研究生进修课程--分子生物学。
《分子生物学》授课计划

《分子生物学》授课计划一、教学目标本课程教学目标为:通过学习,学生应掌握分子生物学基本概念、原理和方法,了解分子生物学在生物科学和医学领域的应用,培养学生独立思考、创新和实践的能力。
二、教学内容1. 分子生物学基本原理(1)分子细胞学基础:学习细胞的基本结构、功能和分子机制。
(2)基因与蛋白质:了解基因组、基因表达、基因调控和蛋白质合成等基本概念。
(3)DNA重组与基因工程:掌握DNA重组技术、载体、克隆、转化等基本原理和方法。
(4)细胞信号转导:了解细胞信号转导途径、信号转导调控及其在生命活动中的作用。
(5)表观遗传学:学习表观遗传学的基本概念、原理和方法,了解表观遗传学在生物科学和医学领域的应用。
2. 实践操作技能(1)PCR技术操作:学习PCR仪操作方法,了解DNA扩增原理。
(2)基因克隆与表达:掌握基因克隆技术,了解基因表达调控在生物医学中的应用。
(3)细胞培养技术:学习细胞培养的基本操作方法和注意事项。
3. 课程实验安排实验一:基因工程操作基础(包括质粒提取、转化等)实验二:细胞培养技术实践实验三:PCR技术应用(包括DNA鉴定、序列测定等)三、教学方法与手段采用讲授、讨论、案例分析、实验操作等多种教学方法,结合多媒体教学工具,生动形象地展示分子生物学的理论知识和实践操作技能。
同时,鼓励学生积极参与课堂讨论,培养学生的独立思考能力和创新精神。
四、教学评估与反馈在教学过程中,教师将定期评估学生的学习成果,包括作业完成情况、实验报告、课堂表现等。
同时,鼓励学生提出意见和建议,及时调整教学内容和方法,以提高教学质量。
五、课程总结与展望本课程通过学习,学生应掌握分子生物学基本概念、原理和方法,了解分子生物学在生物科学和医学领域的应用。
通过实践操作技能的培养,学生将具备从事相关领域工作的能力。
展望未来,分子生物学将在基因治疗、生物医药等领域发挥越来越重要的作用,我们将继续关注该领域的最新进展,为学生提供更丰富的学习内容和更广阔的发展空间。
研究生的分子生物学课程

研究生分子生物学课时安排
一、生物大分子与基因工程(9学时,周)
1.核酸的结构、功能(着重介绍真核基因组特点、简单介绍各种基因组学的概念,如HGP、
后基因组学、蛋白质组学、转录组、药物基因组学等,核酶)。
2.蛋白质的结构、功能(包括蛋白质的折叠、分子病、蛋白质构象病等)。
3.基因工程的基本原理及步骤。
二、其它常用分子生物学技术及分子遗传(12学时,武)
1. 其它常用分子生物学技术(着重PCR、SNP等)
2. 分子遗传
3. 基因诊断和基因治疗
三、基因表达调控(9学时,傅)
1. 遗传信息的传递(复制、转录、翻译)
2. 基因表达调控:着重介绍转录后调控(表观遗传调控)
3. 基因表达调控:翻译水平(microRNA), 着重介绍翻译后调控(蛋白质降解)
四、细胞增殖分化与细胞迁移浸润(原理及简单的实验思路、方法)(9学时,沈)
1. 细胞增殖与分化
2. 细胞迁移与浸润
五、癌基因与抑癌基因、细胞凋亡与细胞信号转导(9学时,程)
1. 癌基因与抑癌基因
2. 细胞凋亡(原理及简单的实验思路、方法)
3. 细胞信号转导(经典通路及研究信号通路的思路)
总学时54,讲课48学时,剩余6课时每人出阅卷加1学时,负责整合试卷、统计成绩者再加1学时(轮流)。
分子生物学高级课程大纲

分子生物学高级课程大纲一、课程介绍1.1 课程名称:分子生物学高级课程1.2 课程学时:共计60学时1.3 开课对象:本科生及研究生1.4 先修要求:分子生物学基础知识二、课程目标2.1 理论掌握:深入理解分子生物学的基本原理和技术方法2.2 实践培养:熟悉并运用各种分子生物学实验技术2.3 学术拓展:培养学生批判性思维和科学研究的能力三、教学内容3.1 DNA与RNA结构与功能3.1.1 DNA的化学结构与双螺旋模型3.1.2 RNA的结构和功能3.1.3 DNA复制与遗传信息传递3.1.4 转录和翻译机制3.2 基因调控与表达3.2.1 转录因子与转录调控3.2.2 染色质结构与基因沉默3.2.3 RNA介导的基因沉默3.3 基因组学与转录组学3.3.1 基因组结构与组装3.3.2 基因组变异与人类疾病3.3.3 转录组测序与分析技术3.4 蛋白质结构与功能3.4.1 蛋白质的合成与摺叠3.4.2 蛋白质与细胞信号传导3.4.3 蛋白质酶与生物反应催化3.5 分子生物学实验技术与方法3.5.1 基本实验技术的原理与应用3.5.2 分子克隆技术和基因工程3.5.3 蛋白质分离与纯化技术四、教学方法4.1 理论授课:通过课堂讲解、案例分析等方式,详细讲解分子生物学的相关知识4.2 实验操作:组织学生进行分子生物学实验,培养实践动手能力4.3 论文讨论:引导学生阅读分子生物学相关论文,进行讨论与分析五、教学评价5.1 平时成绩:课堂参与、作业完成情况等5.2 实验报告:实验设计、数据分析与结果呈现5.3 期末考试:对学生对课程内容的综合掌握进行考核六、教材与参考书目6.1 主教材:《分子生物学导论第5版》6.2 参考书目:- 《分子生物学》- 《分子生物学实验教程》- 《分子生物学与遗传学导论》七、教学团队7.1 主讲教师:XXX7.2 助教:XXX八、备注8.1 本大纲旨在为学生提供课程整体框架,具体课程安排、实验内容和评分比重将由教师在每学期开始前进行说明。
研究生课程-分子生物学基本操作技术

线型DNA分子的 分离范围(Kb) 5~60 1~20 0.8~10 0.5~7 0.9~6 0.2~3 0.1~2
2)电泳缓冲液
• 常用三种缓冲液
– Tris-硼酸(TBE) – Tris-乙酸(TAE) – Tris-磷酸(TPE)
• TBE与TPE:缓冲容量高,DNA分离效果 好,但TPE在DNA片段回收时含磷酸盐浓 度高,容易使DNA沉淀
第2轮结束
模板DNA
第1轮扩增
第2轮扩增 PCR的基本原理
• PC第R反3轮应条扩件增
• PCR过程 • PCR的特点
理想拷贝数=2n
重n 循复环次数30轮后
第4轮扩增第5轮2扩3增0=1,0第763轮,扩增741,824 实际拷贝数=(1+x)n X 平均效率,约为0.85 n 循环次数
PCR反应
• 基本原理:生物大分子在一定pH条件下,通常会带电荷。将其放 置到电场中,就会以一定的速度移向适当的电极。分子在电场作用 下的迁移速度,与电场强度和电泳分子所携带的净电荷数成正比, 与分子的摩擦系数成反比。摩擦系数是分子大小、极性及介质粘度 的函数。根据分子大小、构型或形状的差异和带净电荷数,可通过 电泳将蛋白质或核酸分子混合物中的各种成分彼此分离。
聚合酶链式反应,即PCR技术,是一种在体外快速扩 增特定基因或DNA序列的方法。它可以快速将极微量 的目的基因或某一特定的DNA片段扩增数十万乃至千 百万倍。
• 一、PCR技术原理 • 二、PCR技术主要类型 • 三、PCR技术主要应用
一、PCR技术原理
PCR技术简史
• DNA的复制 • 聚合酶链反应的发明
• 自从琼脂糖和聚丙烯酰胺凝胶被引入核酸研究以来,按分子量大小 分离DNA的凝胶电泳技术,已经发展成为一种分析鉴定重组DNA 分子及蛋白质与核酸相互作用的重要实验手段,也是现在通用的许 多分子生物学研究方法,如:DNA分型、DNA核苷酸序列分析、 限制性内切酶片段分析以及限制酶切作图等的技术基础,受到科学 界的高度重视。
分子生物学课后感想

分子生物学课后感想通过学习分子生物学课程,我对生物学的了解更加深入,对生命的奥秘有了更清晰的认识。
分子生物学作为生物学的重要分支,研究生命体内的分子结构、功能与相互关系,为解析生命现象提供了有力的工具和方法。
在课堂上,老师生动有趣地讲解了DNA、RNA、蛋白质等重要分子的结构和功能。
我了解到DNA是生命体遗传信息的载体,RNA 是基因转录的中介,蛋白质则是生命体内各种生物功能的执行者。
同时,我们还学习了基因的表达调控、基因突变和遗传疾病等相关知识。
这些知识不仅扩展了我的科学视野,也让我对生命的起源和演化有了更深刻的理解。
分子生物学课程的实验环节也给我留下了深刻的印象。
通过在实验室中亲手操作DNA的提取、PCR扩增和凝胶电泳等实验,我亲身体验了科学研究的过程,更加深入地理解了课堂上学到的理论知识。
在实验中,我也意识到了实验操作的细节和精确性对研究结果的重要性,这进一步培养了我的实验技能和科学精神。
除了理论和实验,分子生物学课程还涉及到了许多前沿的研究领域和技术。
例如,CRISPR-Cas9基因编辑技术在近年来的突破性发展引起了广泛关注。
通过学习CRISPR-Cas9的原理和应用,我认识到这一技术在基因治疗、农业改良和生物研究领域的巨大潜力。
这些新兴技术不仅让我对未来的生物科技发展充满期待,也激发了我对科研的兴趣和热情。
分子生物学课程让我认识到生命的复杂和神奇。
生物体内的各种分子相互作用构成了生命的基础,而分子生物学正是揭示这种复杂性的重要工具。
通过学习分子生物学,我不仅对生命的本质和机制有了更深刻的认识,也对未来的科学研究和生物技术发展充满了信心。
分子生物学课程是一门重要而有趣的学科。
通过学习这门课程,我深入了解了生物体内分子的结构和功能,学会了运用实验技术进行科学研究,同时也认识到了分子生物学在生物科技领域的巨大潜力。
我相信,随着科技的不断进步和研究的深入,分子生物学将为人类揭示更多生命的奥秘,为解决人类面临的各种问题提供更多解决方案。
研究生课程-分子生物学-专题篇

研究生课程-分子生物学-专题篇3.专题篇第十九章基因诊断基因诊断:以DNA或RNA为诊断材料,通过检查基因的存在,结构缺陷或表达异常,对人体状态和疾病作出诊断的方法和过程。
基本原理:检测DNA或RNA的结构变化与否、量的多少及表达功能是否正常,确定受检者是否存在基因水平的异常变化,以此作为疾病诊断的依据。
意义:不仅能对疾病作出早期和确切诊断,而且能确定个体对疾病的易感性及疾病的分期、分型、疗效监测、预后判断等。
第一节基因诊断的技术方法一、常用的分子生物学技术(一)核酸分子杂交包括Southern blot; Northern blot; dot blot; in situ hybridization等(二)聚合酶链式反应(PCR)常与其他技术联合应用(三)单链构象多态性检测(SSCP;single strand conformationpolymorphism)是一种基于单链DNA构象差别来检测点突变的方法,常与PCR 联用,称PCR-SSCP. PCR产物变性后,经聚丙烯酰胺凝胶电泳,正常基因和变异基因的迁移位置不同,借此可分析确定致病基因的存在。
(四)限制酶酶谱分析限制性片段长度多态性(RFLP;restrict fraction length polymorphinsm)(五)DNA序列测定是进行基因突变检测最直接、最准确的方法,不仅可确定突变的位置,而且可确定突变的性质。
(六)DNA芯片技术实际上是一种快速、敏感、高效、自动化的核酸杂交技术二、基因诊断的基本方法特点:1:特异性强检测特异性高达100%2.早期诊断3.灵敏度高检测灵敏度达毫微微克(fg)水平4.取样方便任一有核细胞均可作为检测样品(一)基因突变的诊断1、点突变的诊断(1)已知的点突变可采用PCR/ASO(等位基因特异性寡核苷酸;allele specificoligonucleotide)探针法检测。
(2)未知的突变PCR-SSCP;DNA序列测定;DNA芯片技术;等2、少数核苷酸缺少或插入探针法3、大片段丢失或插入PCR;多重PCR(因为常规PCR扩增2kb 以上的片段比较困难)4、基因重排(染色体易位)PCR;原位杂交(包括FISH);5、基因扩增Southern blot(先用酶切,再作blot)(二)多态性分析1、RFLP分析(1)限制酶酶谱直接分析法(2)RFLP间接分析法2、DNA重复序列多态性分析(三)基因表达异常的诊断1、mRNA相对定量分析(1)斑点或狭缝杂交(2)RT-PCR2、mRNA绝对定量分析RT-PCR/竞争性PCR3、mRNA长度分析Northern blot(四)外源DNA检测血清学等方法不够灵敏或特异,考虑用核酸分子杂交或PCR等技术,应用基因特异性探针或合成特异的寡核苷酸引物来检测。
分子生物学课程标准

《分子生物学》课程标准英文名称:Molecular Biology 课程编码:413041150 适用专业:生物技术学分数:2一、课程性质分子生物学属于生物学一级学科下的生物化学及分子生物学二级学科,是生物技术专业培养计划中专业基础系列课程的主干课程之一。
学生们前期系统学习的生物化学、植物生物学、动物生物学、微生物学等课程为分子生物学的学习奠定了基础,而分子生物学知识的学习会使学生对生命科学从宏观到微观,对生物信息的传递、基因的表达调控等有更为全面深刻的理解,并为后续分子生物学实验等课程的学习与实践打下基础。
通过本课程学习,为学生将来从事分子生物学实验员、检测员等岗位奠定良好的基础。
二、课程理念在本课程的教、学过程中要“抓住一条主线,注意两个对比,形成三种意识”,坚持学生为主体、教师为主导的课程理念。
1、抓住“一条主线”分子生物学是研究核酸、蛋白质等生物大分子的形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的科学,是人类从分子水平上真正揭示生物世界的奥秘,由被动地适应自然界转向主动地改造和重组自然界的基础学科,是生命科学领域最基础、最重要的主干课程之一。
中心法则从信息角度论证了生命世界在分子水平的统一,分子生物学知识基础就是以中心法则为主线介绍生物信息的传递,以及生物信息传递过程中的调控机制,要引导学生以中心法则为主线梳理构建出分子生物学知识框架。
2、注意“两个对比”真核生物和原核生物在基因组成、基因表达调控等方面有许多的差异,要引导学生在学习真核生物和原核生物在分子水平的统一性之外,还要注意对比真核生物和原核生物之间的不同,利用比较法进行学习提高学习效率。
3、形成“三种意识”分子生物学作为现代生物学的共同语言,应认识到其交叉性、前沿性、应用性,学生要建立这三种意识分子生物学现已迅速渗入到生物学的各个学科,是现代生物学的共同语言,是生命科学领域中所有学科在分子水平上的统一。
分子生物学涉及面广,学科交叉内容丰富,也是目前自然科学中进展最迅速、最具活力的领域,在教学过程中应反映分子生物学的交叉性、前沿性,同时也要注重分子生物学研究方法运用能力的培养,将分子生物学的基础理论与实验方法原理相结合,尤其特别注意分子生物学基本研究方法的实验原理及其应用范围的讲解,培养学生从分子生物学的角度思考、分析、解决问题的思想意识或观念,对分子生物学研究方法的应用和意义有较全面的理解,能用分子生物学知识解释如转基因技术等相关社会热点问题,初步具有从分子水平发现问题、分析问题、进而选用适宜的分子生物学研究方法解决实际问题的意识。
研究生进修课程--分子生物学。

核酸分子杂交(nucleic acid hybridization)指具有一定同源序列的两条核酸单链(DNA 或RNA),在一定条件下按碱基互补配对原则,形成异质双链的过程。
●利用核酸分子杂交技术,就可以使用已知序列的单链核酸片段作为探针,去查找各种不同来源的基因组DNA分子中的同源基因或同源序列。
●分子杂交基本原理:具有互补序列的两条单链核酸分子在一定条件下(适宜的温度及离子强度等)碱基互补配对结合,重新形成双链;在这一过程中,核酸分子经历了变性和复性的变化,以及复性过程中各分子间键的形成和断裂等。
●杂交的双方是待测核酸序列和已知核酸序列。
在杂交体系中已知的核酸序列称作探针(probe),探针通常用于进行核素或非核素示踪标记。
用放射性同位素、生物素或荧光染料进行标记的已知序列的核酸片段,即为探针(probe)。
探针可用于分子杂交,杂交后通过放射自显影、荧光检测或显色技术,使杂交区带显现出来。
●DNA变性的方法:1.加热,2.改变DNA溶液的PH,3.有机溶剂(如甲醛、尿素、甲酰胺及丙酰胺等)等理化因素。
●影响复性(杂交)速度的因素:1、DNA浓度,2、DNA片段的大小, 3、温度。
4、溶液的离子强度,5、DNA顺序的复杂性。
●探针的种类极其选择:基因探针根据标记物不同可粗分为放射性探针和非放射性探针两大类;根据探针的来源及核酸性质不同又可分为基因组DNA探针,RNA探针,cDNA探针,及寡核苷酸探针等几类。
●指长度在几百碱基对以上的双链DNA或单链DNA探针。
现已获得DNA探针数量很多,有细菌、病毒、原虫、真菌、动物和人类细胞DNA探针。
优点:①这类探针多克隆在质粒载体中,可以无限繁殖,取之不尽,制备方法简便。
②不易降解(相对RNA 而言),一般能有效抑制DNA酶活性。
③DNA探针的标记方法较成熟,有多种方法可供选择,如缺口平移,随机引物法等,能用于同位素和非同位素标记。
RNA探针是一类很有前途的核酸探针,早期采用的RNA探针是细胞mRNA探针和病毒RNA探针,这些RNA是在细胞基因转录或病毒复制过程中得到标记的,标记效率往往不高,且受到多种因素的制约。
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核酸分子杂交(nucleic acid hybridization)指具有一定同源序列的两条核酸单链(DNA 或RNA),在一定条件下按碱基互补配对原则,形成异质双链的过程。
●利用核酸分子杂交技术,就可以使用已知序列的单链核酸片段作为探针,去查找各种不同来源的基因组DNA分子中的同源基因或同源序列。
●分子杂交基本原理:具有互补序列的两条单链核酸分子在一定条件下(适宜的温度及离子强度等)碱基互补配对结合,重新形成双链;在这一过程中,核酸分子经历了变性和复性的变化,以及复性过程中各分子间键的形成和断裂等。
●杂交的双方是待测核酸序列和已知核酸序列。
在杂交体系中已知的核酸序列称作探针(probe),探针通常用于进行核素或非核素示踪标记。
用放射性同位素、生物素或荧光染料进行标记的已知序列的核酸片段,即为探针(probe)。
探针可用于分子杂交,杂交后通过放射自显影、荧光检测或显色技术,使杂交区带显现出来。
●DNA变性的方法:1.加热,2.改变DNA溶液的PH,3.有机溶剂(如甲醛、尿素、甲酰胺及丙酰胺等)等理化因素。
●影响复性(杂交)速度的因素:1、DNA浓度,2、DNA片段的大小, 3、温度。
4、溶液的离子强度,5、DNA顺序的复杂性。
●探针的种类极其选择:基因探针根据标记物不同可粗分为放射性探针和非放射性探针两大类;根据探针的来源及核酸性质不同又可分为基因组DNA探针,RNA探针,cDNA探针,及寡核苷酸探针等几类。
●指长度在几百碱基对以上的双链DNA或单链DNA探针。
现已获得DNA探针数量很多,有细菌、病毒、原虫、真菌、动物和人类细胞DNA探针。
优点:①这类探针多克隆在质粒载体中,可以无限繁殖,取之不尽,制备方法简便。
②不易降解(相对RNA 而言),一般能有效抑制DNA酶活性。
③DNA探针的标记方法较成熟,有多种方法可供选择,如缺口平移,随机引物法等,能用于同位素和非同位素标记。
RNA探针是一类很有前途的核酸探针,早期采用的RNA探针是细胞mRNA探针和病毒RNA探针,这些RNA是在细胞基因转录或病毒复制过程中得到标记的,标记效率往往不高,且受到多种因素的制约。
这类RNA探针主要用于研究目的,而不是用于检测。
●分子克隆:是在体外对DNA分子按照既定的目的和方案进行人工重组,将重组分子导入到合适的受体细胞中,使其在细胞中扩增和繁殖,以获得DNA分子大量复制,并使受体细胞获得新得遗传特征的过程●基因工程:利用分子克隆技术来操作目的基因,并改变生物的遗传性状的过程就称为基因工程。
●分子克隆的基本过程:1.分:得到目的基因2.切:将目的基因和载体用适当的限制性内切酶切割。
3.接:将目的基因和载体连接,形成重组子。
4.转:将重组子转到适当的宿主细胞中。
5.筛:筛选出含有正确重组子的宿主细胞,扩增。
●工具酶分类 1. 使核酸降解的核酸酶类:核酸内切酶、核酸外切酶。
2.催化核酸合成的酶类: DNA聚合酶,RNA聚合酶,连接酶,逆转录酶。
3. 核酸修饰酶类;甲基化酶,激酶,基团转移酶,磷酸酶等。
●Ⅱ型限制性核酸内切酶是基因工程中剪切DNA分子的常用工具酶,被誉为分子生物学家的手术刀。
●能以RNA为模板合成DNA的DNA聚合酶称为反转录酶(reverse transcriptase,RT),合成的DNA产物称为互补DNA(complementary DNA,cDNA)。
常用的逆转录酶有禽类成骨细胞性白血病病毒(AMV)逆转录酶和Moloney小鼠白血病病毒(mo·MLV)逆转录酶●所谓载体(vecter)是指能在连接酶作用下和外源DNA片段或基因连接并运送DNA分子进入受体细胞的DNA分子。
目前用于基因克隆的载体种类繁多,包括在大肠杆菌中使用的质粒、噬菌体载体、酵母菌质粒载体以及动、植物病毒载体等●几种常用的DNA分子连接方法:1.粘性末端连接法2.平头末端连接法3.人工接头法4.同源多聚尾序连接法●质粒DNA分子或以质粒为载体构建的重组DNA分子导入细菌的过程称为转化(transformation)。
●通过噬菌体的释放和感染将DNA从一个细胞转移到另一个细胞的过程称为转导(transduction)。
●转染:是由转化和感染两个词构成的新词,指真核细胞主动或被动导入外源DNA的过程。
●要使克隆基因在宿主细胞中表达,就要将它放入带有基因表达所需要的各种元件的载体中,这种载体就称为表达载体(expression vector)。
●原核生物基因大多具有操纵子模式,克隆基因表达需符合其调控特点。
原核表达系统常用的强启动子。
好的启动子必须具备的两个条件:一是转录效应强;二是可以被有效地控制。
(1)Lac启动子,来自乳糖操纵子(Lac operon)(2)PL和PR启动子(3)trp启动,来自色氨酸操纵子(4)Tac启动子(5)T7噬菌体启动子● 2.终止子(terminator T) 在一个操纵元中至少在结构基因群最后一个基因的后面有一个终止子。
●分泌型载体的优点:①一些在胞内被蛋白酶降解的蛋白质在细胞周质中很稳定;②一些在胞内无活性的蛋白质在分泌后便具有活性,分泌可能使蛋白质能够正确折叠;③产生的蛋白质没有氨基末端甲硫氨酸,因为切割位点在信号肽与编码序列之间,甲硫氨酸会影响许多蛋白质的活性。
缺点:1.目的蛋白质的产量往往很低,2.信号肽不能被切除或切在错误位置上等。
●真核表达载体至少要含两类序列:①原核质粒的序列②在真核宿主细胞中表达重组基因所需要的元件。
原核DNA序列:包括在大肠杆菌中起作用的复制起始序列、能用在细菌中筛选克隆的抗药性基因标志等,以便插入真核基因后能先在很方便操作的大肠杆菌系统中筛选获得目的重组DNA克隆、并复制繁殖得到足够使用的数量。
表达重组基因所需要的元件:包括启动子、增强子、转录终止和加poly-A信号序列、mRNA剪接信号序列、能在宿主细胞中复制或增殖的序列,能用在宿主细胞中筛选的标志基因、以及供外源基因插入的单一限制性内切酶识别位点等●复制(replication) 是指遗传物质的传代,以母链DNA为模板合成子链DNA的过程。
●DNA复制的基本特点:(一)DNA双链的解旋(二)复制的方式——半保留复制(三)复制叉和半不连续复制(四)复制的基本过程:起始、链的延长、终止。
●目前已知参与松弛螺旋及解链的酶与蛋白质主要有拓扑异构酶、解链酶及DNA单链结合蛋白。
●两个子细胞的DNA都和亲代DNA碱基序列一致。
这种复制方式称为半保留复制。
半保留复制的意义:按半保留复制方式,子代DNA与亲代DNA的碱基序列一致,即子代保留了亲代的全部遗传信息,体现了遗传的保守性。
遗传的保守性,是物种稳定性的分子基础,但不是绝对的。
●真核生物每个染色体有多个起始点,是多复制子的复制。
习惯上把两个相邻起始点之间的距离定为一个复制子(replicon) 。
复制子是独立完成复制的功能单位。
●复制中的不连续片段称为岡崎片段(okazaki fragment)。
●DNA从起始点(origin)向两个方向解链,形成两个延伸方向相反的复制叉,称为双向复制。
●参与DNA复制的物质:底物(substrate): dATP, dGTP, dCTP, dTTP;聚合酶(polymerase): 依赖DNA的DNA聚合酶,简写为 DNA-pol;模板(template): 解开成单链的DNA母链;引物(primer): 提供3'-OH末端使dNTP可以依次聚合;其他的酶和蛋白质因子。
●核苷酸和核苷酸之间生成磷酸二酯键是复制的基本化学反应●聚合反应的特点:DNA 新链生成需引物和模板;新链的延长只可沿5'→ 3'方向进行。
●核酸外切酶的校读活性和碱基选择功能是复制保真性的酶学依据。
一)核酸外切酶活性在复制中辨认切除错配碱基并加以校正;二)复制的保真性依赖正确的碱基选择●DNA复制的保真性至少要依赖三种机制:遵守严格的碱基配对规律;聚合酶在复制延长时对碱基的选择功能;复制出错时DNA-pol的及时校读功能。
●解螺旋酶:拓扑异构酶---能改变DNA空间构像的酶;改变DNA超螺旋状态、理顺DNA链。
作用:DNA复制时松弛超螺旋,以利复制叉的行进及DNA合成,合成后再引向超螺旋。
解链酶---复制蛋白rep 作用:ATP供能时,解开DNA双链。
单链结合蛋白(SSB)作用:SSB与解开DNA单链结合,保护稳定DNA。
与新复制单链结合,以防其降解。
●解链酶(helicase) ——利用ATP供能,作用于氢键,使DNA双链解开成为两条单链。
解链酶有多种,包括大肠杆菌解链酶II、III,大肠杆菌Rep蛋白等。
Rep蛋白又定名为解链蛋白。
●DNA拓扑异构酶的作用机制:拓扑异构酶Ⅰ:切断DNA双链中一股链,使DNA解链旋转不致打结;适当时候封闭切口,DNA变为松弛状态。
反应不需ATP。
拓扑异构酶Ⅱ:切断DNA分子两股链,断端通过切口旋转使超螺旋松弛。
利用ATP供能,连接断端, DNA分子进入负超螺旋状态。
●端粒(telomere):指真核生物染色体线性DNA分子末端的结构。
端粒的结构特点:由末端单链DNA序列和蛋白质构成。
末端DNA序列是多次重复的富含G、C碱基的短序列。
端粒的功能:维持染色体的稳定性;维持DNA复制的完整性●除生殖细胞和少数体细胞外,绝大多数体细胞无法检测到端粒酶的活性,而多数肿瘤细胞中能检测到端粒酶的活性。
端粒酶活性升高可能引起癌症,端粒酶表达可能是肿瘤形成发展的共同途径。
端粒酶缺乏同样会引起癌症●RNA病毒在细胞内复制成双链DNA的前病毒(provirus)。
前病毒保留了RNA病毒全部遗传信息,并可在细胞内独立繁殖。
在某些情况下,前病毒基因组通过基因重组(recombination),参加到细胞基因组内,并随宿主基因一起复制和表达。
这种重组方式称为整合(integration)。
前病毒独立繁殖或整合,都可成为致病的原因。
●突变的意义:(一)突变是进化、分化的分子基础;二)只有基因型改变的突变形成DNA的多态性;(三)致死性的突变可导致个体、细胞的死亡;(四)突变是某些疾病的发病基础●DNA损伤(突变)可能造成两种结果:其一是导致复制或转录障碍(如胸腺嘧啶二聚体,DNA骨架中产生切口或断裂);其二是导致复制后基因突变(如胞嘧啶自发脱氨基转变为尿嘧啶),使DNA 序列发生永久性改变。
所以,必须通过进化使细胞拥有灵敏的机制,以识别和修复这些损伤,否则细胞无法维持正常代谢。
●DNA损伤的修复有多种类型:光修复,切除修复,重组修复,SOS修复●基因是含有生物信息的DNA片段,根据这些生物信息可以编码具有生物功能的产物,包括RNA和多肽链。
●DNA分子中四种碱基的摩尔百分比具有一定的规律性,即A=T、G=C、A+G=T+C。