《基因操作技术-3》PPT课件.ppt

1 基 因 操 作 原 理 Principles of Gene Manipulation 2 2.1.1核酸的化学结构 3 核 酸(nucleic acid) 是以核苷酸为基本单位的生物大分子，携带和传递遗传信息。 4 一、核酸的发现和研究工作进展 1868年 Fridrich Miescher从脓细胞中提取“核素” 1944年 Avery等人证实DNA是遗传物质 1953年 Watson和Crick发现DNA的双螺旋结构 1965年 Nirenberg发现遗传密码 1970年 Temin和Baltimore发现逆转录酶 1981年 Gilbert和Sanger建立DNA 测序方法 1985年 Mullis发明PCR 技术 1990年 美国启动人类基因组计划(HGP) 1994年 中国人类基因组计划启动 2001年 美、英等国完成人类基因组计划基本框架 5 二、核酸的分类及分布 6 第一节 核酸的化学组成及其一级结构The Chemical Component and Primary Structure of Nucleic Acid 9 嘌呤(purine) 碱 基 10 嘧啶(pyrimidine) 11 戊 糖 12 核苷：AR, GR, UR, CR 脱氧核苷：dAR, dGR, dTR, dCR 一、核苷酸的结构 13 核苷酸： AMP, GMP, UMP, CMP 脱氧核苷酸： dAMP, dGMP, dTMP, dCMP 14 电 脑 模 型图 简化式 酯键 糖苷键 15 体内重要的游离核苷酸及其衍生物 含核苷酸的生物活性物质： NAD+、NADP+、CoA-SH、FAD 等都含有 AMP 多磷酸核苷酸：NMP，NDP，NTP 环化核苷酸: cAMP，cGMP 16 C G A 17 二、核酸的一级结构 定义 核酸中核苷酸的排列顺序。 由于核苷酸间的差异主要是碱基不同，所以也称为碱基序列。 18 书写方法 5 pApCpTpGpCpT-OH 3 5 A C T G C T 3 目 录 19 第二节 DNA的空间结构与功能Dimensional Structure and Function of DNA 20 DNA的二级结构-双螺旋结构 DNA双螺旋结构的研究背景和历史意义 DNA双螺旋结构模型要点 DNA的超螺旋结构及其在染色质中的组装 DNA的超螺旋结构 原核生物DNA的高级结构 DNA在真核生物细胞核内的组装 DNA的功能 21 一、 DNA的二级结构—双螺旋结构 22 （一）DNA双螺旋结构的研究背景和历史意义 23 Chargaff 规则 任何一种生物中各碱基相对比例相同 即：A=T，G=C； 不同生物的DNA,其碱基组成不同； 同一个体不同器官、组织的DNA,其碱基组成相同。 DNA双螺旋结构发现的历史意义： 揭示了生物体遗传信息储存及表达的分子机制 开创了现代分子生物学 是生物学发展史上的里程碑 24 （二） DNA双螺旋结构模型要点 （Watson, Crick, 1953） 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。 25 （二） DNA双螺旋结构模型要点 （Watson, Crick, 1953） 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。 26 碱基互补配对 T A G C 27 28 29 （二） DNA双螺旋结构模型要点 （Watson, Crick, 1953） 氢键维持双链横向稳定性，碱基堆积力维持双链纵向稳定性。 30 （三）DNA双螺旋结构的多样性 31 B- 32 33 34 35 二、DNA的超螺旋结构及其在染色质中的组装 （一）DNA的超螺旋结构 超螺旋结构(superhelix 或supercoil) DNA双螺旋链再盘绕即形成超螺旋结构。 正超螺旋(positive supercoil) 盘绕方向与DNA双螺旋方同相同 负超螺旋(negative supercoil) 盘绕方向与DNA双螺旋方向相反 36 意义 DNA超螺旋结构整体或局部的拓扑学变化及其调控对于DNA复制和RNA转录过程具有关键作用。