院分子生物學(xué)課程詳解

院分子生物學(xué)課程詳解演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有134頁\編輯于星期三（優(yōu)選）院分子生物學(xué)課程現(xiàn)在是2頁\一共有134頁\編輯于星期三BREAKTHROUGHOFTHEYEAR2007:

HumanGeneticVariation

21DECEMBER2007SCIENCE現(xiàn)在是3頁\一共有134頁\編輯于星期三BREAKTHROUGHOFTHEYEAR2008:

ReprogrammingCells

iPS(inducedpluripotentstemcell)Runners-Up:

DirectViewsofExoplanets

TheDNAofCancerNewClassofHigh-TSuperconductors

Proteinfloppingandfolding

SplittingWater

BeginningofLife,theMovieColorCodedFat

ComputingtheBasics

DNAontheCheap

現(xiàn)在是4頁\一共有134頁\編輯于星期三拓展伽馬射線天空脫落酸受體（abscisicacid,ABA）發(fā)現(xiàn)模擬磁單極子長壽健康

科學(xué)家揭示月球存在冰基因治療回來了

石墨烯研究取得新進(jìn)展哈勃重生第一臺X射線激光器閃亮登場BREAKTHROUGHOFTHEYEAR2009:

Ardipithecusramidus

（始祖地猿）

Runners-Up:

現(xiàn)在是5頁\一共有134頁\編輯于星期三2010年科研熱點

IPS細(xì)胞

宇宙射線眼

外顯子組研究生物化學(xué)戰(zhàn)勝癌癥？

人類太空飛行

現(xiàn)在是6頁\一共有134頁\編輯于星期三一、核酸研究簡史第一階段：核酸的發(fā)現(xiàn)第二階段：發(fā)現(xiàn)核酸是遺傳物質(zhì)第三階段：為分子生物學(xué)奠定基礎(chǔ)的時期第四階段：分子生物學(xué)高速發(fā)展時期第一節(jié)DNA的結(jié)構(gòu)與功能現(xiàn)在是7頁\一共有134頁\編輯于星期三1889年R.Altman從動物細(xì)胞與酵母菌中制備了核酸

1869年F.Miescher從膿細(xì)胞中得到核質(zhì)“Nuclein”第一階段：核酸的發(fā)現(xiàn)1894年A.Kossel和A.Neumann從胸腺中提取核酸現(xiàn)在是8頁\一共有134頁\編輯于星期三1930年正式提出核酸分為兩大類：核糖核酸（RNA）脫氧核糖核酸（DNA）1904年Hammars證明核酸中的糖是戊糖.1909年Levene和Jacobs鑒定核酸中的糖是D-核糖.1912年Levene認(rèn)為核酸由4種核苷酸組成1929年Levene和Jacobs確定胸腺核苷酸中的糖是2-脫氧-D-核糖

現(xiàn)在是9頁\一共有134頁\編輯于星期三第二階段：發(fā)現(xiàn)核酸是遺傳物質(zhì)1944年Avery等揭示了DNA是細(xì)菌的遺傳物質(zhì)有莢膜的光滑型肺炎球菌（S型）致病無莢膜的粗糙型肺炎球菌（R型）不致病現(xiàn)在是10頁\一共有134頁\編輯于星期三

R型菌R型菌R型菌+＋＋S型菌DNAS型菌DNAS型菌DNA（經(jīng)蛋白酶水解）（經(jīng)核酸酶水解）↓↓↓部分克隆變?yōu)椴糠挚寺∽優(yōu)椴荒茏優(yōu)镾型菌S型菌S型菌現(xiàn)在是11頁\一共有134頁\編輯于星期三1952年HersheyChase通過噬菌體感染細(xì)菌的實驗表明病毒的遺傳物質(zhì)是DNA?，F(xiàn)在是12頁\一共有134頁\編輯于星期三1953年J.D.Watson和F.Crick建立了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型

第三階段：為分子生物學(xué)奠定基礎(chǔ)的時期現(xiàn)在是13頁\一共有134頁\編輯于星期三1958年*Kornberg等發(fā)現(xiàn)了DNA聚合酶(DNApolymerase)

*

Meselson等提出半保留復(fù)制，闡明DNA復(fù)制的機理*Crick提出了遺傳信息傳遞的中心法則現(xiàn)在是14頁\一共有134頁\編輯于星期三1965年中國科學(xué)家人工合成牛胰島素1970年Temin等發(fā)現(xiàn)了從RNA→DNA反轉(zhuǎn)錄現(xiàn)象，使中心法則更完善1961年以后Jacob、Nirenberg和Monod等取得三個有意義的進(jìn)展：1)證實了mRNA攜帶著DNA到蛋白質(zhì)合成機制所需要的信息2)發(fā)現(xiàn)了遺傳密碼3)發(fā)現(xiàn)了蛋白質(zhì)依靠tRNA和核糖體的幫助翻譯現(xiàn)在是15頁\一共有134頁\編輯于星期三遺傳信息傳遞的中心法則

（centraldogma）DNAmRNA轉(zhuǎn)錄多肽鏈翻譯蛋白質(zhì)翻譯后加工DNA復(fù)制逆轉(zhuǎn)錄RNA復(fù)制現(xiàn)在是16頁\一共有134頁\編輯于星期三第四階段：分子生物學(xué)高速發(fā)展時期1.1971年限制性內(nèi)切酶發(fā)現(xiàn)，DNA的分離成為可能現(xiàn)在是17頁\一共有134頁\編輯于星期三2.直讀核苷酸序列方法(1975年Sanger發(fā)明)現(xiàn)在是18頁\一共有134頁\編輯于星期三3.DNA體外重組技術(shù)(1972年Berg發(fā)明)

現(xiàn)在是19頁\一共有134頁\編輯于星期三1982年中國科學(xué)家人工合成酵母丙氨酸t(yī)RNA1985年Mullis建立PCR技術(shù)1981年T.Cech發(fā)現(xiàn)四膜蟲rRNA前體的自我拼接,稱為ribozyme.

現(xiàn)在是20頁\一共有134頁\編輯于星期三人類科學(xué)史上的三大工程人類基因組計劃曼哈頓原子計劃阿波羅登月計劃

1990年美國正式啟動人類基因組計劃。(humangenomeproject,HGP)

現(xiàn)在是21頁\一共有134頁\編輯于星期三1999年7月我國得到完成人類3號染色體短臂上一個約30Mb區(qū)域的測序任務(wù)，該區(qū)域約占人類整個基因組的1%，簡稱1%項目。提前兩年于2001年8月26日,繪制完成“中國卷”，贏得了國際科學(xué)界的贊譽。

現(xiàn)在是22頁\一共有134頁\編輯于星期三2003年4月美、英、日、法、德、中等國政府首腦聯(lián)名發(fā)表《六國政府首腦關(guān)于完成人類基因組序列圖的聯(lián)合聲明》?，F(xiàn)在是23頁\一共有134頁\編輯于星期三1997年英國愛丁堡羅斯林研究所首次育成克隆羊。

現(xiàn)在是24頁\一共有134頁\編輯于星期三水稻基因組（RiceGenome）2001年10月，中科院、科技部和國家計委聯(lián)合向全世界宣布，中國率先完成水稻（秈稻）基因組工作“框架圖”的繪制2002年4月5日，在Science雜志上以封面文章的形式發(fā)表?，F(xiàn)在是25頁\一共有134頁\編輯于星期三**后基因組計劃（post-genomeproject）

又稱為功能基因組學(xué)（functionalgenomics）**蛋白質(zhì)組（proteome）計劃又稱為蛋白質(zhì)組學(xué)（proteomics）現(xiàn)在是26頁\一共有134頁\編輯于星期三**隨著許多新的RNA功能陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)，2000年各國科學(xué)家提出了RNA組的研究，稱為RNA組學(xué)（RNomics）**生物信息學(xué)(bioinformatics)**系統(tǒng)生物學(xué)(systemsbiology)現(xiàn)在是27頁\一共有134頁\編輯于星期三二、DNA研究的臨床應(yīng)用1.疾病發(fā)病機理的研究1）遺傳性疾病

基因變異或基因缺陷是疾病發(fā)生的根本原因如:鐮刀狀紅細(xì)胞性貧血的致病因素是由于珠蛋白第6位氨基酸由谷氨酸突變?yōu)槔i氨酸。

現(xiàn)在是28頁\一共有134頁\編輯于星期三

如：心血管疾?、笮透咧鞍籽Y的形成主要是由于ApoE基因中第112位和第158位的G和C發(fā)生變異，蛋白質(zhì)肽鏈上原來Arg變成Cys，失去與ApoE受體結(jié)合的能力，使血脂升高現(xiàn)在是29頁\一共有134頁\編輯于星期三

2）腫瘤癌基因激活和抑癌基因失活→分化受阻→腫瘤細(xì)胞（永生型）如：上世紀(jì)70年代發(fā)現(xiàn)了癌基因（H-ras)與抑癌基因(Rb)。

現(xiàn)在是30頁\一共有134頁\編輯于星期三

2.

疾病的基因診斷DNA診斷：*快速DNA點雜交*限制性內(nèi)切酶酶譜分析法*DNA限制性片段長度多態(tài)性分析法（RFLP）*聚合酶鏈反應(yīng)（PCR）產(chǎn)前診斷、植床前診斷

現(xiàn)在是31頁\一共有134頁\編輯于星期三

ABKb123123Kb8.3hcs-L

6.7hcs-B5.8hcs-A3.8hGH-N3.0hGH-V1.2hHG-V25.021.817.914.8單純性生長激素缺乏癥(IGHD)(isolatedgrowthhormonedeficience)圖中A為BamHI酶解片段與hGHcDNA探針雜交放射自顯影圖B為HindIⅢ酶解片段與hGHcDNA探針雜交放射自顯影圖1為正常人.2為IGHD患者.3為雜合子DNA

hcs為人絨毛膜促乳素.hGH為人生長激素現(xiàn)在是32頁\一共有134頁\編輯于星期三父親母親孩子…GTCGTACGTGACACACACACACACACACACAGTACGATACGT……GTCGTACGTGACACACACACACACACACACAGTACGATACGT……GTCGTACGTGACACACACACACACACACACACAGTACGATACGT……GTCGTACGTGACACACACACACACACACAGTACGATACGT……GTCGTACGTGACACACACACACACACACACAGTACGATACGT……GTCGTACGTGACACACACACACACACACAGTACGATACGT…父親母親孩子46bp42bp40bp42bp42bp46bp40bp42bp40bpPCR結(jié)果的凝膠電泳：圖：某個CA2核苷酸重復(fù)的微衛(wèi)星在一個家系中的PCR檢測結(jié)果示意圖短串聯(lián)重復(fù)(shorttandemrepeat,STR)多態(tài)性分析現(xiàn)在是33頁\一共有134頁\編輯于星期三3.

疾病的預(yù)防與基因治療1）采用基因工程產(chǎn)生疫苗藥物2）基因治療現(xiàn)在是34頁\一共有134頁\編輯于星期三世界首例癌癥疫苗由美國Merck公司研制，專門針對人乳頭狀瘤病毒（HPV）的疫苗——“加德西”（Gardasil），2006年6月8日獲得美國FDA的上市批準(zhǔn)。這是世界上第一個，也是惟一一個獲準(zhǔn)上市的用來預(yù)防由HPV

6、11、16和18型引起的宮頸癌和生殖器官癌前病變的癌癥疫苗，保護(hù)率超過95%。

該癌癥疫苗的推出，將是人類首次真正嘗試通過疫苗將一種癌癥徹底消除。

德國科學(xué)家拉爾德·楚爾·豪森2008年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎現(xiàn)在是35頁\一共有134頁\編輯于星期三構(gòu)件分子—核苷酸nucleotide核苷nucleoside

磷酸phosphate

堿基bases戊糖pentose

嘧啶pyrimidine

嘌呤purine

核糖ribose

脫氧核糖deoxyribose三、核酸的結(jié)構(gòu)核酸（多核苷酸Polynucleotide)（一）分子組成現(xiàn)在是36頁\一共有134頁\編輯于星期三1.含氮有機堿（1）嘧啶堿：胞嘧啶Cytosine

胸腺嘧啶Thymine

尿嘧啶Uracil（2）嘌呤堿：腺嘌呤Adenine鳥嘌呤Guanine

現(xiàn)在是37頁\一共有134頁\編輯于星期三現(xiàn)在是38頁\一共有134頁\編輯于星期三堿基上有修飾：核苷的大寫字母前加上代表修飾基團(tuán)的小寫字母右上方寫明堿基的第幾位

m2G表示2-N-甲基鳥苷

位置

m3227G表示N2，N2，7-三甲鳥苷

數(shù)量

S4U表示4-硫代尿嘧啶甲基(3)稀有堿基現(xiàn)在是39頁\一共有134頁\編輯于星期三R苷現(xiàn)在是40頁\一共有134頁\編輯于星期三2.戊糖現(xiàn)在是41頁\一共有134頁\編輯于星期三順式腺苷反式腺苷3.核苷：C-N糖苷鍵

嘌呤堿N9嘧啶堿N1戊糖C1現(xiàn)在是42頁\一共有134頁\編輯于星期三**順式和反式構(gòu)象的定義:相對于糖的一部分,堿基沿糖苷鍵C’-N(對于嘧啶是N1,對嘌呤是N9)?？梢圆扇?種主要的取向,順式和反式構(gòu)象?，F(xiàn)在是43頁\一共有134頁\編輯于星期三假尿苷51’現(xiàn)在是44頁\一共有134頁\編輯于星期三4.

核苷酸現(xiàn)在是45頁\一共有134頁\編輯于星期三1’2’3’4’5’現(xiàn)在是46頁\一共有134頁\編輯于星期三現(xiàn)在是47頁\一共有134頁\編輯于星期三5’3’環(huán)核苷酸cAMP、cGMP

表示磷酸與3’、5’核苷羥基相接

現(xiàn)在是48頁\一共有134頁\編輯于星期三（二）、游離核苷酸的功能ATP、GTP、UTP、CTP參于代謝5FU（5－氟尿嘧啶）抗癌藥物6MP（6－巰基嘌呤）抗癌藥物5’-碘脫氧尿苷治療病毒性心肌炎AZT抗AIDS病毒（Azidothymidine疊氮基胸苷）cAMP、cGMP第二信使

現(xiàn)在是49頁\一共有134頁\編輯于星期三（三）DNA的一級結(jié)構(gòu)1.DNA的一級結(jié)構(gòu)是指脫氧核苷酸（堿基）在DNA分子中的排列順序2.DNA分子中脫氧核苷酸的連接方式

3’，5’磷酸二酯鍵3.直線形DNA有二個末端：5’磷酸末端3’羥基末端

現(xiàn)在是50頁\一共有134頁\編輯于星期三

A.分子結(jié)構(gòu)式B．線條式C．字母式現(xiàn)在是51頁\一共有134頁\編輯于星期三1)端粒DNA的結(jié)構(gòu)

真核生物線性染色體末端的DNA序列,稱為端粒。端粒DNA序列相當(dāng)保守，端粒DNA的3’末端是由數(shù)百個串聯(lián)的重復(fù)序列，長5-10kb。重復(fù)序列由G-T豐富的6個核苷酸組成。人:5’-AGGGTTAGGGTT-------3’

4.端粒（telomere）DNA結(jié)構(gòu)與功能

現(xiàn)在是52頁\一共有134頁\編輯于星期三熒光原位雜交顯示端粒和端粒序列現(xiàn)在是53頁\一共有134頁\編輯于星期三端粒的重復(fù)序列是由端粒酶（telomerase）合成后添加到染色體末端。端粒酶是一種核糖核蛋白復(fù)合物，具有逆轉(zhuǎn)錄酶的性質(zhì)，以物種專一的內(nèi)在RNA為模板，把合成的DNA添加到染色體的3‘端。端粒起到細(xì)胞分裂計時器的作用，核苷酸復(fù)制和基因DNA每復(fù)制一次，端粒減少50-100bp，正常體細(xì)胞染色體缺乏端粒酶活性，故隨細(xì)胞分裂而變短，細(xì)胞隨之衰老。人的生殖細(xì)胞，部分干細(xì)胞染色體，腫瘤細(xì)胞和永生細(xì)胞系具有端粒酶活性?，F(xiàn)在是54頁\一共有134頁\編輯于星期三現(xiàn)在是55頁\一共有134頁\編輯于星期三

2）端粒DNA的功能a保證線性DNA的完整復(fù)制b維持染色體的穩(wěn)定c決定細(xì)胞的壽命現(xiàn)在是56頁\一共有134頁\編輯于星期三2009諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎------

端粒酶（telomerase）ElizabethBlackburnJackSzostakCarolGreider現(xiàn)在是57頁\一共有134頁\編輯于星期三1)DNA分子十分巨大，最小的DNA分子也包含有幾千bp，分子量在106以上。人類基因組含有約3.1647×109bp。5.DNA的一級結(jié)構(gòu)特點現(xiàn)在是58頁\一共有134頁\編輯于星期三現(xiàn)在是59頁\一共有134頁\編輯于星期三

2)每一物種DNA都具有其特有的堿基組成3)有些堿基常被甲基修飾，稱為甲基化(methylation)現(xiàn)在是60頁\一共有134頁\編輯于星期三(1)細(xì)菌DNA甲基化①各種細(xì)菌都具有一定的甲基化模式，在DNA分子中平均1%的堿基被甲基化。②甲基化最多的是腺嘌呤和胞嘧啶現(xiàn)在是61頁\一共有134頁\編輯于星期三③細(xì)菌DNA甲基化作用的生物學(xué)意義a.影響DNA的構(gòu)象,影響蛋白質(zhì)與DNA的相互作用,以調(diào)節(jié)DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、修復(fù)、重組和包裝的過程。如：發(fā)生在-GATC-的腺嘌呤，于DNA復(fù)制產(chǎn)生的錯誤堿基修復(fù)中起作用b.多發(fā)生于內(nèi)切酶酶切位點，防止噬菌體入侵，是一種細(xì)菌自身保護(hù)機制。

現(xiàn)在是62頁\一共有134頁\編輯于星期三(2)真核細(xì)胞的DNA甲基化①真核細(xì)胞DNA中胞嘧啶甲基化最多，約5%,甲基化為5-甲基胞嘧啶，大多數(shù)甲基化發(fā)生在CpG重復(fù)序列中。②真核細(xì)胞中甲基化酶與去甲基化酶成雙成對存在，都對CpG二核苷酸序列有特異性，使甲基化與去甲基化成為可逆的生物學(xué)過程?，F(xiàn)在是63頁\一共有134頁\編輯于星期三③多種基因的啟動子區(qū)和第一外顯子（60％）富含CpG，稱為CpG島，通常為非甲基化狀態(tài)。散在的CpG則為甲基化的。④DNA甲基化通常抑制基因表達(dá)，與人類發(fā)育和腫瘤疾病關(guān)系密切。

現(xiàn)在是64頁\一共有134頁\編輯于星期三

**CpG島：在基因的末端通常存在一些富含雙核苷酸“CG”的區(qū)域，稱為“CpG島”

①通過分析5-甲基胞嘧啶在真核細(xì)胞基因組中的分布,發(fā)現(xiàn)CpG島的存在，這些區(qū)域是非甲基化的，通常為1-2kb，絕大多數(shù)在基因的5’末端。

現(xiàn)在是65頁\一共有134頁\編輯于星期三②在人類基因組內(nèi)，存在有近3萬個CpG島；在大多數(shù)染色體上，平均每100萬堿基含有5～15個CpG島，這些CpG島不僅是基因的一種標(biāo)志，而且還參與基因表達(dá)的調(diào)控和影響染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)。

現(xiàn)在是66頁\一共有134頁\編輯于星期三

6.DNA的一級結(jié)構(gòu)的測定1)雙脫氧末端終止法――Sanger法

2)化學(xué)法――Maxan-Gilbert法現(xiàn)在是67頁\一共有134頁\編輯于星期三Sanger雙脫氧末端終止法測序的基本原理現(xiàn)在是68頁\一共有134頁\編輯于星期三Maxan-Gilbert化學(xué)法測序基本原理現(xiàn)在是69頁\一共有134頁\編輯于星期三DNA自動序列測定的基本原理現(xiàn)在是70頁\一共有134頁\編輯于星期三第一步：加入復(fù)制終止劑熒光檢測探頭電泳，看誰跑得快現(xiàn)在是71頁\一共有134頁\編輯于星期三第二步：熒光檢測現(xiàn)在是72頁\一共有134頁\編輯于星期三DNA全自動分析儀：ABIPrism?

3700型全自動遺傳分析儀安瑪西亞DNA序列分析系統(tǒng)型號：MegaBACE500/1000/4000

現(xiàn)在是73頁\一共有134頁\編輯于星期三（四）DNA的二級結(jié)構(gòu)Dr.CrickDr.Watson現(xiàn)在是74頁\一共有134頁\編輯于星期三1.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的提出Watson和Crick在1953年提出了著名的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。這個模型不僅解釋了DNA的理化性質(zhì)，而且將結(jié)構(gòu)與功能聯(lián)系起來，大大推動了分子生物學(xué)的發(fā)展。

現(xiàn)在是75頁\一共有134頁\編輯于星期三**雙螺旋提出的根據(jù)1)DNA纖維晶體的x-衍射研究1952年Wilkins等2)Chargaff的堿基分析A＝TG＝CA＋T／G＋C的比值不同來源DNA是不同的3)

堿基和核苷酸的結(jié)晶學(xué)資料現(xiàn)在是76頁\一共有134頁\編輯于星期三

Chargaff原則（1）不同種生物DNA分子中的核苷酸排列順序不同

（有種族特異性）（2）同種生物不同組織器官細(xì)胞中DNA分子的核苷酸排列順序相同

(無組織器官特異性)（3）某一特定生物，其DNA堿基組成恒定（4）任何生物DNA堿基組成都符合

A=T，G=C，A+G=T+C現(xiàn)在是77頁\一共有134頁\編輯于星期三現(xiàn)在是78頁\一共有134頁\編輯于星期三a.DNA雙鏈反向平行

b.堿基配對

*A＝TG≡C*堿基是一個平面環(huán)分子。堿基平面垂直于螺旋軸*相鄰堿基相距0.34nm，每10個堿基旋轉(zhuǎn)1圈，雙螺旋螺距為3.4nm，相鄰兩個堿基正好相差3602.DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點：1)B型DNA結(jié)構(gòu)

現(xiàn)在是79頁\一共有134頁\編輯于星期三現(xiàn)在是80頁\一共有134頁\編輯于星期三

堿基配對結(jié)構(gòu)基現(xiàn)在是81頁\一共有134頁\編輯于星期三c．在DNA雙螺旋分子上交替存在著大溝和小溝蛋白質(zhì)通過大溝和小溝識別堿基序列的特異性，其中大溝對于的識別、結(jié)合尤為重要?，F(xiàn)在是82頁\一共有134頁\編輯于星期三d．維持雙螺旋的力量氫鍵堿基堆積力（basestackingforce）堿基平面疊在一起，存在VanderWaals力堿基疏水性，在雙螺旋內(nèi)部形成疏水的力量

離子鍵現(xiàn)在是83頁\一共有134頁\編輯于星期三3.DNA的右手螺旋和左手螺旋*DNA構(gòu)象與核苷酸順序堿基組成有關(guān)并取決于環(huán)境條件（鹽類、相對濕度）

*主要構(gòu)象類型：右手螺旋：A、B、C、D、E、T型DNA左手螺旋：Z型DNA現(xiàn)在是84頁\一共有134頁\編輯于星期三濕度和鹽類對DNA構(gòu)象的影響多核苷酸鹽類相對濕度％構(gòu)象類型Na+75ANa+92BLi+44CLi+66BT2噬菌體DNANa+60TDNA－RNA雜合鏈Na+33－92A天然RNA（逆轉(zhuǎn)錄病毒）Na+高達(dá)92ANa+43ZNa+高達(dá)92ALi+81B天然DNAPoly(dG-dC)現(xiàn)在是85頁\一共有134頁\編輯于星期三現(xiàn)在是86頁\一共有134頁\編輯于星期三

右手螺旋1）B型生理條件下最普遍的形式2）A型RNA雙螺旋及DNA－RNA雜交鏈（空間位阻小，有利于轉(zhuǎn)錄）3）C型線粒體DNA及一些病毒4）D型、E型存在于噬菌體等生物中

現(xiàn)在是87頁\一共有134頁\編輯于星期三

3.左手螺旋Z型DNA1)發(fā)現(xiàn):1979年A.Rich等人工合成六聚體d（CGCGCG）單晶進(jìn)行X－射線衍射分析，數(shù)據(jù)表明是Z型骨架,左手雙螺旋DNA

2)Z－DNA的結(jié)構(gòu)特點:每個螺旋由12個堿基對構(gòu)成，螺距4.46nm，直徑1.8nm現(xiàn)在是88頁\一共有134頁\編輯于星期三現(xiàn)在是89頁\一共有134頁\編輯于星期三

b.脫氧胞苷的堿基取反式構(gòu)象，脫氧鳥苷的堿基是順式。在Z－DNA中G－C交替而出現(xiàn)順式和反式構(gòu)象交替。使糖-磷酸的主鏈的走向呈“之”字型，這

樣Z-DNA主鏈呈鋸齒狀（Zig-Zag）走向。

c.大溝消失，小溝變深現(xiàn)在是90頁\一共有134頁\編輯于星期三

d.體內(nèi)存在的Z-DNA序列特點:(1)DNA序列必須是嘌呤嘧啶交替排列如：CGCGCGGCGCGC(2)序列中必須有5-甲基胞嘧啶的存在

現(xiàn)在是91頁\一共有134頁\編輯于星期三E.與Z-DNA結(jié)合的特殊蛋白質(zhì)F．Z-DNA有利于DNA的負(fù)超螺旋打開G．抗Z-DNA抗體現(xiàn)在是92頁\一共有134頁\編輯于星期三3）Z-DNA的功能：①基因表達(dá)有關(guān)Z-DNA抗體常常緊密地結(jié)合在染色體的疏松部位,增強轉(zhuǎn)錄活性的位點。

現(xiàn)在是93頁\一共有134頁\編輯于星期三②基因調(diào)控Hochschild等報道,一旦發(fā)現(xiàn)細(xì)菌調(diào)控蛋白緊密結(jié)合于它的調(diào)控位點,就通過RNA聚合酶來激活相關(guān)基因的表達(dá),Z-DNA可能參與識別調(diào)控蛋白質(zhì)。

現(xiàn)在是94頁\一共有134頁\編輯于星期三③基因重組Willia等做的黑粉菌實驗指出,Z-DNA在基因重組中起非常重要的過渡作用.在黑粉菌中有一種rec1酶能使染色體第一次配對后互相交換片段,在配對時由rec1酶使Z-DNA的雙鏈產(chǎn)生,并且這種酶與Z-DNA親和力比B-DNA高75倍,Z-DNA與rec1酶緊密結(jié)合是這一時期的主要特征.現(xiàn)在是95頁\一共有134頁\編輯于星期三④疾病治療與新藥開發(fā)Kim等研究表明,一種關(guān)鍵的痘病毒蛋白E3L蛋白(已知該蛋白是病毒摧毀動物細(xì)胞的防御系統(tǒng)所必需的)是通過Z-DNA結(jié)合、干擾防御系統(tǒng)的運行來行使功能的。E3L是牛痘的致病蛋白質(zhì)之一，通過修飾該蛋白質(zhì)的活躍位點可以使其喪失功能?，F(xiàn)在是96頁\一共有134頁\編輯于星期三表2右手螺旋與左手螺旋DNA分子的比較__________________________________________________項目A-DNAB-DNAZ-DNA__________________________________________________螺旋方向右旋右旋左旋每轉(zhuǎn)1圈堿基數(shù)1110．412螺旋直徑2.55nm2.37nm1.84nm螺距2.46nm3.32nm4.56nm堿基平面的傾角19olo9o大溝窄，很深寬，較深平小溝很寬，淺窄，較深很窄,深__________________________________________________現(xiàn)在是97頁\一共有134頁\編輯于星期三4.三螺旋DNA（HDNA）三螺旋DNA（triple-helicalDNA)三鏈DNA（triplestrandsofDNA)是一條DNA鏈在DNA的大溝與DNA雙螺旋中的一條DNA鏈以氫鍵相結(jié)合形成的三股螺旋結(jié)構(gòu)。

現(xiàn)在是98頁\一共有134頁\編輯于星期三現(xiàn)在是99頁\一共有134頁\編輯于星期三1）三螺旋DNA結(jié)構(gòu)：（1）三螺旋DNA是在DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上形成的，三鏈區(qū)的三鏈均為同型嘌呤（homopurineHPU）或同型嘧啶(homopyrimidineHPY）現(xiàn)在是100頁\一共有134頁\編輯于星期三

（2）

根據(jù)三條鏈組成及相對位置又可分為

Pu-Pu-Py（偏堿性介質(zhì)中穩(wěn)定）Py-Pu-Py（偏酸性介質(zhì)中穩(wěn)定）（3）

鏈中的堿基配對方式兩個堿基符合Watson-Crick堿基配對“-”，另個堿基按Hoogsteen模型“·”即T·A-TC＋·G-C

(第三位上的“C”必須質(zhì)子化)A·A-T

現(xiàn)在是101頁\一共有134頁\編輯于星期三現(xiàn)在是102頁\一共有134頁\編輯于星期三嘧啶核苷酸嘌呤核苷酸(a)嘧啶-嘌呤-嘧啶三螺旋DNA序列(b)三螺旋DNA結(jié)構(gòu)示意圖ab現(xiàn)在是103頁\一共有134頁\編輯于星期三2）生物學(xué)意義及應(yīng)用：(1)三螺旋DNA結(jié)構(gòu)常位于DNA一些重要的部位。如復(fù)制的起始點或終點，轉(zhuǎn)錄的調(diào)控區(qū)或調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合位點以及DNA重組位點，提示與這些功能相關(guān)。(2)豐富了DNA結(jié)構(gòu)學(xué)說現(xiàn)在是104頁\一共有134頁\編輯于星期三b.用寡聚DNA片段封閉轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合點關(guān)閉有害基因活病毒基因。（抗腫瘤，病毒，寄生蟲等）(3)基因治療中的應(yīng)用

a.單鏈DNA片段可攜帶切割劑（核酸內(nèi)切酶，EDTA-Fe等）攜帶至DNA的特定位點，選擇性切斷DNA。現(xiàn)在是105頁\一共有134頁\編輯于星期三5.四螺旋DNA1)發(fā)現(xiàn)在真核染色體末端含有一個富含G的單鏈DNA尾巴，它在體內(nèi)的超螺旋應(yīng)力作用下，可自身回折形成HoogsteenG-G堿基對。兩個DNA分子或染色體分子可彼此連接起來形成一個局部的四螺旋結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在是106頁\一共有134頁\編輯于星期三現(xiàn)在是107頁\一共有134頁\編輯于星期三2)四螺旋DNA的結(jié)構(gòu)*四螺旋結(jié)構(gòu)由多個G-四堿基體形成右手螺旋，每圈含13個四堿基體DNA。

*在四堿基體中，四條鏈以對稱和反對稱構(gòu)象交替存在?，F(xiàn)在是108頁\一共有134頁\編輯于星期三現(xiàn)在是109頁\一共有134頁\編輯于星期三3)可能的生物學(xué)意義兩個DNA分子或染色體分子可彼此連接起來形成一個局部的四螺旋結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)可能起著穩(wěn)定染色體的作用

現(xiàn)在是110頁\一共有134頁\編輯于星期三（五）DNA超螺旋結(jié)構(gòu)（三級結(jié)構(gòu)）1.DNA三級結(jié)構(gòu)就是指雙螺旋DNA鏈進(jìn)一步扭曲、盤旋形成超螺旋結(jié)構(gòu)。

*超螺旋：負(fù)超螺旋（negativesupercoil）正超螺旋(positivesupercoil)現(xiàn)在是111頁\一共有134頁\編輯于星期三

2.生物體的閉環(huán)DNA都以超螺旋形式存在,如質(zhì)粒、病毒、線粒體的DNA

現(xiàn)在是112頁\一共有134頁\編輯于星期三（六）真核生物染色體DNA真核生物DNA分子呈線狀，其超螺旋結(jié)構(gòu)不同于上述環(huán)狀DNA。它們主要存在于染色體，以核小體的形式再進(jìn)一步盤繞折疊?，F(xiàn)在是113頁\一共有134頁\編輯于星期三*核小體Nucleosome1）核小體核心：組蛋白Histone八聚體

（H2A,H2B,H3,H4各兩分子）

1.75圈DNA超螺旋（146bp）2）連接區(qū)：組蛋白H1和20-80bpDNA雙螺旋現(xiàn)在是114頁\一共有134頁\編輯于星期三現(xiàn)在是115頁\一共有134頁\編輯于星期三DNA（2nm）核小體鏈（11nm，每個核小體200bp）纖絲（30nm，每圈6個核小體）突環(huán)（150nm，每個突環(huán)大約75000bp）玫瑰花結(jié)（300nm，6個突環(huán)）螺旋圈（700nm，每圈30個玫瑰花）染色體（1400nm，每個染色體含10個玫瑰花200bp）真核生物染色體DNA組裝現(xiàn)在是116頁\一共有134頁\編輯于星期三DNA的質(zhì)量、長度和濃度計算方法1.長度0.34×bp=（nm)2.分子質(zhì)量660×bp=（dal)

3.濃度50×OD260nm=μg/ml

(光徑為1cm)現(xiàn)在是117頁\一共有134頁\編輯于星期三(七)DNA的變性、復(fù)性和雜交1.變性（denaturation)1）概念：當(dāng)DNA的二級結(jié)構(gòu)和三級結(jié)構(gòu)受到物理化學(xué)等因素的破壞而解體，其一級結(jié)構(gòu)核苷酸間共價鍵并不斷裂，使配對堿基間氫鍵斷裂，有序的螺旋解離成無序單鏈的過程稱為變性?，F(xiàn)在是118頁\一共有134頁\編輯于星期三**引起變性的因素：常見的有加熱、酸、堿、乙醇、丙酮、尿素、甲酰胺等作用，現(xiàn)在是119頁\一共有134頁\編輯于星期三2)變性過程中DNA物化性質(zhì)發(fā)生改變①

增色效應(yīng)(hyperchromiceffect)②