物來源的不同生物來源的dna堿基組分的相對比例堿基組分的相對比例來源來源大腸桿菌大腸桿菌結(jié)核桿菌結(jié)核桿菌酵母酵母豬豬牛胸腺牛胸腺牛脾牛脾牛精子牛精子人人a

12、26.015.131.729.828.227.928.730.4g24.934.918.320.721.522.722.219.9c25.235.417.420.722.522.122.019.9t23.914.632.629.127.827.327.230.1a/t1.091.030.971.021.011.011.061.01g/c0.990.991.051.000.961.011.011.0g+c50.170.335.741.444.044.744.239.8嘌呤嘌呤/嘧啶嘧啶1.041.001.001.010.991.041.041.01 包括包括5-甲基胞嘧啶甲基胞嘧啶 比值偏離比值

13、偏離1 ：1是實驗誤差所致是實驗誤差所致目目 錄錄udna是反向平行、右手螺旋的是反向平行、右手螺旋的雙鏈結(jié)構(gòu)雙鏈結(jié)構(gòu)p 兩條多聚核苷酸鏈兩條多聚核苷酸鏈相互平行但走向相相互平行但走向相反反，圍繞著同一個螺旋軸形成右手雙，圍繞著同一個螺旋軸形成右手雙螺旋結(jié)構(gòu)螺旋結(jié)構(gòu)p 由脫氧核糖和磷酸基團(tuán)構(gòu)成的親水性由脫氧核糖和磷酸基團(tuán)構(gòu)成的親水性骨架（骨架（backbone）位于雙螺旋結(jié)構(gòu)的）位于雙螺旋結(jié)構(gòu)的外側(cè)外側(cè)，而疏水的堿基位于，而疏水的堿基位于內(nèi)側(cè)內(nèi)側(cè)。 直徑直徑為為2 nm，螺距為，螺距為3.4 nmp 從外觀上看，從外觀上看，dna雙螺旋結(jié)構(gòu)的表面雙螺旋結(jié)構(gòu)的表面存在一個存在一個大溝大溝（maj

14、or groove）和一個）和一個小溝小溝（minor groove）（二）（二） dna二級結(jié)構(gòu)是右手雙螺旋二級結(jié)構(gòu)是右手雙螺旋（watson, crick, 1953）目目 錄錄udna雙鏈之間具有堿基互雙鏈之間具有堿基互補(bǔ)關(guān)系補(bǔ)關(guān)系p 堿基垂直螺旋軸居雙螺旋內(nèi)側(cè)，堿基垂直螺旋軸居雙螺旋內(nèi)側(cè)，與對側(cè)堿基形成與對側(cè)堿基形成氫鍵配對氫鍵配對（互（互補(bǔ)配對形式：補(bǔ)配對形式：a=t; g c）p 相鄰堿基平面距離相鄰堿基平面距離0.34nm，螺，螺旋一圈螺距旋一圈螺距3.4nm，一圈，一圈10對堿對堿基基目目 錄錄 dna雙鏈模型雙鏈模型 目目 錄錄堿基互補(bǔ)配對堿基互補(bǔ)配對 目目 錄錄u疏水作用力

15、和氫鍵維系疏水作用力和氫鍵維系dna雙螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定雙螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定p 相鄰的兩個堿基對平面在旋進(jìn)相鄰的兩個堿基對平面在旋進(jìn)過 程 中 發(fā) 生 相 互 重 疊過 程 中 發(fā) 生 相 互 重 疊（overlapping），由此產(chǎn)生了），由此產(chǎn)生了疏水性的疏水性的堿基堆積力堿基堆積力（base stacking interaction）。）。p 這種這種堿基堆積力堿基堆積力和互補(bǔ)堿基對和互補(bǔ)堿基對的的氫鍵氫鍵共同維系著共同維系著dna雙螺旋雙螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，并且堿基堆積力結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，并且堿基堆積力在雙螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定中起著更在雙螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定中起著更為重要的作用。為重要的作用。目目 錄錄（三）（三）

16、dna雙螺旋結(jié)構(gòu)有多種類型雙螺旋結(jié)構(gòu)有多種類型目目 錄錄 不同類型的不同類型的dna雙螺旋結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu) 目目 錄錄a 型型-dnab 型型-dnaz 型型-dna螺旋旋向螺旋旋向右手螺旋右手螺旋右手螺旋右手螺旋左手螺旋左手螺旋螺旋直徑螺旋直徑2.55 nm2.37 nm1.84 nm每一螺旋的堿基對數(shù)目每一螺旋的堿基對數(shù)目1110.512螺距螺距2.53 nm3.54 nm4.56 nm相鄰堿基對之間的垂直距離相鄰堿基對之間的垂直距離0.23 nm0.34 nm0.38 nm糖苷鍵構(gòu)象糖苷鍵構(gòu)象反式反式反式反式嘧啶為反式嘧啶為反式,嘌呤為順式，嘌呤為順式，反式和順式交替反式和順式交替 相鄰堿

17、基對之間的轉(zhuǎn)角相鄰堿基對之間的轉(zhuǎn)角33 34.2 每個二聚體為每個二聚體為-60 使構(gòu)象穩(wěn)定的相對環(huán)境濕度使構(gòu)象穩(wěn)定的相對環(huán)境濕度 75%92%堿基對平面法線與主軸的夾角堿基對平面法線與主軸的夾角19 1 9 大溝大溝窄深窄深寬深寬深相當(dāng)平坦相當(dāng)平坦小溝小溝寬淺寬淺窄深窄深窄深窄深不同構(gòu)象不同構(gòu)象dna的結(jié)構(gòu)參數(shù)的結(jié)構(gòu)參數(shù)目目 錄錄（四）某些狀態(tài)下（四）某些狀態(tài)下dna可形成多鏈結(jié)構(gòu)可形成多鏈結(jié)構(gòu)1. hoogsteen堿基配對堿基配對 形成三股螺旋形成三股螺旋dna h-dna的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu) 目目 錄錄 watson-grick和和hoogsteen dna螺旋中堿基對間氫鍵的位置螺旋中堿基對

18、間氫鍵的位置目目 錄錄2 4條多聚鳥嘌呤核苷酸鏈形成四螺旋條多聚鳥嘌呤核苷酸鏈形成四螺旋dna目目 錄錄二、二、dna在二級結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上形成超螺旋結(jié)構(gòu)在二級結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上形成超螺旋結(jié)構(gòu)（一）超螺旋結(jié)構(gòu)具有不同的拓?fù)洚悩?gòu)體（一）超螺旋結(jié)構(gòu)具有不同的拓?fù)洚悩?gòu)體 dna在雙螺旋結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上通過盤繞和折在雙螺旋結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上通過盤繞和折疊所形成的空間構(gòu)象稱為疊所形成的空間構(gòu)象稱為三級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)。目目 錄錄超螺旋結(jié)構(gòu)超螺旋結(jié)構(gòu)(superhelix 或或supercoil)將將dna的兩端固定，使之旋進(jìn)過分或旋進(jìn)不足，的兩端固定，使之旋進(jìn)過分或旋進(jìn)不足，dna雙鏈上就會產(chǎn)生額外的張力而發(fā)生扭曲，以抵雙鏈上就會產(chǎn)生

19、額外的張力而發(fā)生扭曲，以抵消張力。這種扭曲稱為消張力。這種扭曲稱為dna雙鏈的超螺旋結(jié)構(gòu)。雙鏈的超螺旋結(jié)構(gòu)。正超螺旋正超螺旋(positive supercoil)旋進(jìn)過分的方向與旋進(jìn)過分的方向與dna雙鏈的螺旋方向相同雙鏈的螺旋方向相同 負(fù)超螺旋負(fù)超螺旋(negative supercoil)旋進(jìn)過分的方向與旋進(jìn)過分的方向與dna雙鏈的螺旋方向相反雙鏈的螺旋方向相反 松弛態(tài)松弛態(tài)dna（relaxed dna）在溶液中是以能量最低的狀態(tài)存在的線性在溶液中是以能量最低的狀態(tài)存在的線性dna 。 目目 錄錄目目 錄錄自然條件下的自然條件下的dna都是以負(fù)超螺旋的構(gòu)象存在都是以負(fù)超螺旋的構(gòu)象存在的

20、，也就是說，的，也就是說，dna的實際螺旋數(shù)要少于它含有的堿的實際螺旋數(shù)要少于它含有的堿基對數(shù)目應(yīng)該對應(yīng)的螺旋數(shù)?；鶎?shù)目應(yīng)該對應(yīng)的螺旋數(shù)。負(fù)超螺旋狀態(tài)有利于解開負(fù)超螺旋狀態(tài)有利于解開dna雙鏈。雙鏈。dna的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、組裝等許多過程都需要解的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、組裝等許多過程都需要解開雙鏈才能進(jìn)行。開雙鏈才能進(jìn)行。生物體可以通過生物體可以通過dna的不同超螺旋結(jié)構(gòu)來控制的不同超螺旋結(jié)構(gòu)來控制其功能狀態(tài)。其功能狀態(tài)。 目目 錄錄（二）原核生物（二）原核生物dna和線粒體和線粒體dna是環(huán)狀是環(huán)狀dna的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)原核生物的原核生物的dnadna都是閉合環(huán)狀的雙螺旋結(jié)構(gòu)。都是閉合環(huán)狀的雙螺旋結(jié)構(gòu)。它在

21、細(xì)胞內(nèi)緊密纏繞形成了致密的小體，稱為它在細(xì)胞內(nèi)緊密纏繞形成了致密的小體，稱為類核類核（nucleoidnucleoid）。）。 目目 錄錄線粒體和葉綠體是真核細(xì)胞中含有核外遺傳物質(zhì)線粒體和葉綠體是真核細(xì)胞中含有核外遺傳物質(zhì)的細(xì)胞器。線粒體的細(xì)胞器。線粒體dna(mitochondrial dna, mtdna)是一個封閉的雙鏈環(huán)狀分子。人是一個封閉的雙鏈環(huán)狀分子。人mtdna全長全長16,569個個堿基對，共計堿基對，共計37個基因個基因, 分別編碼分別編碼13個蛋白質(zhì)、個蛋白質(zhì)、2個個rrna、22個個trna。目目 錄錄核小體核小體(nucleosome)是是染色質(zhì)染色質(zhì)的基本組成單的基本

22、組成單位，由位，由dna和蛋白質(zhì)構(gòu)成和蛋白質(zhì)構(gòu)成 。1雙鏈雙鏈dna纏繞在組蛋白核心上構(gòu)成核小體纏繞在組蛋白核心上構(gòu)成核小體dna：約約200bp 組蛋白：組蛋白：h1、h2a、h2b、h3、h4（三）真核生物（三）真核生物dna與組蛋白組成高度有序與組蛋白組成高度有序的染色質(zhì)的染色質(zhì)目目 錄錄 核小體的結(jié)構(gòu)示意圖核小體的結(jié)構(gòu)示意圖a. 組蛋白八聚體核心組蛋白八聚體核心 b. 核小體核小體 c. 直徑直徑30nm纖維的剖面圖顯示纖維的剖面圖顯示h1的位置的位置 d. 核小體組成串珠樣的染色質(zhì)核小體組成串珠樣的染色質(zhì)acbd目目 錄錄目目 錄錄2組蛋白是小分子量的堿性蛋白質(zhì)組蛋白是小分子量的堿性

23、蛋白質(zhì) 組蛋白組蛋白分子質(zhì)量在分子質(zhì)量在11kd到到21kd之間，組蛋白中之間，組蛋白中富含精氨酸和賴氨酸。各種真核細(xì)胞都有富含精氨酸和賴氨酸。各種真核細(xì)胞都有5種組蛋白，種組蛋白，但分子質(zhì)量和氨基酸的順序有些差異。在所有真核但分子質(zhì)量和氨基酸的順序有些差異。在所有真核生物中生物中h3，h4組蛋白氨基酸序列高度保守，提示功組蛋白氨基酸序列高度保守，提示功能是相同的。但是各種生物的能是相同的。但是各種生物的h1、h2a、h2b的相的相似性很少。似性很少。 目目 錄錄核小體核小體進(jìn)一步組裝成染色質(zhì)進(jìn)一步組裝成染色質(zhì)/染色體染色體1核小體組成核小體組成30nm纖維纖維 2螺線管進(jìn)一步折疊、包裝為染色

24、質(zhì)和染色體螺線管進(jìn)一步折疊、包裝為染色質(zhì)和染色體 目目 錄錄目目 錄錄三、三、dna是生物遺傳信息的載體是生物遺傳信息的載體早在早在20世紀(jì)世紀(jì)30年代，人們就已經(jīng)知道了染色體是遺年代，人們就已經(jīng)知道了染色體是遺傳物質(zhì)，也知道了傳物質(zhì)，也知道了dna是染色體的組成部分。是染色體的組成部分。直到直到avery等人采用等人采用細(xì)菌轉(zhuǎn)化實驗細(xì)菌轉(zhuǎn)化實驗（1944年），后年），后經(jīng)經(jīng)hershey和和chase通過通過同位素標(biāo)記噬菌體同位素標(biāo)記噬菌體dna感染細(xì)感染細(xì)菌實驗菌實驗（1952年）才直接證明了年）才直接證明了dna是遺傳的物質(zhì)基是遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)礎(chǔ)。 （一）（一）dna是遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)是遺傳

25、的物質(zhì)基礎(chǔ) 目目 錄錄dna的遺傳信息是以的遺傳信息是以基因基因的形式存在的。的形式存在的?；蚧颍╣ene）是編碼）是編碼rna或多肽的或多肽的dna片段，片段，其中的核苷酸排列順序決定了基因的功能。其中的核苷酸排列順序決定了基因的功能。dna利用四種堿基的不同排列對生物體的所利用四種堿基的不同排列對生物體的所有遺傳信息進(jìn)行編碼，經(jīng)過有遺傳信息進(jìn)行編碼，經(jīng)過復(fù)制復(fù)制遺傳給子代，并遺傳給子代，并通過通過轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄和和翻譯翻譯確保生命活動中所需的各種確保生命活動中所需的各種rna和蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)有序合成。和蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)有序合成。 目目 錄錄（二）（二）dna全部核苷酸序列組成基因組全部核苷酸序

26、列組成基因組 基因組基因組（genome）就是一個生物體的全部遺傳信息，就是一個生物體的全部遺傳信息，即即dna的全部核苷酸序列。絕大多數(shù)生物個體的基因組的全部核苷酸序列。絕大多數(shù)生物個體的基因組是是dna，但有些病毒的基因組是，但有些病毒的基因組是rna。 目目 錄錄不同生物體的基因組不同生物體的基因組物種物種總總dna（kbp）染色體數(shù)染色體數(shù)基因數(shù)基因數(shù)大腸桿菌大腸桿菌4 63914 405酵母酵母12 068166 200線蟲線蟲97 00012/1119 000擬南芥擬南芥125 0001025 500果蠅果蠅180 0001813 600水稻水稻480 0002457 000小鼠小

27、鼠2 500 0004030 00035 000人人3 200 0004630 00035 000玉米玉米3 000 00020雞雞2 100 00078注：注：1. 酵母染色體數(shù)是單倍體數(shù)，野生酵母株通常含酵母染色體數(shù)是單倍體數(shù)，野生酵母株通常含8倍體或更多倍體或更多 2. 除酵母外的真核生物的染色體數(shù)均為雙倍體數(shù)除酵母外的真核生物的染色體數(shù)均為雙倍體數(shù) 3. 雌性線蟲染色體是雌性線蟲染色體是12條，雄性條，雄性11條條目目 錄錄ndna是生物遺傳信息的載體，并為基因復(fù)制和轉(zhuǎn)是生物遺傳信息的載體，并為基因復(fù)制和轉(zhuǎn)錄提供了模板。它是生命遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是錄提供了模板。它是生命遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)，

28、也是個體生命活動的信息基礎(chǔ)。個體生命活動的信息基礎(chǔ)。ndna具有高度穩(wěn)定性的特點，用來保持生物體系具有高度穩(wěn)定性的特點，用來保持生物體系遺傳的相對穩(wěn)定性。同時，遺傳的相對穩(wěn)定性。同時，dna又表現(xiàn)出高度復(fù)又表現(xiàn)出高度復(fù)雜性的特點，它可以發(fā)生各種重組和突變，適應(yīng)雜性的特點，它可以發(fā)生各種重組和突變，適應(yīng)環(huán)境的變遷，為自然選擇提供機(jī)會。環(huán)境的變遷，為自然選擇提供機(jī)會。 目目 錄錄第三節(jié)第三節(jié) rna的結(jié)構(gòu)與功能的結(jié)構(gòu)與功能 structure and function of rna目目 錄錄 rna是是dna的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物。的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物。 rna通常以單鏈線性形式存在，但是可以通通常以單鏈線性形式存在，

29、但是可以通過鏈內(nèi)的堿基互補(bǔ)配對形成局部的雙螺旋結(jié)過鏈內(nèi)的堿基互補(bǔ)配對形成局部的雙螺旋結(jié)構(gòu)，進(jìn)而形成三級結(jié)構(gòu)。構(gòu)，進(jìn)而形成三級結(jié)構(gòu)。 與與dna相比，相比，rna的種類、大小、結(jié)構(gòu)以及的種類、大小、結(jié)構(gòu)以及穩(wěn)定性表現(xiàn)出了多樣化，這與它們的功能多穩(wěn)定性表現(xiàn)出了多樣化，這與它們的功能多樣化密切相關(guān)。樣化密切相關(guān)。目目 錄錄真核細(xì)胞內(nèi)主要真核細(xì)胞內(nèi)主要rna的種類和功能的種類和功能種類種類細(xì)胞定位細(xì)胞定位功能功能信使信使rnamessenger rna (mrna)細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)、線粒體線粒體蛋白質(zhì)的合成模板蛋白質(zhì)的合成模板非均一核非均一核rnaheterogeneous nuclea

30、r rna (hnrna)細(xì)胞核細(xì)胞核 成熟成熟mrna的前體的前體轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)運rna transfer rna (trna)細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)、線粒體線粒體轉(zhuǎn)運氨基酸轉(zhuǎn)運氨基酸核糖體核糖體rna ribosomal rna (rrna)細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)、線粒體線粒體構(gòu)成核糖體構(gòu)成核糖體非編碼小非編碼小rnasmall non-coding rna (sncrna)細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)參與參與hnrna的剪接和的剪接和轉(zhuǎn)運、轉(zhuǎn)運、rrna加工、加工、基因表達(dá)調(diào)控等基因表達(dá)調(diào)控等目目 錄錄一、信使一、信使rna結(jié)構(gòu)含有氨基酸編碼序列結(jié)構(gòu)含有氨基酸編碼序列hnrna

31、內(nèi)含子內(nèi)含子( (intron) )mrna * mrna成熟過程成熟過程 外顯子外顯子( (exon) )目目 錄錄（一）（一）mrna 5 -末端具有帽結(jié)構(gòu)末端具有帽結(jié)構(gòu)大多數(shù)真核大多數(shù)真核mrna的的5 末端均在轉(zhuǎn)錄后加上一末端均在轉(zhuǎn)錄后加上一個個7-甲基鳥苷，同時第一個核苷酸的甲基鳥苷，同時第一個核苷酸的c-2 也會被甲也會被甲基化，形成帽子結(jié)構(gòu)：基化，形成帽子結(jié)構(gòu)：m7gpppnm-。mrna的帽結(jié)構(gòu)的帽結(jié)構(gòu)可以與一類稱為帽結(jié)合蛋白可以與一類稱為帽結(jié)合蛋白（cap binding proteins, cbp）的分子結(jié)合。這種）的分子結(jié)合。這種結(jié)合對維持結(jié)合對維持mrna的穩(wěn)定性、將的

32、穩(wěn)定性、將mrna從細(xì)胞核從細(xì)胞核轉(zhuǎn)運到細(xì)胞質(zhì)中、以及與核糖體以及翻譯起始因轉(zhuǎn)運到細(xì)胞質(zhì)中、以及與核糖體以及翻譯起始因子的結(jié)合等密切相關(guān)。子的結(jié)合等密切相關(guān)。目目 錄錄 真核真核mrna的的5 -末端末端7-甲基鳥嘌呤核苷帽狀結(jié)構(gòu)及核糖甲基化甲基鳥嘌呤核苷帽狀結(jié)構(gòu)及核糖甲基化 目目 錄錄（二）（二）mrna 3 -末端具有多聚末端具有多聚a的尾結(jié)構(gòu)的尾結(jié)構(gòu) 大多數(shù)真核大多數(shù)真核mrna的的3 末端是一段有末端是一段有80250個腺苷酸的多聚腺苷酸結(jié)構(gòu)，稱為個腺苷酸的多聚腺苷酸結(jié)構(gòu)，稱為多聚多聚a尾尾(poly(a)-tail) 。多聚多聚a尾在細(xì)胞內(nèi)與尾在細(xì)胞內(nèi)與poly(a)結(jié)合蛋白結(jié)合蛋白

33、poly(a)-binding protein, pabp相結(jié)合而存在，相結(jié)合而存在，每每1020個腺苷酸結(jié)合一個個腺苷酸結(jié)合一個pabp單體。所以，真單體。所以，真核細(xì)胞的核細(xì)胞的mrna的的3 -端實際上是一個端實際上是一個poly(a)和蛋和蛋白質(zhì)多聚體形成的復(fù)合物。白質(zhì)多聚體形成的復(fù)合物。 目目 錄錄mrna核內(nèi)向胞質(zhì)的轉(zhuǎn)移核內(nèi)向胞質(zhì)的轉(zhuǎn)移mrna的穩(wěn)定性維系的穩(wěn)定性維系翻譯起始的調(diào)控翻譯起始的調(diào)控 帽子結(jié)構(gòu)和多聚帽子結(jié)構(gòu)和多聚a尾的功能尾的功能目目 錄錄（三）（三）mrna含有氨基酸密碼子含有氨基酸密碼子mrna的功能是轉(zhuǎn)錄核內(nèi)編碼蛋白質(zhì)信息的功能是轉(zhuǎn)錄核內(nèi)編碼蛋白質(zhì)信息的的dna堿

34、基排列順序，并攜帶至細(xì)胞質(zhì)，指導(dǎo)堿基排列順序，并攜帶至細(xì)胞質(zhì)，指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成。蛋白質(zhì)合成。 mrna分子從分子從5 -末端的第一個末端的第一個aug(起始密起始密碼子碼子)開始，每開始，每3個核苷酸為一組，決定肽鏈上個核苷酸為一組，決定肽鏈上一個氨基酸，稱為一個氨基酸，稱為三聯(lián)體密碼三聯(lián)體密碼(triplet code)或或密密碼子碼子(codon)。位于起始密碼子和終止密碼子之。位于起始密碼子和終止密碼子之間的核苷酸序列稱為間的核苷酸序列稱為開放閱讀框開放閱讀框(open reading frame，orf)，可讀框內(nèi)的核苷酸序列決定了，可讀框內(nèi)的核苷酸序列決定了多肽鏈的氨基酸序列。多肽鏈的

35、氨基酸序列。目目 錄錄一條完整的一條完整的mrna包括包括5 -非編碼區(qū)、編碼區(qū)和非編碼區(qū)、編碼區(qū)和3 -非非編碼區(qū)。編碼區(qū)。編碼區(qū)包括起始密碼子、編碼氨基酸的序列和終止編碼區(qū)包括起始密碼子、編碼氨基酸的序列和終止密碼子。密碼子。 目目 錄錄dnamrna蛋白蛋白轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯原核細(xì)胞原核細(xì)胞 細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞核細(xì)胞核dna內(nèi)含子內(nèi)含子外顯子外顯子轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄后剪接轉(zhuǎn)錄后剪接轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)運mrnahnrna翻譯翻譯蛋白蛋白真核細(xì)胞真核細(xì)胞 目目 錄錄（一）（一） trna分子含有稀有堿基分子含有稀有堿基 含含 10 % 20% 稀有堿基，如稀有堿基，如 dhu 3 末端為末端為 cca-oh 5

36、末端大多數(shù)為末端大多數(shù)為g 具有具有 t c 二、轉(zhuǎn)運二、轉(zhuǎn)運rna含有接納氨基酸和含有接納氨基酸和mrna識別序列識別序列目目 錄錄nnhnhnnoch3ch3nnnhnnhch2chcch3ch3nhnhoohhhhnhnhson,n二甲基鳥嘌呤二甲基鳥嘌呤n6-異戊烯腺嘌呤異戊烯腺嘌呤雙氫尿嘧啶雙氫尿嘧啶4-巰尿嘧啶巰尿嘧啶 稀有堿基稀有堿基 目目 錄錄trna中常見的稀有堿基中常見的稀有堿基 目目 錄錄氨基酸氨基酸臂臂額外環(huán)額外環(huán)（二）（二）trna有有“三葉草三葉草”樣二級結(jié)構(gòu)和倒樣二級結(jié)構(gòu)和倒“l(fā)”形三級形三級結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)環(huán)環(huán)氨基酸臂氨基酸臂dhu環(huán)環(huán)反密碼環(huán)反密碼環(huán)目目 錄錄 aua

37、acaccgcggcuuuugaaaacggggggucga c a cgugucggtaug ccucaaaaddgcgcauucmgmayc5g7g22oh-35757065605550403530252015105pa1g2g7環(huán)環(huán)氨基酸臂氨基酸臂dhu環(huán)環(huán)反密碼環(huán)反密碼環(huán)反密碼子反密碼子trna三級結(jié)構(gòu)及氫鍵的位置三級結(jié)構(gòu)及氫鍵的位置目目 錄錄氨基酸氨基酸臂臂額外環(huán)額外環(huán)有些氨基酸只有一種有些氨基酸只有一種trna作為載體，而另外的作為載體，而另外的一 些 氨 基 酸 則 需 要 幾 種一 些 氨 基 酸 則 需 要 幾 種trna作為載體。作為載體。 目目 錄錄（三）（三）trna有

38、識別有識別mrna密碼的反密碼子密碼的反密碼子* trna的功能的功能活化、搬運氨基酸到核糖體，參與蛋白質(zhì)的翻譯。活化、搬運氨基酸到核糖體，參與蛋白質(zhì)的翻譯。目目 錄錄* rrna的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)三、核糖體三、核糖體rna與核糖體蛋白組成核糖體與核糖體蛋白組成核糖體目目 錄錄* rrna的種類（根據(jù)沉降系數(shù)）的種類（根據(jù)沉降系數(shù)） 真核生物真核生物 5s rrna 28s rrna5.8s rrna 18s rrna 原核生物原核生物 5s rrna23s rrna16s rrna（一）原核、真核（一）原核、真核rrna分子質(zhì)量不同分子質(zhì)量不同目目 錄錄核糖體的組成核糖體的組成原核生物（以大腸桿菌

39、為例）原核生物（以大腸桿菌為例）真核生物（以小鼠肝為例）真核生物（以小鼠肝為例）小亞基小亞基30s40srrna16s1542個核苷酸個核苷酸18s1874個核苷酸個核苷酸蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)21種種占總重量的占總重量的40%33種種占總重量的占總重量的50%大亞基大亞基50s60srrna23s5s2940個核苷酸個核苷酸120個核苷酸個核苷酸28s 5.85s 5s4718個核苷酸個核苷酸160個核苷酸個核苷酸120個核苷酸個核苷酸蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)31種種占總重量的占總重量的30%49種種占總重量的占總重量的35%目目 錄錄rrna與核糖體蛋白質(zhì)共同構(gòu)成與核糖體蛋白質(zhì)共同構(gòu)成核糖體核糖體，是蛋白質(zhì)生物

40、合成的場所：為肽鏈合成所需要是蛋白質(zhì)生物合成的場所：為肽鏈合成所需要的的mrna、trna、多種蛋白因子提供了相互結(jié)、多種蛋白因子提供了相互結(jié)合的位點和相互作用的空間環(huán)境。合的位點和相互作用的空間環(huán)境。（三）（三）rrna參與組成的核糖體是蛋白質(zhì)參與組成的核糖體是蛋白質(zhì)翻譯的場所翻譯的場所目目 錄錄四、非信使小四、非信使小rna具有多樣性具有多樣性除了上述三種除了上述三種rna外，細(xì)胞內(nèi)存在的許多外，細(xì)胞內(nèi)存在的許多其他種類的小分子其他種類的小分子rna，統(tǒng)稱為，統(tǒng)稱為非信使小非信使小rna(small non-messenger rnas, snmrnas)。 snmrnas非編碼非編碼rn

41、a(non-coding rna)專指那些具專指那些具有調(diào)節(jié)作用的小有調(diào)節(jié)作用的小rna，如，如sirna、mirna等。等。 目目 錄錄snmrnas的種類的種類核內(nèi)小核內(nèi)小rna（small nuclear rna，snrna）核仁小核仁小rna（small nucleolar rna，snorna）胞質(zhì)小胞質(zhì)小rna（small cytoplasmic rna，scrna）催化性小催化性小rna（small catalytic rna）小干擾小干擾rna（small interfering rna, sirna）微微rna（microrna，mirna）等）等在在hnrna和和rrna的

42、轉(zhuǎn)錄后加工、轉(zhuǎn)運中發(fā)揮作用，的轉(zhuǎn)錄后加工、轉(zhuǎn)運中發(fā)揮作用，有的參與基因表達(dá)調(diào)控等；是現(xiàn)代生物學(xué)研究的新領(lǐng)域。有的參與基因表達(dá)調(diào)控等；是現(xiàn)代生物學(xué)研究的新領(lǐng)域。目目 錄錄真核細(xì)胞內(nèi)重要的真核細(xì)胞內(nèi)重要的snmrnas種類英文名稱生物學(xué)功能核內(nèi)小rnasmall nuclear rna (snrna)參與hnrna剪接，包括u1、u2、u4、u5、u6核仁小rnasmall nucleolar rna (snorna) 參與rrna核糖c-2的甲基化 胞質(zhì)小rnasmall cytoplamsic rna (scrna) 催化小rnasmall catalytic rna rna剪接，包括核酶等小

43、干擾rnasmall interference rna(sirna) 參與轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)；對外源入侵rna基因的切割目目 錄錄（一）核內(nèi)?。ㄒ唬┖藘?nèi)小rna與核糖核蛋白結(jié)合共同參與與核糖核蛋白結(jié)合共同參與mrna前體加工前體加工snrnau1u2u4u5 u6u7長度（nt）16518914511510663剪接hnrna的靶位點5-端 內(nèi)含子腺苷酸分支點 5端，補(bǔ)充分支點轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)，3剪接點，使外顯子連接轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)組蛋白h3前體的mrna3末端裂解高等真核細(xì)胞高等真核細(xì)胞snrna的特征的特征 目目 錄錄（二）催化性小（二）催化性小rna參與參與rna剪接加工剪接加工 一些小一些小rna分子具有

44、催化特定分子具有催化特定rna降解的活性，降解的活性，在在rna合成后的剪接中具有重要作用。這種具有催化合成后的剪接中具有重要作用。這種具有催化作用的小作用的小rna亦被稱為亦被稱為核酶核酶(ribozyme)或催化性或催化性rna (catalytic rna) 。（三）核仁?。ㄈ┖巳市na參與參與rrna甲基化修飾甲基化修飾（四）小干擾（四）小干擾rna特異阻斷體內(nèi)同源基因的表達(dá)特異阻斷體內(nèi)同源基因的表達(dá)目目 錄錄第第 四四 節(jié)節(jié)核核 酸酸 的的 理理 化化 性性 質(zhì)質(zhì)chemical and physical properties of nucleic acids目目 錄錄n核酸的核

45、酸的酸堿及溶解度性質(zhì)酸堿及溶解度性質(zhì)q核酸為多元酸，具有較強(qiáng)的酸性核酸為多元酸，具有較強(qiáng)的酸性。q可與金屬離子成鹽，不溶于乙醇或異丙醇可與金屬離子成鹽，不溶于乙醇或異丙醇一、核酸具備多種基本物理化學(xué)性質(zhì)一、核酸具備多種基本物理化學(xué)性質(zhì)核酸中的核酸中的糖苷鍵糖苷鍵和和磷酸酯磷酸酯鍵都能被酸、鍵都能被酸、堿和酶水解。堿和酶水解。 （一）核酸可被酸、堿水解（一）核酸可被酸、堿水解目目 錄錄nhnnhnonh2nhnnnohnh2gnhnhoonnohohunhnhooch3nnohohch3tnnnhnnh2nhnnhnnhannhnh2onhnhnhoc（二）核酸是兩性分子（二）核酸是兩性分子n

46、堿基可發(fā)生互變異構(gòu)堿基可發(fā)生互變異構(gòu)n 堿基在體液環(huán)境中以堿性解離為主堿基在體液環(huán)境中以堿性解離為主n 核酸分子是酸性化合物核酸分子是酸性化合物目目 錄錄（三）核酸溶液具有高分子性質(zhì)（三）核酸溶液具有高分子性質(zhì)n黏滯度黏滯度 ：dna rnadsdna ssdnan沉降系數(shù)沉降系數(shù)：溶液中的核酸在離心力場中可下沉。溶液中的核酸在離心力場中可下沉。dna分子分子經(jīng)反復(fù)盤曲形成超螺旋后，其沉降系數(shù)增加，超螺經(jīng)反復(fù)盤曲形成超螺旋后，其沉降系數(shù)增加，超螺旋松解后其沉降系數(shù)減小。旋松解后其沉降系數(shù)減小。目目 錄錄（四）核酸具有紫外線吸收特性（四）核酸具有紫外線吸收特性n核酸的紫外吸收（核酸的紫外吸收（o

47、d260） 單核苷酸單核苷酸 ssdna（或（或rna） dsdna 目目 錄錄目目 錄錄1. dna或或rna的定量的定量a260=1.0相當(dāng)于相當(dāng)于50g/ml雙鏈雙鏈dna40g/ml單鏈單鏈dna（或（或rna）20g/ml寡核苷酸寡核苷酸2. 判斷核酸樣品的純度判斷核酸樣品的純度dna純品純品: a260/a280 = 1.8rna純品純品: a260/a280 = 2.0a260的應(yīng)用的應(yīng)用目目 錄錄二、核酸二、核酸變性、復(fù)性是很多分子生物學(xué)變性、復(fù)性是很多分子生物學(xué)技術(shù)操作的基礎(chǔ)技術(shù)操作的基礎(chǔ)定義：定義：核酸的變性（核酸的變性（denaturation）指）指dna雙螺旋之間雙螺

48、旋之間的氫鍵斷裂變成單鏈、或的氫鍵斷裂變成單鏈、或rna局部氫鍵斷裂變成局部氫鍵斷裂變成線性單鏈結(jié)構(gòu)的過程線性單鏈結(jié)構(gòu)的過程 方法：方法：過量酸，堿，加熱，變性試劑如尿素以及某些有過量酸，堿，加熱，變性試劑如尿素以及某些有機(jī)溶劑如乙醇、丙酮等機(jī)溶劑如乙醇、丙酮等變性后其它理化性質(zhì)變化：變性后其它理化性質(zhì)變化：a260增高增高粘度下降粘度下降比旋度下降比旋度下降浮力密度升高浮力密度升高酸堿滴定曲線改變酸堿滴定曲線改變生物活性喪失生物活性喪失（一）核酸變性是雙鏈解離為單鏈的過程（一）核酸變性是雙鏈解離為單鏈的過程目目 錄錄dna變性的本質(zhì)是雙鏈間氫鍵的斷裂變性的本質(zhì)是雙鏈間氫鍵的斷裂目目 錄錄（二

49、）核酸變性時伴有增色效應(yīng)（二）核酸變性時伴有增色效應(yīng)dna的紫外吸收光譜的紫外吸收光譜增色效應(yīng)：增色效應(yīng)：dna變性時其溶液變性時其溶液a260增高的現(xiàn)象。增高的現(xiàn)象。目目 錄錄熱變性熱變性解鏈曲線：解鏈曲線：如果在連續(xù)加熱如果在連續(xù)加熱dna的過程中以溫度對的過程中以溫度對a260值值作圖，所得的曲線稱為解鏈曲線作圖，所得的曲線稱為解鏈曲線。目目 錄錄 tm：變性是在一個相當(dāng)窄的溫度范圍內(nèi)完成，在這一變性是在一個相當(dāng)窄的溫度范圍內(nèi)完成，在這一范圍內(nèi)，紫外光吸收值達(dá)到最大值的范圍內(nèi)，紫外光吸收值達(dá)到最大值的50%時的溫度稱時的溫度稱為為dna的解鏈溫度，又稱熔解溫度的解鏈溫度，又稱熔解溫度(m

50、elting temperature, tm)。影響因素影響因素：1dna均一性決定熔解溫度范圍大??；均一性決定熔解溫度范圍大?。?g-c堿基對含量決定熔解溫度高低；堿基對含量決定熔解溫度高低；3介質(zhì)中的離子強(qiáng)度影響變性。介質(zhì)中的離子強(qiáng)度影響變性。tm值是值是dna變性的重要參數(shù)變性的重要參數(shù)tm值的經(jīng)驗公式是：值的經(jīng)驗公式是：tm = 69.3+0.41（%g+c） 目目 錄錄（三）變性的（三）變性的dna可以復(fù)性可以復(fù)性 dna復(fù)性復(fù)性(renaturation)的定義的定義當(dāng)變性條件緩慢地除去后，兩條解離的互補(bǔ)單鏈當(dāng)變性條件緩慢地除去后，兩條解離的互補(bǔ)單鏈可重新配對結(jié)合成為雙螺旋結(jié)構(gòu)，或

51、恢復(fù)局部雙螺旋可重新配對結(jié)合成為雙螺旋結(jié)構(gòu)，或恢復(fù)局部雙螺旋結(jié)構(gòu)。這一現(xiàn)象稱為結(jié)構(gòu)。這一現(xiàn)象稱為復(fù)性復(fù)性。減色效應(yīng)減色效應(yīng)dna復(fù)性時，其溶液復(fù)性時，其溶液a260降低。降低。熱變性的熱變性的dna經(jīng)緩慢冷卻后才可復(fù)性，這一過經(jīng)緩慢冷卻后才可復(fù)性，這一過程稱為程稱為退火退火(annealing) 。目目 錄錄（四）利用變性、復(fù)性可進(jìn)行分子雜交（四）利用變性、復(fù)性可進(jìn)行分子雜交將不同來源的將不同來源的dna混合在一起，經(jīng)熱變性后，讓其慢混合在一起，經(jīng)熱變性后，讓其慢慢冷卻復(fù)性。若這些異源慢冷卻復(fù)性。若這些異源dna之間在某些區(qū)域具有互補(bǔ)的序之間在某些區(qū)域具有互補(bǔ)的序列，復(fù)性時就會形成列，復(fù)性時就

52、會形成雜化雙鏈（雜化雙鏈（heteroduplex）。這種雜化雙鏈可以在不同的這種雜化雙鏈可以在不同的dna單鏈之間形成，也可單鏈之間形成，也可在在rna單鏈之間形成，甚至還可以在單鏈之間形成，甚至還可以在dna單鏈和單鏈和rna單鏈單鏈之間形成，其前提條件是兩種單鏈分子之間存在著一定程度之間形成，其前提條件是兩種單鏈分子之間存在著一定程度的 堿 基 配 對 關(guān) 系 。 這 種 現(xiàn) 象 稱 為 核 酸的 堿 基 配 對 關(guān) 系 。 這 種 現(xiàn) 象 稱 為 核 酸 分 子 雜 交分 子 雜 交（hybridization）。目目 錄錄目目 錄錄dna-dna雜交雙鏈分子雜交雙鏈分子變性變性 復(fù)性復(fù)性 不同來源的不同來源的dna分子分子目目 錄錄目目 錄錄核酸分子雜交的應(yīng)用核酸分子雜交的應(yīng)用 （1）southern印跡印跡可檢測可檢測dna （2）northern印跡印跡用于檢測用于檢測rna此外，此外，斑點印跡雜交斑點印跡雜交(do