DNA 合 成 简 介
dna的简并性名词解释
dna的简并性名词解释DNA，即脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid）是构成生物体遗传信息的基本单位。
作为生命的基础，DNA的研究一直是科学界的热门话题之一。
在DNA研究中，有一个重要的概念，那就是简并性（degeneracy）。
简并性是指DNA密码子与氨基酸的对应关系并不是一一对应的。
换言之，不同的密码子可以对应到同一个氨基酸，这种现象被称为简并性。
简而言之，简并性是指遗传密码中的冗余，也可以理解为基因密码的冗余性。
在DNA的序列中，一段连续的核苷酸序列被称为密码子。
而每个密码子由3个核苷酸（也即碱基）组成。
由于DNA的碱基有4种，即腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）和胞嘧啶（C），因此3个碱基的排列组合共有64种。
这意味着，一个氨基酸可以有多个密码子与之对应。
简单来说，简并性的存在使得基因密码的翻译过程更加灵活，简化了基因组的复杂性。
简并性的存在意味着即便有突变或改变，仍然可以保证正确翻译成蛋白质，确保生物体的正常运作。
让我们来看一个例子来更好地理解简并性。
举例来说，甲和乙是两种密码子，它们分别由碱基A、T和G组成，这两个密码子都可以编码同一个氨基酸。
这就是简并性的体现。
如果发生一个碱基的突变，例如从A变成G，虽然密码子发生了改变，但由于简并性的存在，氨基酸的编码仍然是正确的。
这意味着生物体能轻松应对一些突变的情况，避免蛋白质功能的失效。
简并性对生物学的研究具有重要意义。
首先，简并性为生物进化提供了灵活性。
在进化过程中，由于简并性的存在，适应环境变化的机会更大，生物体能更好地求生。
其次，简并性使得基因序列的稳定性增强。
即使发生了基因序列的突变，也有可能保持蛋白质的功能性不变。
这对于减少疾病的发生和发展具有一定的意义。
最后，简并性的研究有助于我们更好地理解遗传信息的传递和转录过程，为基因工程和生物技术的发展提供基础。
总结而言，简并性是DNA中一种重要的现象，使得不同的密码子可以对应到同一个氨基酸。
第13章 DNA生物合成(简明生物化学)
Dna A辨认复制启始点，然后引物酶进入（DnaG 蛋白） ，加上解螺旋酶、 DnaB蛋白和DnaC蛋 白等，与DNA的起始复制区域形成引发体。
DNA聚合酶Ⅲ 由其β亚单位辨认引物，新链的 第一个脱氧核苷酸与引物的3-OH形成磷酸二酯键， 开始复制
滚动环式：单向复制，低等生物如质粒 共价闭环双链分子的正链由核酸内切酶在一特
定位点切开，游离出的5’-磷酸基末端固定在细胞膜 上，然后以环状负链为模板，从正链的3’-OH末端 延长形成正链。不需要另外合成引物。
3′ 5′
5′
3′
领头链
5′Leabharlann 5′ 随从链3′ 3′
5′
（二）引发体的生成
复制过程需要引物--短链RNA
拓扑异构酶 单链结合蛋白 解链酶 引物酶及引发体 DNA聚合酶 DNA连接酶 引物
冈崎片段
领头链 3′ 5′
随从链 3′
5′
五、 DNA连接酶（ligase）
• 催化两段DNA之间的连接
′
5P
3′ OH
+ 5′ P
γ
P O-
β
O PO Oα-
3′
OH
DNA
ligase +AMP
5′ P
PPi
O 3′ OH
一种是全部轻的14N-14N。为1∶1； 3代：仍有两种分子，但14N-14N增多，为
1∶3； 4代：两者比为1∶7。
DNA半保留复制的证据
细菌 （含15N-DNA)
普通培养基
第一代
普通培养基
普通DNA
普通DNA 重DNA
第二代
重DNA
DNA的结构
DNA的结构DNA（脱氧核糖核酸）是构成生物体基因的重要物质。
它的结构组成和功能非常复杂，对于理解生物遗传和进化过程至关重要。
本文将介绍DNA的结构以及它在生物体内的作用。
DNA分子是由两条互补的链构成的双螺旋结构，类似于梯子的形状。
这种结构被称为DNA的“双螺旋结构”。
每条链由一系列称为核苷酸的单元组成。
核苷酸由三个基本部分组成：一个五碳糖分子（称为脱氧核糖），一个磷酸基团，以及一个氮碱基。
氮碱基有四种类型：腺嘌呤（A）、胞嘧啶（C）、鸟嘌呤（G）和胸腺嘧啶（T）。
这四种基于是DNA的信息存储的基础。
DNA的双螺旋结构是由两条互补的链通过氢键相互连接在一起。
A氮碱基会与T氮碱基形成两个氢键，而C和G氮碱基则会形成三个氢键。
这种碱基配对是稳定DNA螺旋结构的基础，它确保了两条链之间的互补性。
例如，如果一条链上有A氮碱基，那么与之配对的另一条链上必然会有T氮碱基。
DNA的结构还包括螺旋层面（包括糖和磷酸基团）以及碱基的平面。
DNA的螺旋层面是由两条链以反向方向缠绕形成的，并呈右旋形态。
这种结构使得DNA能够紧密地包裹起来，容纳巨大的数量的遗传信息。
DNA分子的长度可以长达数百万个核苷酸。
碱基平面则是垂直于螺旋层面的，它们是形成分子编码信息的关键。
DNA的结构也具有一定的空间结构。
碱基对之间的间距是固定的，从而确定了分子的宽度。
每条链上的相邻核苷酸之间的距离也是固定的。
这些固定的间隔和结构使得DNA能够在复制和转录过程中准确地进行。
DNA在生物体内具有多种功能。
最重要的功能是存储和传递遗传信息。
由于DNA的碱基配对规则以及双螺旋结构的复制方式，每一条DNA链都可以通过互补配对来复制。
这种复制过程使得生物体可以在细胞分裂过程中将遗传信息传递给下一代。
此外，DNA还能被转录成为RNA，RNA则能进一步翻译成蛋白质。
蛋白质是细胞和生物体功能的关键组成部分，它们通过为生物体提供结构、催化反应和传递信号等方式发挥作用。
脱氧核糖核酸结构简式
脱氧核糖核酸结构简式
摘要：
一、脱氧核糖核酸简介
二、脱氧核糖核酸结构简式
三、脱氧核糖核酸的功能与作用
四、结论
正文：
脱氧核糖核酸（Deoxyribonucleic acid，简称DNA）是生物体内的一种重要物质，它包含了生物体遗传信息。
DNA 以双螺旋结构著称，是由两条互相缠绕的链条组成的。
下面我们来介绍一下脱氧核糖核酸的结构简式。
脱氧核糖核酸的结构简式为：CH2OH-CHOH-CHOH-CH2-CHO。
这个简式表示了脱氧核糖核酸的基本组成单位——脱氧核糖核苷酸。
每个脱氧核糖核苷酸由一个脱氧核糖、一个磷酸基团和一个含氮碱基组成。
其中，脱氧核糖是脱氧核糖核酸名称的来源，它与核苷酸中的磷酸基团通过酯键相连。
含氮碱基有四种，分别是腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）。
两条链条上的碱基通过氢键相连，形成双螺旋结构。
脱氧核糖核酸的主要功能是储存和传递遗传信息。
在生物体的生长、发育和繁殖过程中，脱氧核糖核酸通过复制、转录和翻译等过程，实现遗传信息的传递和表达。
复制是指在细胞分裂时，脱氧核糖核酸将遗传信息复制到新的DNA 分子中；转录是指在细胞核中，脱氧核糖核酸将遗传信息转录成信使核糖核酸（mRNA）分子；翻译是指在细胞质中，信使核糖核酸指导蛋白质的合
成。
总之，脱氧核糖核酸是一种非常重要的生物大分子，它以双螺旋结构为基础，储存和传递遗传信息。
DNA纳米结构设计、合成及应用研究进展简述
第42卷总第122期2021年6月Vol.42,No.2June,2021西北民族大学学报(自然科学版)Journal of Northwest Minzu University(Natural Science)DNA纳米结构设计、合成及应用研究进展简述段金伟(长安大学理学院，陕西西安710064)［摘要］dna不仅仅是遗传物质的载体，还因qr身特殊8可编程性和寻址性被用来实现材料r下而上的自组装，是合成纳米材料的理想原材料之一，被称为DNA纳米技术.近年来.随着核酸设计软件8开发和合成技术8逐渐成熟，DNA纳米技术初步实现了从材料设计合成到应用开发8过渡，DNA纳米材料8研究取得了长足进步.文章从核酸设计软件、DNA纳米材料8合成方法及应用研究三个方面进行简单综述，以期帮助读者全面了解该领域8研究进展.［关键词］DNA纳米材料；软件设计；合成方法；应用研6［中图分类号］06-1!+献标识码］A［文章编号］1009-2102(2021)02-0004-10在原子尺度上操纵材料从而实现定制材料性能的可能性是化学和材料科学发展的重要目标之一，然而时至今日这依旧是巨大的挑战.在过去的几十年里，科学家们始终在寻找具控制且模块化性质的材料，希望能够推动纳米结构领域的快速发展.不同于传统的有机和无机材料，DNA具有良好的可寻址性、可控性、以及存在于DNA链的弱相互作用，使得DNA被认为是合成纳米材料的理想原材料之一％*4&传统观点认为DNA仅仅是携带遗传信息的载体，但随着纽约大学N.C.Seeman教授的发现，这一观念彻底被颠覆.N.C.Seeman无意间发现能够利用DNA黏性末端将设计好的分支结构连接起来形目标结构，于是在1991年人了性的DNA立方体⑸，扌了DNA纳米领域的研究大门［6*13］.DNA纳米技术是利用Watson-Crick碱基互补配对的特异性和DNA自身的性质，以自组装为基础，以构筑二维和方向上重为目标的新颖的分子纳米技术［1'14*15］.Seeman提岀以DNA为原材料合成纳米结构的设想后，科学家们先后开发了一系列帮助进行结构设计的算法和％6*2(&，优化、改进并提岀了多种新的方法%7,0,4*29&，并将DNA纳米结构应用物、和治疗、荧光成像等领域［30*37］.1DNA结构设计软件为了实现精确操作原子,达到合成目标DNA纳米结构的目的，需要根据目标结构来进行结构设计，这个过要耗费大量的人力和物力，而且耗时极长.早期的DNA纳米结构设计软件使用的是pdb、mol等标准化结构的现有分子建模工具.这些工具允许设计者在原子对DNA结构进行，结构建模大多是在面动的.然而，这计过程中结构，制了设计和操作多结构的能力..DNA纳米结构的开发，需要大量的计算和f使［收稿日期］2021-02-26［基金项目］陕西省自然科学基金项目(2020JM-266) #中央高校基本科研业务费专项(310812151001)［作者简介］段金伟，男，副教授，博士，主要从事生物大分子自组装设计及方面的研究.4用通用建模工具％8&.DNA纳米结构的构建通常包括一条长链的路径（大约8000个核昔酸），钉书针的放置和序列的确定，对于大型纳米结构是一项挑战性任务.在功能化日高和结构设计性提升的驱动下，为了促进新的DNA纳米结构发展，并让用了解DNA折叠的性，科学家们基于不同用途开发了一系列建模工具和可视化程序，主要包括：Tiamat%8］，CaDNAno%7］，vHelix%9］，NU-PACK［40］‘ATHENA%1,Adentia［23］和MrDNA%2等.DNA结构设计软件的界面对使用者越来越友好，功能也越来越强大，极大地降低了结构设计过程的•在降低定制DNA分子的生产和提升结构操纵的可能性方面取得了重大进展.本文中，选择性地介绍其中比较常用的4款软件.1.1CaDNAnoCaDNAno是Douglas等人2009年开发的一款支持利用DNA折纸技术进行结构设计的开源软件包，配套安装Python或Autodesk Maya运行，其官网地址为/.CaDNAno简化和增强了设计DNA折纸纳米结构的过程.通过用户友好的2D和3D界面，计者己的：进行计创建•CaDNAn。
DNA的结构
假定某大肠杆菌含14N的DNA的相对分子 质量为a，若将其长期培养在含15N的培养 基中，便得到含15N的DNA，相对分子质 量为b。现将含15N的DNA大肠杆菌再培养 在含14N的培养基中，那么子二代DNA的 相对分子质量平均为（ B ） A (a+b)/2 C (2a+3b)/2 B (3a+b)/4 D (a+3b)/4
“点－－线－－面－－体”
（2）立体结构：规则的双螺旋结构
主链（外侧） 碱基对（内侧）
Ｇ、Ｃ含量 脱氧核糖与磷酸交替连 碱基之间以氢键连接 越高的ＤＮ 接，构成基本骨架。 Ａ分子，稳 定性越高。 两条链反向平行 碱基互补配对： A T C G 盘旋成双螺旋结构 碱基对平面之间平行
（3）DNA分子的特性：
4. 分析一个双链DNA分子中，发现30% 的脱氧核苷酸是腺嘌呤脱氧核苷酸，由 此可知该分子一条链上鸟嘌呤含量的最 大值可占此链碱基总数的（ C ）
A 20%
B 30%
C 40%
D 70%
DNA分子的复制
① 概念：以亲代DNA分
子为模板，合成子代 DNA分子的过程。
② 时间：有丝分裂间期
和减数分裂间期。
染色体是DNA的 染色体 主要载体
每个染色体上有一 个DNA分子
DNA是主要的 遗传物质 基因是有遗传效应 的DNA片断 基因中的脱氧核苷 酸排列顺序代表着 遗传信息
DNA
每个DNA分子 上有许多基因 每个基因由许多 脱氧核苷酸组成
基因
脱氧核苷 酸
重点应用——碱基互补配对
• 双链DNA分子
• 规律一：A=T、G=C。 • A+G=T+C或A+C=T+G=总碱基数一半 • A+G/T+C比值为1，鉴定DNA为单链/双链
DNA基本简介
基本简介单体脱氧核糖核酸聚合而成的聚合体——脱氧核糖核酸链，也被称为DNA。
在繁殖过程中，父代把它们自己DNA的一部分（通常一半，即DNA双链中的一条）复制传递到子代中，从而完成性状的传播。
因此，化学物质DNA会被称为“遗传微粒”。
原核细胞的拟核是一个长DNA分子。
真核细胞核中有不止一个染色体，每条染色体上含有一个或两个DNA。
不过它们一般都比原核细胞中的DNA分子大而且和蛋白质结合在一起。
DNA分子的功能是贮存决定物种性状的几乎所有蛋白质和RNA分子的全部遗传信息;编码和设计生物有机体在一定的时空中有序地转录基因和表达蛋白完成定向发育的所有程序；初步确定了生物独有的性状和个性以及和环境相互作用时所有的应激反应。
除染色体DNA外，有极少量结构不同的DNA存在于真核细胞的线粒体和叶绿体中。
病毒的遗传物质也是DNA，极少数为RNA，极其特别的病毒以蛋白质为遗传物质（朊病毒）。
DNA是一种长链聚合物，组成单位称为脱氧核苷酸，而糖类与磷酸分子借由酯键相连，组成其长链骨架。
每个糖分子都与四种碱基里的其中一种相接，这些碱基沿着D NA长链所排列而成的序列，可组成遗传密码，是蛋白质氨基酸序列合成的依据。
读取密码的过程称为转录，是根据DNA序列复制出一段称为RNA的核酸分子。
多数R NA带有合成蛋白质的讯息，另有一些本身就拥有特殊功能，例如rRNA、snRNA与siRNA。
四链体DNASundpuist和Klug在模拟1种原生动物棘毛虫的端粒DNA时,人工合成了1段D NA序列,发现在一定条件下模拟的富G单链DNA可形成四链体DNA结构。
由此推测染色体端粒尾的单链之间也形成了四链体。
Kang等人分别用实验证实在晶体和溶液中，富G DNA也能够形成四链体DNA结构。
四链体DNA的基本结构单位是G-四联体，即在四联体的中心有1个由4个带负电荷的羧基氧原子围成的“口袋”通过G-四联体的堆积可以形成分子内或分子间的右手螺旋，与DNA双螺旋结构比较，G-四联体螺旋有2个显著的特点：1、它的稳定性决定于口袋内所结合的阳离子种类，已知钾离子的结合使四联体螺旋最稳定；2、它的热力学和动力学性质都很稳定。
dna结构归纳总结
dna结构归纳总结DNA（Deoxyribonucleic Acid，脱氧核糖核酸）是构成生物遗传信息的基本分子。
它以其特有的双螺旋结构而闻名，这一结构是由四种碱基、磷酸、脱氧核糖和磷酸等部分组成的。
本文将对DNA的结构进行归纳总结，以便更好地理解和应用DNA。
一、碱基配对DNA由四种碱基组成，它们分别是腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）。
这些碱基按照一定的规则配对，形成稳定的碱基对。
具体来说，A与T之间形成两个氢键连接，G与C之间形成三个氢键连接。
这种有序的碱基配对保证了DNA的稳定性和准确的复制。
二、螺旋结构DNA的双螺旋结构是其最显著的特征。
DNA的两条链通过碱基间的氢键连接相互缠绕，形成一种右旋的双螺旋结构。
这种结构使得两条链互补，并且具有一定的稳定性。
双螺旋结构的发现不仅揭示了DNA的基本构造，而且对于解读DNA的序列信息具有重要意义。
三、多级结构DNA的结构不仅仅局限于双螺旋，还存在多级结构。
在较小的尺度上，DNA会发生自旋、弯曲和环绕等变形，形成一系列结构，如DNA超螺旋、DNA簇和DNA环等。
在较大的尺度上，DNA会卷曲成染色体的形态，形成复杂的三维结构。
这些多级结构对于调控基因的表达以及维持染色体的稳定性至关重要。
四、特殊结构除了基本的双螺旋结构外，DNA还存在一些特殊的结构。
其中最具代表性的是四链DNA，它由两对碱基通过氢键相互连接而成，形成四条链。
这种结构在某些情况下具有重要的生物学功能，如在基因调控、DNA复制和基因重组等过程中发挥作用。
五、DNA的应用DNA的结构不仅仅是一种科学研究的对象，也有广泛的应用。
例如，在医学上，通过解读DNA序列可以诊断和预测遗传性疾病，指导个体化治疗。
在法医学中，通过DNA检验可以确定犯罪嫌疑人和亲子关系等。
此外，DNA还被应用于基因工程、遗传改良、种子保护和生物信息学等领域。
六、未来展望随着科学技术的不断进步，人们对于DNA结构的认识也在不断深化。
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游离状态→ 游离状态 不发荧光
杂交状态→ 杂交状态 不发荧光
酶切之后→ 酶切之后 两端都发荧光
AllGlo Probes(Type II)
(中间标记) 中间标记
5´ 游离状态→ 游离状态 不发荧光 3´
杂交状态→ 杂交状态 不发荧光
酶切之后→ 酶切之tra: 500/525 nm (FAM region)
1000 nM 500 nM 250 nM 125 nM
1000 nM 500 nM 250 nM 125 nM
AllGlo (MAR)
TaqMan® (FAM/TAM)
0
10
20
30 40 Cycle Number
50
60
* Optics optimized for FAM; All conditions are same except labels
AllGlo Probe 灵敏度和 灵敏度和Mix的关系 的关系
谢 谢！
打造最专业的DNA合 合 打造最专业的 成及标记公司
李辉 2008-12-10
DNA 合 成 简 介
亚磷酰胺法
亚磷酰胺法示意图 亚磷酰胺法示意图
• 合成流程
荧光标记的方法
1. 亚磷酰胺法单体
5’-Biotin
3’-Biotin
荧光标记的方法
2. 活化脂
5’-Aminolink
活化脂
影响合成质量的因素
一. 原料
1. 超世生物基本合成试剂全部采用原装进口Sigma（Proligo）（DNA合成稳定性） 超世生物基本合成试剂全部采用原装进口 （ ） 合成稳定性） 合成稳定性 2. 超世生物采用的标记及修饰原料全部是经过严格测试筛选，固定下来几家全球 超世生物采用的标记及修饰原料全部是经过严格测试筛选， 知名的染料供应商： 知名的染料供应商：Biotium、Glenresearch、Biosearch Technologies、Proligo等 、 、 、 等 （试剂纯度高、标记效率高、荧光稳定） 试剂纯度高、标记效率高、荧光稳定）
常用荧光基团波长及淬灭基团选择
Black Hole Quenchers
新一代实时定量探针－ 新一代实时定量探针－AllGlo Probe
• • • • • • • 不需要专门的报告或淬灭基团 合成简单 灵敏度高 大大提高tm值 大大提高 值 设计简单 合成周期短 适用领域广
AllGlo Probes (Type I)
多通道荧光选择
(Blue region)
Reactive oligo
(Cy5 region)
(FAM region)
(TexasRedTM region)
(VICTM region)
(TAMRA region)
AllGlo Probe实时定量曲线 实时定量曲线
Relative Fluorescence
二. 技术及理念
工业化给我们的带来了很多！ 工业化给我们的带来了很多！可能丢失了合成其实也是分子生物学一部分
三. 仪器及环境
TaqMan法 法
Taq酶的外切活性 酶的外切活性
如何确定阈值：基线的作用
基线的范围： 阈
标 准 基线范围 偏
值 高 度
差
从第3个循环起 3 到指数增长前3个循环。 一般取3-15循环。 根据实验结果调整。