第三章 核酸分子生物标志物
生物化学第三章核酸PPT课件
DNA与RNA结构差异
五碳糖不同
DNA中的五碳糖是脱氧核糖，而 RNA中的五碳糖是核糖。
碱基不同
DNA中的碱基包括腺嘌呤（A） 、鸟嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T） 和胞嘧啶（C），而RNA中的碱 基包括腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（ G）、尿嘧啶（U）和胞嘧啶（C
）。
空间结构不同
DNA通常是双链结构，而RNA 通常是单链结构。
核酸药物设计思路及前景展望
核酸药物设计思路
核酸药物是一类以核酸为靶点的药物，通过 特异性地与核酸结合，调节基因表达或抑制 病原体复制，从而达到治疗疾病的目的。设 计核酸药物时需要考虑靶点选择、药物稳定 性、特异性、安全性等因素。
前景展望
随着基因组学和生物信息学的发展，越来越 多的疾病相关基因和靶点被发现，为核酸药 物的研发提供了广阔的空间。未来，核酸药 物有望在肿瘤、遗传性疾病、病毒感染等领 域发挥重要作用，成为一类重要的治疗药物 。同时，随着技术的不断进步和成本的降低 ，核酸药物的研发和应用将更加普及和便捷
DNA拓扑异构酶的作用
拓扑异构酶能够改变DNA的超螺旋状态，从而调节DNA的拓扑结构和功能。拓扑异构酶 在DNA复制、转录、修复和重组等过程中发挥重要作用。
RNA结构与性质
03
tRNA三叶草结构特点
01
02
03
三叶草二级结构
由DHU环、反密码环、 TΨC环、额外环和可接受 茎组成，形似三叶草。
反密码环
人类基因组计划与意义
1 2 3
人类基因组计划的目标
破译人类全部遗传信息，解读人类基因组所蕴含 的生命奥秘。
研究成果及应用
揭示了人类基因组的组成、结构和功能，为医学 、生物技术和制药等领域提供了重要的科学基础 。
临床分子生物学检验技术知到章节答案智慧树2023年济宁医学院
临床分子生物学检验技术知到章节测试答案智慧树2023年最新济宁医学院第一章测试1.下列哪项检测需应用分子生物学检验技术（）参考答案:乙肝病毒DNA(HBV-DNA)检测2.1976年，简悅威应用DNA分子杂交技术成功进行了（）疾病的产前诊断。
参考答案:α-地中海贫血3.临床分子生物学检验最常用的分子标志物是（）参考答案:核酸4.下列核酸分子标志物中游离在体液细胞外的是（）。
参考答案:循环核酸5.下列关于循环核酸说法错误的是（）参考答案:利于肿瘤等疾病的早期检测，正常人体内不存在第二章测试1.下列关于分子生物标志物说法错误的是（）参考答案:分子生物标志物仅指能够反应机体病理状态的生物大分子2.下列叙述哪项是错误的（）参考答案:原核生物结构基因是断裂基因3.卫星DNA序列属于（）参考答案:串联重复序列4.以下哪项不是真核生物核基因组的特点（）参考答案:重复序列少见5.大肠杆菌类核结构的组成是（）参考答案:蛋白质+DNA1.下列关于DNA分离纯化说法错误的是（）参考答案:DNA提取过程要加入RNA酶抑制剂抑制RNA酶活性2.下列关于RNA分离纯化说法错误的是（）参考答案:RNA提取过程要加入DNA酶抑制剂抑制DNA酶活性3.常利用哪些性质进行分离纯化蛋白质（）参考答案:分子大小不同、溶解度不同、表面电荷不同、与配体的特异亲和力都是4.蛋白质分离纯化方法叙述错误的是（）参考答案:琼脂糖凝胶常用于蛋白质的分离5.纯DNA溶液的A260/ A280值为（）参考答案:1.81.以等位基因特异的寡核苷酸探针杂交法诊断某常染色体隐性遗传病时，若能与突变探针及正常探针结合，则该样本为（）。
参考答案:携带者2.下列探针标记方法中，（）法在标记之前探针的长度已经确定.。
参考答案:化学法全程标记3.Southern杂交通常是指（）。
参考答案:DNA和DNA杂交4.基因芯片技术的本质是（）。
参考答案:核酸分子杂交技术5.检测的靶序列是RNA的技术是（）。
分子生物学——精选推荐
分子标志物：指可以反映机体生理、病理状态的核酸、蛋白质（多肽）、代谢产物等生物分子。
DNA结构：DNA的二级结构是双螺旋结构：DNA分子由两条相互平行但走向相反的脱氧多核苷酸链组成，两链以-脱氧核糖-磷酸-为骨架，以右手螺旋方式绕同一公共轴盘。
螺旋直径为2nm，形成大沟(major groove) 及小沟(minor groove)相间。
碱基垂直螺旋轴居双螺旋内側，与对側碱基形成氢键配对（互补配对形式：A=T;G=C）。
相邻碱基平面距离0.34nm，螺旋一圈螺距3.4nm，一圈10对碱基。
DNA的三级结构是超螺旋结构：DNA双螺旋链再盘绕即形成超螺旋结构。
正超螺旋(positive super coil)盘绕方向与DNA双螺旋方同相同负超螺旋(negative super coil)盘绕方向与DNA双螺旋方向相反。
原核生物DNA的是环状超螺旋结构核小体(nucleosome)是染色质的基本组成单位，由DNA和蛋白质构成。
组蛋白：H1、H2A、H2B、H3、H4 RNA结构：一级结构：核苷酸连接方式同DNA。
RNA的一级结构即指核苷酸的连接方式、数量和排列方式。
主要结构特征：①含有稀有碱基（修饰碱基）；②不遵守Char gaff原则；③多数为单链分子，形成链内双链二级结构（发夹结构）；④碱基配对：A-U，G-C。
t RNA二级结构：DHU环反密码环额外环 TΨC环氨基酸臂t RNA的三级结构是倒L型t RNA的功能：活化、搬运氨基酸到核糖体，参与蛋白质的翻译。
m RNA的结构与功能:1）基本特点：含量低（约占总RNA的1%～5%）；种类多（上万种）；分子大小差异大（几百～约2万个核苷酸）；半衰期短。
2）结构特点：编码区——决定蛋白质的一级结构，包括起始密码子、终止密码子、外显子。
非编码区——与蛋白质生物合成的调控有关，包括5′非编码区（帽结构、核蛋白体识别结合位点等）、3′非编码区（多聚腺苷酸尾）、间隔序列（内含子）。
生物化学-第3章-核酸的结构与功能PPT课件
射图谱和分子模型，
提出了著名的DNA双
螺旋结构模型，并
对模型的生物学意
义作出了科学的解
释和预测。
.
19:46
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DNA双螺旋模型要点
（1）两条长度相等的核苷 酸链反向平行，右手螺 旋结构。
（2）碱基在内碱基平面垂 直于螺旋轴戊糖、磷酸 在外，双螺旋每转一周 为10碱基对螺距3.4nm.
（3）碱基对（A＝T， G≡C）
一、一般性质
1．线性大分子
2．两性电解质
3. 紫外吸收性 质
.
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二、核酸的变性与复性
1. 变性
❖ 稳定核酸双螺旋次级键断裂， 空间结构破坏，变成单链结构 的过程。
❖ 核酸变性后，由于DNA分子双 链打开暴露了更多碱基的共轭 双键，使其在波长260nm处的 光吸收增强，这一现象称为高 色效应（hyperchromic effect）。
❖ 核苷酸 → 核苷+磷酸 （戊糖+碱基+磷酸）
HH
.
10
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两类核苷酸的比较
RNA： AMP GMP CMP UMP
DNA: dAMP dGMP dCMP dTMP
.
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二、某些重要的核苷酸
1．多磷酸核苷酸
NH2
N
N
O
O
O
O - P ～O - P ～ O - P
O-
O-
O-
N OCH2 O
稀有碱基较多，稳定性较差，易水解多为 单链结构，少数局部形成螺旋。
分类： mRNA 3% tRNA 15% rRNA 80%
.
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种类多，分子 量大小不一
5’－端“帽” 式结构
核酸与分子标志物
1、核苷酸的连接方式： 3, 5磷酸二酯键 2、核酸的基本结构形式：多核苷酸链
末端： 5 端、 3端 多核苷酸链的方向： 5ˊ端→3ˊ端(由左至右)
3、表示方法：结构式、线条式、文字缩写
核苷酸的连接方式
2- 5’
2. 大多数真核mRNA的3´末端有一个多聚腺苷酸 (polyA)结构，称为多聚A尾。
帽子结构和多聚A尾的功能
OCH3
➢mRNA核内向胞质的转位 ➢mRNA的稳定性维系 ➢翻译起始的调控
mRNA的功能
把DNA所携带的遗传信息，按碱基互补配对
原则，抄录并传送至核糖体，用以决定其合成蛋
白质的氨基酸排列顺序。
DNA分析技术：包括传统的DNA提取、 分离和纯化，PCR扩增、限制性内切酶 和杂交分析，以及发展迅速的基因芯片 和DNA测序技术。
二 、RNA的结构与功能
Structure and Function of RNA
三联体密码
（一）RNA的组成与分类 （二） RNA的结构和功能
糖
h
* tRNA的一级结构特点 ➢ 含 10-20% 稀有碱基， 如 DHU ➢ 3´末端为 - CCA-OH ➢ 5´末端大多数为G ➢ 具有 TC
tRNA的功能：活化、搬运氨基酸到核糖体， 参与蛋白质的翻译。
2、信使RNA的结构与功能
*mRNA的成熟过程
内含子 (intron)
外显子 (exon)
hnRNA
mRNA
真核生物mRNA的结构特点
1. 大多数真核mRNA的5´末端均在转录后加上 一个7-甲基鸟苷二磷酸基，同时第一个核苷 酸 的 C´2 也 是 甲 基 化 ， 形 成 帽 子 结 构 ： m7GpppNm-。
分子生物学检验标志物
分子生物学检验标志物引言分子生物学检验标志物是指在分子生物学领域中使用的特定分子或生物标志物，用于评估个体的生物学状态、疾病风险或治疗反应。
这些标志物可以通过观察和分析个体的基因、蛋白质或核酸等分子水平的变化，提供有关个体健康和疾病的重要信息。
在医学诊断和疾病预测中，分子生物学检验标志物扮演着重要的角色。
它们可以帮助医生确定疾病的存在、预测疾病的发展趋势，并根据个体的分子特征制定个性化的治疗方案。
随着分子生物学技术的不断发展，越来越多的分子生物学检验标志物被发现和应用到临床实践中。
这些标志物包括基因变异、表观遗传学改变、蛋白质表达水平等。
通过对这些标志物的检测，医生可以更加准确地判断个体的生物学状态，并制定相应的治疗措施。
在本文中，我们将详细介绍几种常见的分子生物学检验标志物，包括其背景、重要性以及在临床实践中的应用。
通过了解这些标志物的特点和作用，有助于我们更好地理解和应用分子生物学在医学领域的意义和潜力。
参考文献1] Smith A。
et al。
Molecular ___ 2015;15(7):933-945.2] Jones B。
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The role of molecular ___ Rev Precis MedDrug Dev。
2018;3(4):217-225.3] Wang C。
et al。
___ 2020;26(12):1262-1272.分子生物学检验标志物的定义3] Wang C。
et al。
___ 2020;26(12):1262-1272.分子生物学检验标志物的定义分子生物学检验标志物是指用于检测和诊断疾病的生物分子或生物学特征。
这些标志物可以是DNA、RNA、蛋白质、代谢物等分子，或者是细胞、组织或器官的特定生物学特征。
通过分析这些标志物的存在、数量、结构或功能的异常，可以对疾病的发生、发展和治疗效果进行评估。
分子生物学检验标志物是指用于检测和诊断疾病的生物分子或生物学特征。
分子生物学第三章核酸的结构与功能
分子生物学第三章核酸的结构与功能核酸是生物体内重要的生物大分子，在维持遗传信息传递、调控基因表达和蛋白质合成等生物学过程中起着重要的作用。
本文将介绍核酸的结构和功能，包括DNA和RNA的结构、功能以及细胞中的DNA重复序列和嵌合DNA的现象。
核酸是由核苷酸单元组成的大分子。
核苷酸由一糖分子（核糖或脱氧核糖），一个含有一键磷酸基的磷酸基团和一个含有碱基的碱基组成。
DNA的碱基包括腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）和胞嘧啶（C），而RNA的碱基包括腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、尿嘧啶（U）和胞嘧啶（C）。
DNA（去氧核糖核酸）是双链结构，由两条互补的单链以互补碱基配对（A和T，G和C）的方式相互连接而成。
这种双链结构被称为双螺旋结构，其中的两个链通过氢键相互链接。
DNA在细胞中起着存储遗传信息的作用，是遗传物质的主要组成部分。
DNA通过转录过程产生RNA分子，进而通过翻译过程合成蛋白质。
RNA（核糖核酸）有多种类型，包括信使RNA（mRNA）、核糖体RNA （rRNA）和转运RNA（tRNA）。
mRNA是由DNA转录得到的，其中的密码子序列编码蛋白质的氨基酸序列。
rRNA是核糖体的组成部分，参与蛋白质合成的过程。
tRNA将氨基酸带入核糖体与mRNA相匹配的密码子上，完成蛋白质合成的过程。
在细胞中，存在许多DNA重复序列。
其中，基因是密集编码蛋白质的DNA序列，它们在核酸的遗传信息传递和基因表达中起着重要作用。
除了基因，还存在大量的非编码DNA序列，如内含子和调控序列，它们对基因表达的调控起着重要作用。
此外，DNA重复序列还包括微卫星、线粒体DNA和细胞质DNA等。
总之，核酸是生物大分子，在维持遗传信息传递和调控基因表达等生物学过程中起着重要作用。
DNA和RNA具有不同的结构和功能，包括存储遗传信息、编码蛋白质序列、调控基因表达和蛋白质合成等。
此外，细胞中存在多种形式的DNA重复序列和嵌合DNA现象，对维持细胞功能和遗传多样性具有重要作用。
新教材高中生物第三章遗传的分子基础第一节核酸是遗传物质课件4浙科版必修2
放射性很高
细菌裂解
子代噬菌体（有
放射性元素32P）
结论： DNA是噬菌体的遗传物质
注：不能说明蛋白质不是噬菌体的遗传物质
遗传的分子基础
三、烟草花叶病毒的感染和重建实验
烟草花叶病毒 外壳：蛋白质
（TMV）
内部：只有RNA分子
遗传的分子基础
1. 烟草花叶病毒的感染实验
（1）完整的烟草花叶病毒 感染烟草 出现病斑
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遗传的分子基础
生物
物
生物的遗传物质
细胞结构生物
非细胞生物（病毒）
（真核、原核）
核酸 DNA和RNA
仅有DNA 仅有RNA
遗传 物质
DNA
DNA
RNA
举例
动物、植物、真
烟草花叶病毒、艾滋病
菌、细菌、蓝藻、T2噬菌体 放线菌等
病毒、SARS病毒、小儿 麻痹病毒、脑炎病毒、 流感病毒等
遗传的分子基础
遗传的分子基础
误差 分析
二、噬菌体侵染细菌实验
• 搅拌过于剧烈？ 大肠杆菌被破坏 上清中有放射性
• 培养时间长？
噬菌体大量增殖、 裂解细菌
上清中有放射性
• 培养时间短？
部分噬菌体还 未吸附、侵入
上清中有放射性
遗传的分子基础
上清液（蛋白质外
用32P标记噬菌体
侵染
未标记 细菌
培养 搅拌、 离心
壳）放射性很低 沉淀（细菌）
感染烟草 蛋白质
不出现病斑
（2）烟草 分 花叶病毒 离
RNA
感染烟草 出现 病斑
分离
新的烟草 花叶病毒
RNA+RNA酶 不出现病斑
结论：在烟草花叶病毒中，亲代和子代的连续性物质是 RNA，不是蛋白质。(烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。）
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第三章核酸分子生物标志物
一、学习目标
掌握分子生物标志物、核酸分子生物标志物的概念及分类；基因突变的类型；基因多态性的类型。
熟悉转录产物分子生物标志物；线粒体DNA分子生物标志物；循环核酸分子生物标志物。
了解核酸分子生物标志物的临床应用。
二、重点和难点内容
（一）分子生物标志物
是生物标志物的一种类型，是指可以反映机体生理、病理状态的核酸、蛋白质（多肽）、代谢产物等生物分子。
（二）DNA分子标志物
1. 基于基因突变的分子标志物包括点突变（错义突变、无义突变和RNA加工突变）、插入/缺失突变（包括移码突变）和动态突变等。
点突变也称为碱基置换，是指单个碱基的改变，在引起人类遗传性疾病的点突变中包括错义突变、无义突变、RNA加工突变以及发生在调控区的突变等。
插入/缺失突变分为小片段和大片段插入/缺失，小片段突变指的是在1～60个碱基范围内的改变，而大片段的插入/缺失甚至可以在染色体水平上检测到。
动态突变是指三核苷酸的重复次数可随着世代交替的传递而呈现逐代递增的累加突变效应的突变形式。
2. 基于基因多态性的分子标志物包括限制性片段长度多态性、小卫星和卫星多态性、单核苷酸多态性和拷贝数多态性。
限制性片段长度多态性是第一代DNA分子标记；小卫星和微卫星多态性是属于第二代的DNA分子标记；单核苷酸多态性，主要是指在基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的DNA序列多态性。
它是人类可遗传的变异中最简单、最常见的一种。
拷贝数变异指的是基因组中较大的DNA片段发生了拷贝数的变化，可以涉及一个基因，也可以是连续的几个基因，相当于染色体的某个区域发生了复制或缺失的改变。