现代分子生物学第五章优秀课件
Holley完成了酵母丙氨酸tRNA的全序列测定；科学 家证明细菌的抗药性通常由“质粒”DNA所决定。
1966
Nirenberg，Ochoa，Khorana，Crick等人破译了全部遗传密码。
1967 1970 1972-1973 1975-1977 1978
第一次发现DNA连接酶
Smith，Wilcox和Kelley分离了第一种限制性核酸内切酶，Temin和 Baltimore从RNA肿瘤病毒中发现反转录酶。
1980 1981 1982
美国联邦最高法院裁定微生物基因工程可以被专利化。
Palmiter和Brinster获得转基因小鼠，Spradling和Rubin得到转基因 果蝇。
美、英批准使用第一例基因工程药物——胰岛素，Sanger等人完成 了入噬菌体48,502bp全序列测定。
1983 1984 1986 1988 1989 1992
现代分子生物学第五章优秀课 件
基因操作主要包括DNA分子的 切割与连接、核酸分子杂交、凝胶 电泳、细胞转化、核酸序列分析以 及基因人工合成、定点突变和PCR 扩增等，是分子生物学研究的核心 与基本技术。
基因工程是指在体外将核酸 分子插入病毒、质粒或其它载体 分子，构成遗传物质的新组合， 使之进入原先没有这类分子的寄 主细胞内并进行持续稳定的繁殖 和表达。
由于糖-磷酸骨架在结构上的重复性 质，相同数量的双链DNA几乎具有等量 的净电荷，因此它们能以同样的速度向 正电极方向迁移。
琼脂糖凝胶分辨DNA片段的范围为 0.2~50kb之间。
聚丙烯酰胺凝胶的分辨范围为1到 1000个碱基对之间。
凝胶浓度的高低影响凝胶介质孔隙的 大小，浓度越高，孔隙越小，其分辨 能力就越强。
1994 1996 1997 2000 2001
获得第一例转基因植物。
斯坦福大学获得关于重组DNA的专利。
GMO首次在环境中释放。
Watson出任“人类基因组计划”首席科学家。
DuPont公司获得转肿瘤基因小鼠—“Oncomoub)。 第一批基因工程西红柿在美国上市。
完成了酵母基因组(1.25×107bp)全序列测定。
英国爱丁堡罗斯林研究所获得克隆羊。
完成第一个高等植物拟南芥的全序列测定 （(1.15×108bp)。 完成第一个人类基因组全序列测定(2.7×109bp)。
（1）限制性核酸内切酶
限制性核酸内切酶能够识别DNA上的特定 碱基序列并从这个位点切开DNA分子。
Boyer ， Berg 等 人 发 展 了 DNA 重 组 技 术 ， 于 72 年 获 得 第 一 个 重 组 DNA分子，73年完成第一例细菌基因克隆。
Sanger与Maxam和Gilbert等人发明了DNA序列测定技术，1977年 完成了全长5387bp的噬菌体φx174基因组测定。
首次在大肠杆菌中生产由人工合成基因表达的人脑激素和人胰岛素。
一种分子被放置到电场中，它就 会以一定的速度移向适当的电极。我 们把这种电泳分子在电场作用下的迁 移速度，叫做电泳的迁移率，它与电 场强度和电泳分子本身所携带的净电 荷数成正比，与片段大小成反比。
生理条件下，核酸分子中的磷酸基团 呈离子化状态，所以，DNA和RNA又被 称为多聚阴离子（polyanions），在电场 中向正电极的方向迁移。
第一个核酸内切酶Eco RI是Boyer实验室在 1972年发现的，它能特异性识别GAATTC序 列，将双链DNA分子在这个位点切开并产生 具有粘性末端或平端的小片段。
图5-1 几种主要DNA内切酶所识别的序列及 其酶切末端。
（2）DNA连接酶
图5-2 DNA连接酶能把不同的DNA片段连接成一个整体。 a. DNA的粘性末端; b. DNA的平末端; c. 化学合成的具有EcoRI 粘性末端的DNA片段。
基因工程技术是核酸操作技术的一 部分，只不过它强调了外源核酸分子在 另一种不同的寄主细胞中的繁衍与性状 表达。
事实上，这种跨越物种屏障、把来 自其它生物的基因置于新的寄主生物细 胞之中的能力，是基因工程技术区别于 其它技术的根本特征。
5. 1 重组DNA技术回顾
三大成就：
第一，在20世纪40年代确定了遗传信息的携 带者、即基因的分子载体是DNA而不是蛋白 质——解决了遗传的物质基础问题；
第二，50年代提出了DNA分子的双螺旋结构 模型和半保留复制机制——解决了基因的自 我复制和世代交替问题；
第三，50年代末至60年代，相继提出了 “中心法则”和操纵子学说,成功地破译 了遗传密码——阐明了遗传信息的流动 与表达机制。
表5-1 重组DNA技术史上的主要事件
年份
事件
1869
F Miescher首次从莱茵河鲑鱼精子中分离DNA。
图5-3 重组DNA操作过程示意图
目的基因的表达
5. 2 DNA基本操作技术
5. 2. 1 核酸凝胶电泳技术
自 从 琼 脂 糖 （ agarose ） 和 聚 丙 烯 酰 胺 （polyacrylamide）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。
（3）分子克隆的载体
仅仅能在体外利用限制性核酸内切酶和DNA 连接酶进行DNA的切割和重组，还不能满足基 因工程的要求，只有将它们连接到具备自主复 制能力的DNA分子上，才能在寄主细胞中进行 繁殖。
具备自主复制能力的DNA分子就是分子克隆 的载体（vector）。病毒、噬菌体和质粒等小 分子量复制子都可以作为基因导入的载体。
1957
A.Kornberg从大肠杆菌中发现了DNA聚合酶I。
19591960 1961
1964
1965
Ochoa发现RNA聚合酶和信使RNA，并证明mRNA决 定了蛋白质分子中的氨基酸序列。
Nirenberg破译了第一个遗传密码；Jacob和Monod提 出了调节基因表达的操纵子模型。
Yanofsky和Brenner等人证明，多肽链上的氨基酸序 列与该基因中的核苷酸序列存在着共线性关系。
1966
Nirenberg，Ochoa，Khorana，Crick等人破译了全部遗传密码。
1967 1970 1972-1973 1975-1977 1978
第一次发现DNA连接酶
Smith，Wilcox和Kelley分离了第一种限制性核酸内切酶，Temin和 Baltimore从RNA肿瘤病毒中发现反转录酶。
1980 1981 1982
美国联邦最高法院裁定微生物基因工程可以被专利化。
Palmiter和Brinster获得转基因小鼠，Spradling和Rubin得到转基因 果蝇。
美、英批准使用第一例基因工程药物——胰岛素，Sanger等人完成 了入噬菌体48,502bp全序列测定。
1983 1984 1986 1988 1989 1992
现代分子生物学第五章优秀课 件
基因操作主要包括DNA分子的 切割与连接、核酸分子杂交、凝胶 电泳、细胞转化、核酸序列分析以 及基因人工合成、定点突变和PCR 扩增等，是分子生物学研究的核心 与基本技术。
基因工程是指在体外将核酸 分子插入病毒、质粒或其它载体 分子，构成遗传物质的新组合， 使之进入原先没有这类分子的寄 主细胞内并进行持续稳定的繁殖 和表达。
由于糖-磷酸骨架在结构上的重复性 质，相同数量的双链DNA几乎具有等量 的净电荷，因此它们能以同样的速度向 正电极方向迁移。
琼脂糖凝胶分辨DNA片段的范围为 0.2~50kb之间。
聚丙烯酰胺凝胶的分辨范围为1到 1000个碱基对之间。
凝胶浓度的高低影响凝胶介质孔隙的 大小，浓度越高，孔隙越小，其分辨 能力就越强。
1994 1996 1997 2000 2001
获得第一例转基因植物。
斯坦福大学获得关于重组DNA的专利。
GMO首次在环境中释放。
Watson出任“人类基因组计划”首席科学家。
DuPont公司获得转肿瘤基因小鼠—“Oncomoub)。 第一批基因工程西红柿在美国上市。
完成了酵母基因组(1.25×107bp)全序列测定。
英国爱丁堡罗斯林研究所获得克隆羊。
完成第一个高等植物拟南芥的全序列测定 （(1.15×108bp)。 完成第一个人类基因组全序列测定(2.7×109bp)。
（1）限制性核酸内切酶
限制性核酸内切酶能够识别DNA上的特定 碱基序列并从这个位点切开DNA分子。
Boyer ， Berg 等 人 发 展 了 DNA 重 组 技 术 ， 于 72 年 获 得 第 一 个 重 组 DNA分子，73年完成第一例细菌基因克隆。
Sanger与Maxam和Gilbert等人发明了DNA序列测定技术，1977年 完成了全长5387bp的噬菌体φx174基因组测定。
首次在大肠杆菌中生产由人工合成基因表达的人脑激素和人胰岛素。
一种分子被放置到电场中，它就 会以一定的速度移向适当的电极。我 们把这种电泳分子在电场作用下的迁 移速度，叫做电泳的迁移率，它与电 场强度和电泳分子本身所携带的净电 荷数成正比，与片段大小成反比。
生理条件下，核酸分子中的磷酸基团 呈离子化状态，所以，DNA和RNA又被 称为多聚阴离子（polyanions），在电场 中向正电极的方向迁移。
第一个核酸内切酶Eco RI是Boyer实验室在 1972年发现的，它能特异性识别GAATTC序 列，将双链DNA分子在这个位点切开并产生 具有粘性末端或平端的小片段。
图5-1 几种主要DNA内切酶所识别的序列及 其酶切末端。
（2）DNA连接酶
图5-2 DNA连接酶能把不同的DNA片段连接成一个整体。 a. DNA的粘性末端; b. DNA的平末端; c. 化学合成的具有EcoRI 粘性末端的DNA片段。
基因工程技术是核酸操作技术的一 部分，只不过它强调了外源核酸分子在 另一种不同的寄主细胞中的繁衍与性状 表达。
事实上，这种跨越物种屏障、把来 自其它生物的基因置于新的寄主生物细 胞之中的能力，是基因工程技术区别于 其它技术的根本特征。
5. 1 重组DNA技术回顾
三大成就：
第一，在20世纪40年代确定了遗传信息的携 带者、即基因的分子载体是DNA而不是蛋白 质——解决了遗传的物质基础问题；
第二，50年代提出了DNA分子的双螺旋结构 模型和半保留复制机制——解决了基因的自 我复制和世代交替问题；
第三，50年代末至60年代，相继提出了 “中心法则”和操纵子学说,成功地破译 了遗传密码——阐明了遗传信息的流动 与表达机制。
表5-1 重组DNA技术史上的主要事件
年份
事件
1869
F Miescher首次从莱茵河鲑鱼精子中分离DNA。
图5-3 重组DNA操作过程示意图
目的基因的表达
5. 2 DNA基本操作技术
5. 2. 1 核酸凝胶电泳技术
自 从 琼 脂 糖 （ agarose ） 和 聚 丙 烯 酰 胺 （polyacrylamide）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。
（3）分子克隆的载体
仅仅能在体外利用限制性核酸内切酶和DNA 连接酶进行DNA的切割和重组，还不能满足基 因工程的要求，只有将它们连接到具备自主复 制能力的DNA分子上，才能在寄主细胞中进行 繁殖。
具备自主复制能力的DNA分子就是分子克隆 的载体（vector）。病毒、噬菌体和质粒等小 分子量复制子都可以作为基因导入的载体。
1957
A.Kornberg从大肠杆菌中发现了DNA聚合酶I。
19591960 1961
1964
1965
Ochoa发现RNA聚合酶和信使RNA，并证明mRNA决 定了蛋白质分子中的氨基酸序列。
Nirenberg破译了第一个遗传密码；Jacob和Monod提 出了调节基因表达的操纵子模型。
Yanofsky和Brenner等人证明，多肽链上的氨基酸序 列与该基因中的核苷酸序列存在着共线性关系。
合集下载
2024版年度现代分子生物学(全套课件180P)ppt课件
2024/2/3
链的延伸
RNA聚合酶沿DNA模板 移动，催化RNA链的延
伸。
转录终止
RNA聚合酶在特定信号 作用下停止转录，释放
RNA链。
16
转录后修饰
包括5’端加帽、3’端 加尾等修饰过程。
RNA的加工与成熟
剪接
去除内含子，连接外显子，形成成熟的 mRNA。
编辑
对某些核苷酸进行修饰或替换，改变RNA的 编码信息。
DNA复制和修复过程中的突变 和重组为生物进化提供了原材
料。
疾病发生与发展
DNA复制和修复异常可能导致 基因突变和基因组不稳定，进
而引发疾病的发生和发展。
2024/2/3
14
04
RNA转录与加工
2024/2/3
15
RNA转录的过程与机制
转录起始
RNA聚合酶与DNA模板 结合，形成转录起始复
合物。
疗。
基因治疗
通过导入正常基因或修复突变基 因，恢复细胞功能，达到治疗疾
病的目的。
精准医疗
结合基因诊断与治疗，为患者提 供定制化的治疗方案，提高治疗
效果和生活质量。
2024/2/3
26
07
分子生物学技术与应用
2024/2A重组技术
利用限制性内切酶、DNA连接酶等工具酶，实现 DNA片段的切割、连接和重组，构建重组DNA分子。
8
基因组的组成与特点
基因组的定义
基因组是一个生物体所有 基因的总和，包括核基因 组和细胞器基因组。
2024/2/3
基因组的组成
基因组由DNA序列、RNA 序列和蛋白质序列等组成， 其中DNA序列是主要的遗 传物质。
基因组的特点
链的延伸
RNA聚合酶沿DNA模板 移动，催化RNA链的延
伸。
转录终止
RNA聚合酶在特定信号 作用下停止转录，释放
RNA链。
16
转录后修饰
包括5’端加帽、3’端 加尾等修饰过程。
RNA的加工与成熟
剪接
去除内含子，连接外显子，形成成熟的 mRNA。
编辑
对某些核苷酸进行修饰或替换，改变RNA的 编码信息。
DNA复制和修复过程中的突变 和重组为生物进化提供了原材
料。
疾病发生与发展
DNA复制和修复异常可能导致 基因突变和基因组不稳定，进
而引发疾病的发生和发展。
2024/2/3
14
04
RNA转录与加工
2024/2/3
15
RNA转录的过程与机制
转录起始
RNA聚合酶与DNA模板 结合，形成转录起始复
合物。
疗。
基因治疗
通过导入正常基因或修复突变基 因，恢复细胞功能，达到治疗疾
病的目的。
精准医疗
结合基因诊断与治疗，为患者提 供定制化的治疗方案，提高治疗
效果和生活质量。
2024/2/3
26
07
分子生物学技术与应用
2024/2A重组技术
利用限制性内切酶、DNA连接酶等工具酶，实现 DNA片段的切割、连接和重组，构建重组DNA分子。
8
基因组的组成与特点
基因组的定义
基因组是一个生物体所有 基因的总和，包括核基因 组和细胞器基因组。
2024/2/3
基因组的组成
基因组由DNA序列、RNA 序列和蛋白质序列等组成， 其中DNA序列是主要的遗 传物质。
基因组的特点
《现代分子生物学》朱玉贤第五版北大课件-2024鲜版
02
通过影响染色质结构、转录因子活性等方式调控基因表
达。
环状RNA（circRNA）
03
作为miRNA海绵或参与蛋白质翻译调控等方式影响基
因表达。
2024/3/27
17
04
蛋白质合成与功能
2024/3/27
18
遗传密码破译及特点分析
1 2
遗传密码的破译 通过生物化学和遗传学方法，确定mRNA上三个 相邻碱基决定一个氨基酸或其他信息。
主要贡献
朱玉贤教授在基因表达调控、基因组与表观遗传学等领域取得 了重要成果，为推动中国分子生物学的发展做出了杰出贡献。
5
第五版教材特点与更新内容
特点
全面系统地介绍了分子生物学的基本概念、原理和方法，内容新颖，反映了学科最新进展和前沿动态。
更新内容
相较于前一版，第五版教材在基因组编辑、表观遗传学、非编码RNA等领域进行了重要更新和补充。
2024/3/27
6
北大课件使用指南
课件获取
学生可通过北京大学教学平台或相关课程网站下载《现代分子生物学》朱玉贤 第五版的课件。
使用方法
课件按章节进行编排，包含丰富的图表、实例和思考题，有助于学生更课件进行学习。
2024/3/27
7
02
通过细胞筛选和分子生物学方法，鉴定成功 实现基因编辑的细胞克隆。
2024/3/27
30
未来发展趋势预测与挑战
发展趋势预测
2024/3/27
高通量测序技术的进一步发展，将提高测序速度和准确性，降低成本。
生物信息学方法的不断创新和完善，将提高数据处理和分析的效率和准 确性。
31
未来发展趋势预测与挑战
蛋白质水平调控
现代分子生物学课件
现代分子生物学课件一、引言分子生物学是研究生物大分子（如DNA、RNA和蛋白质）的结构、功能和相互作用的科学。
随着科学技术的飞速发展，现代分子生物学已经取得了许多重要的突破，为生命科学、医学、农业等领域的研究和应用提供了强大的理论和技术支持。
本课件旨在介绍现代分子生物学的基本原理、技术方法和研究进展，以帮助学生更好地理解分子生物学的基本概念，掌握相关实验技术，并为未来的科研工作打下坚实的基础。
二、DNA的结构与功能DNA是生物体内携带遗传信息的分子，其双螺旋结构由两条互相缠绕的链组成。
DNA分子由四种碱基（腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和鳞状细胞素）组成，它们通过氢键相互配对，形成碱基对。
DNA 的主要功能是存储和传递遗传信息，指导蛋白质的合成，从而调控生物体的生长、发育和代谢等生命活动。
三、基因的表达与调控基因的表达是指DNA序列转化为功能蛋白质的过程，包括转录和翻译两个阶段。
转录是指DNA模板上的信息被复制成RNA分子的过程，翻译是指RNA分子被翻译成蛋白质的过程。
基因的表达受到多种因素的调控，包括转录因子、染色质结构、DNA甲基化等。
这些调控机制确保了基因在适当的时空条件下表达，从而维持生物体的正常生理功能。
四、分子生物学技术1.PCR（聚合酶链反应）：一种在体外扩增DNA片段的技术，具有高灵敏度、高特异性和操作简便等特点。
2.克隆技术：将DNA片段插入到载体中，使其在宿主细胞中复制和表达的技术。
3.基因敲除和敲入：通过基因编辑技术（如CRISPR/Cas9）对生物体的基因进行精确修改，以研究基因的功能。
4.蛋白质组学：研究生物体内所有蛋白质的表达、修饰和相互作用的技术。
5.代谢组学：研究生物体内所有代谢物的种类、含量和变化的技术。
五、现代分子生物学研究进展1.基因组学：人类基因组计划的完成，揭示了人类基因组的整体结构和功能。
2.系统生物学：通过整合生物学数据，研究生物系统的整体行为和调控机制。
现代分子生物学课件
DNA聚合酶
▪ DNA分子切割
限制性内切酶
▪ DNA片段与载体连接
DNA连接酶
▪ DNA凝胶电泳
▪ 细胞转化及重组子的筛选与鉴定等
2020/12/8
16
分子生物学的研究内容
DNA重组技术
三大基本工具: ➢ “分子手术刀” 限制性核酸内切酶 ➢ “分子缝合针” DNA连接酶 ➢ “分子运输车” 基因进入受体细胞的载体
（4）基因组、功基因组与生物信息学研究
基因组（genome): 生物有机体的单倍体细胞中的所有DNA，包括
核中的染色体DNA和线粒体、叶绿体等亚细胞器中 的DNA。
P. 456
2020/12/8
24
分子生物学的研究内容 基因组、功能基因组与生物信息学研究
基因组计划: 测定基因组序列。
- 人类基因组计划 目的是揭开人类所有的遗传结构, 包括所有的基因(尤其是与疾病相关的基因)和基因外 序列的结构。1990年-2001年，美、英、法、德、 日、中 6 国的合作已完成人类基因的全部序列测定工 作。见表2-1, P. 19. - 小家鼠、果蝇、线虫、拟南芥、水稻、啤酒酵母，以 及多种真菌、细菌的基因组研究相继展开，其中拟南 芥基因组的全序列测定已完成。
结构分子生物学
结构分子生物学就是研究生物大分子特定的空间结 构及结构的运动变化与其生物学功能关系的科学。
主要包括三个研究方向： ✓ 结构的测定 采用X射线衍射、二维或多维核磁共振等方法 ✓ 结构运动变化规律的探索 ✓ 结构与功能相互关系的建立
2020/12/8
23
分子生物学的研究内容 基因组、功能基因组与生物信息学研究
(3.2 108bp)。 ➢2001年, 完成人类基因组全序列测定(3.5 109bp)。
现代分子生物学课件-第五章
图5-3 重组DNA操作过程示意图
目的基因的表达
5. 2 DNA基本操作技术
5. 2. 1 核酸凝胶电泳技术
自从琼脂糖（ agarose ）和聚丙烯酰胺 （ polyacrylamide ）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。
由于在 PCR 反应中所选用的一对 引物，是按照与扩增区段两端序列 彼此互补的原则设计的，因此每一 条新生链的合成都是从引物的退火 结合位点开始并朝相反方向延伸的。
整个 PCR 反应的全过程，即 DNA 解链（变性）、引物与模板 DNA 相 结合（退火）、 DNA 合成（链的延 伸）三步，可以被不断重复。经多 次循环之后，反应混合物中所含有 的双链 DNA 分子数，即两条引物结 合位点之间的 DNA 区段的拷贝数， 理论上的最高值应是2n。
转化是一个自然存在的过程。细菌处于容易吸收 外源DNA状态叫感受态，用理化方法诱导细胞进入感 受态的操作叫致敏过程。 重组DNA转化细菌的技术操作关键就是通过化学 方法，人工诱导细菌细胞进入一个敏感的感受态，以 便外源DNA进入细菌内。 这项技术始于Mandel和Higa 1970年的观察，他们 发现细菌经过冰冷的CaCl2溶液处理及短暂热休克后， 容易被 λ 噬菌体 DNA感染，随后 Cohn 于 1972 年进一 步证明质粒DNA用同样的方法也可进入细菌。
(5)引物3‘末端碱基:原则上要求引物3’末端与模板 DNA一定要 配对。 (6)引物5'末端碱基:PCR反应物5'末端碱基并没有严格的限制， 只要与模板DNA结合的引物长度足够，其5'末端碱基可以不与 模板DNA匹配而呈游离状态。
分子生物学课件5.DNA复制
5. DNA复制 DNADNA是生物遗传的主要物质基础， 生物机体的遗传信息以密码的形式贮 存在DNA分子，并通过DNA的复制由亲 代传递给子代，遗传信息从DNA转录 给RNA，然后再翻译成特异的蛋白质， 以执行各种生物功能。
5.1 DNA复制的特点 The Characteristics of DNA Replication
共有两种类型：
TOP Ⅰ：使双链超 螺旋DNA转变为松 弛型环状DNA。 TOP Ⅰ在复制叉前一 段DNA断开一个磷酸 二酯键，使DNA链断 开，使得断开的DNA 链可绕着另一条完整 的DNA链自由转动， 最后再由TOP I重新 连上磷酸二酯键。影 响转录活性。
TOPⅡ ： 使松弛型环状 DNA转变为负超 螺旋DNA， 又称促旋酶。 TOP Ⅱ同时断 开DNA的双链， 形成暂时的断裂， 然后再与一个双 链DNA结合封 上断口,在复制 叉处消除由于 DNA解螺旋而 产生的超螺旋。 与复制有关。
复制起始分子机 制（六个步骤）
A.DnaA(ATP)Hu识别、 结合9bp重复序列；
B.Hu使DNA双链弯曲 ；
Hu makes DNA bend
HU ATP+DnaA 13 bp 9bp
DnaB (helicase) DnaC (helicase loader)
C.DnaB/DnaC蛋白复 合体结合解链区； SSB结合单链DNA；
A.一个RNA序列在模版上被合成， RNA链（RNA引物）的3‟-OH 自由端会被DNA聚合酶延伸。 这种方法通常在复制细胞DNA 时被使用，也被一些病毒使用。 B.一个事先形成的RNA和模版配 对，允许它的3‟-OH端被用来引 导DNA的合成。这种机制在反 转录病毒中被用来引导RNA的 反转录。
分子生物学课件第五章 同源重组、位点特异性重组
The Holliday Model
* This model of recombination was first proposed by Robin Holliday in 1964 and re-established by David Dressler and Huntington Potter in 1976 who demonstrated that the proposed
Fig. 22.5 f-h
8. The nicks are sealed by DNA ligase, yielding a Holliday junction.
9. Branch migration occours, sponsored by RuvA and RuvB.
10. RuvC resolves the structure.
6. The invading strand basepaired with a homologous region, releasing SSB and RecA.
7. RecBCD nicks the loopingout strand. RecA and SSB helps strand exchange.
Roles
Generating new gene/allele combinations (crossing over during meiosis)
Generating new genes (e.g., IgG rearrangement)
Integration of a specific DNA element DNA repair
* The two molecules must share a region of homologous (i.e. nearly identical) DNA sequence - a minimum of 30-151 bp is required.
分子生物学课件(共51张PPT)(2024)
四级结构
由两条或两条以上的多肽链组 成的一类结构，每一条多肽链
都有完整的三级结构。
21
蛋白质的功能与分类
结构蛋白：作为细胞的结构，如膜蛋白，染色体蛋白等 。 酶：催化生物体内的化学反应。
抗体：参与免疫应答。
2024/1/29
功能蛋白
激素：调节生物体的生理活动。
蛋白质的分类还可以根据其溶解度、形状等进行划分。 例如，根据溶解度可分为清蛋白、球蛋白等；根据形状 可分为纤维状蛋白和球状蛋白等。
RNA的基本组成单位是核糖核苷酸， 由磷酸、核糖和碱基组成。
磷酸二酯键
核糖核苷酸之间通过磷酸二酯键连接 形成RNA链。
碱基
RNA中的碱基主要有腺嘌呤（A）、 鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和尿嘧啶 （U）。
2024/1/29
12
RNA的种类与结构
mRNA
信使RNA，负责携带遗 传信息并指导蛋白质合
成。
翻译水平调控
通过控制翻译的起始、延伸和 终止来调控基因表达。
蛋白质水平调控
通过控制蛋白质的活性、稳定 性和相互作用来调控基因表达
。
表观遗传学调控
通过改变染色质结构和DNA 甲基化等方式来调控基因表达
。
2024/1/29
18
05
蛋白质的结构与功能
2024/1/29
19
蛋白质的分子组成
氨基酸
蛋白质的基本组成单元，共有20 种标准氨基酸。
2024/1/29
tRNA
转运RNA，负责携带氨 基酸并识别mRNA上的
遗传密码。
rRNA
其他RNA
核糖体RNA，是核糖体 的组成部分，参与蛋白
质合成。
13
如miRNA、snRNA等， 在基因表达调控等方面
由两条或两条以上的多肽链组 成的一类结构，每一条多肽链
都有完整的三级结构。
21
蛋白质的功能与分类
结构蛋白：作为细胞的结构，如膜蛋白，染色体蛋白等 。 酶：催化生物体内的化学反应。
抗体：参与免疫应答。
2024/1/29
功能蛋白
激素：调节生物体的生理活动。
蛋白质的分类还可以根据其溶解度、形状等进行划分。 例如，根据溶解度可分为清蛋白、球蛋白等；根据形状 可分为纤维状蛋白和球状蛋白等。
RNA的基本组成单位是核糖核苷酸， 由磷酸、核糖和碱基组成。
磷酸二酯键
核糖核苷酸之间通过磷酸二酯键连接 形成RNA链。
碱基
RNA中的碱基主要有腺嘌呤（A）、 鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和尿嘧啶 （U）。
2024/1/29
12
RNA的种类与结构
mRNA
信使RNA，负责携带遗 传信息并指导蛋白质合
成。
翻译水平调控
通过控制翻译的起始、延伸和 终止来调控基因表达。
蛋白质水平调控
通过控制蛋白质的活性、稳定 性和相互作用来调控基因表达
。
表观遗传学调控
通过改变染色质结构和DNA 甲基化等方式来调控基因表达
。
2024/1/29
18
05
蛋白质的结构与功能
2024/1/29
19
蛋白质的分子组成
氨基酸
蛋白质的基本组成单元，共有20 种标准氨基酸。
2024/1/29
tRNA
转运RNA，负责携带氨 基酸并识别mRNA上的
遗传密码。
rRNA
其他RNA
核糖体RNA，是核糖体 的组成部分，参与蛋白
质合成。
13
如miRNA、snRNA等， 在基因表达调控等方面
《现代分子生物学》PPT课件
完整版课件ppt
13
遗传密码
• 遗传密码的破译 • 遗传密码的特性：无逗号、不重叠、通用
性、简并性、起始密码和终止密码
完整版课件ppt
14
tRNA的结构与功能
• tRNA的二级结构：三叶草型——四环四臂 • tRNA的三级结构：倒L型 • tRNA的功能：密码子与反密码子的配对 • tRNA种类：起始tRNA与延伸tRNA、同工
完整版课件ppt
35
免疫球蛋白
• 免疫系统：体液免疫和细胞免疫 • B细胞的分化过程 • 免疫球蛋白的结构 • 免疫球蛋白基因重排产生多样性
完整版课件ppt
36
果蝇胚胎的模式发育
• 重要基因：BICOID和HUNCHBACK（前端 形成），NANOS和CAUDAL（后端形成）
• 同源域基因：存在于生物中的一类高度保 守的基因，可能与模式发育有关。
完整版课件ppt
21
酵母双杂交系统
• 用于分离能与已知靶蛋白质互作的基因 • 基本原理：真核生物的转录因子大多有两
个结构分开、功能上独立的结构域组成： DNA结合域（BD）和转录激活域（AD）， 只有两者在空间上相互靠近才能起始转录。
完整版课件ppt
22
第六章 基因的表达与调控（上）
知识要点
• 基因表达调控的基本概念 • 操纵子模型
• 激素调节、热激蛋白调节、金属蛋白调节
完整版课件ppt
31
第八章 疾病与人类健康
知识要点
• 癌症发病机制 • 癌基因概念和分类 • 基因治疗的概念
完整版课件ppt
32
癌基因的概念和分类
• 癌基因：体外引起细胞转化，体内诱发肿 瘤。分为v-onc（HIV和HBV）和c-onc两类