《分子生物学检验技术课件》核酸基本结构和功能.pptx

《分子生物学检验技术课件》核酸基本结构和功能

汇报人：

2024-01-22

contents

目录

核酸概述

核酸基本结构

核酸理化性质

核酸生物合成

核酸酶及其作用

核酸分离纯化与鉴定

总结与展望

01

核酸概述

核酸是由核苷酸组成的大分子生物聚合物，是生命体遗传信息的携带者。

核酸定义

根据组成核酸的五碳糖不同，核酸可分为核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）。

核酸分类

DNA是生物体遗传信息的携带者，通过复制将遗传信息传递给下一代。

遗传信息的携带者

生物催化的作用

基因表达的调控

RNA在生物体内具有催化功能，如核糖体中的rRNA参与蛋白质合成。

核酸在基因表达调控中起关键作用，如mRNA、tRNA和miRNA等参与蛋白质合成的调控。

03

02

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核酸的研究始于19世纪末，当时科学家们发现了核酸的组成成分和基本结构。随着分子生物学的发展，核酸的结构和功能逐渐被揭示。

研究历史

目前，核酸研究已成为生物学领域的热点之一。随着高通量测序技术的发展，科学家们能够更深入地了解基因组的结构和功能。同时，基于核酸的药物设计和基因治疗等研究领域也取得了显著进展。

研究现状

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核酸基本结构

RNA通常为单链结构，局部区域可形成双链。

单链结构

RNA中的碱基配对规则与DNA相似，但U（尿嘧啶）替代了T（胸腺嘧啶），与A（腺嘌呤）配对。

碱基配对

RNA链的骨架由磷酸和核糖交替连接而成。

磷酸-核糖骨架

DNA拓扑异构体

DNA在超螺旋基础上形成的不同空间构象，具有不同的生物学功能。

超螺旋结构

DNA双螺旋进一步扭曲盘绕形成的三级结构，分为正超螺旋和负超螺旋。

RNA高级结构

RNA分子在单链基础上可形成多种复杂的高级结构，如tRNA的三叶草结构、rRNA的复杂三维结构和mRNA的茎环结构等。这些高级结构对于RNA的功能发挥至关重要。

03

核酸理化性质

1

2

3

由许多核苷酸通过磷酸二酯键连接而成，分子量可达数百万。

核酸是高分子化合物

在不同pH条件下，可发生两性解离，呈现不同的电性。

核酸具有两性解离性质

在水中可形成亲水胶体，具有较大的比表面积和吸附能力。

核酸具有胶体性质

核酸在260nm处有最大吸收峰

这是由于嘌呤和嘧啶碱基中的共轭双键系统引起的。

不同核酸的紫外吸收特性不同

DNA和RNA的紫外吸收特性存在差异，可用于它们的定性和定量分析。

核酸的紫外吸收特性可用于检测其含量和纯度

通过测定样品在260nm处的吸光度，可计算出核酸的浓度。

要点三

核酸变性

在某些理化因素作用下，DNA双链之间的氢键断裂，变成单链的过程。常见的变性方法有加热、极端pH、有机试剂等。

要点一

要点二

核酸复性

当变性条件缓慢去除后，分开的两条DNA单链可重新互补配对，恢复成原来的双链结构，称为复性。

核酸杂交

在复性过程中，如果两条来源不同的单链DNA或RNA之间具有互补的碱基序列，它们就可以形成异源双链，这一过程称为杂交。杂交技术在分子生物学研究中具有广泛应用，如基因克隆、DNA测序、基因表达分析等。

要点三

04

核酸生物合成

DNA复制的定义和意义

DNA复制是指DNA双链在细胞分裂间期阶段进行以一个初始DNA分子产生两个相同的DNA复制品的生物过程。它是生物遗传的基础，能够传递遗传信息，保持物种的连续性和稳定性。

DNA复制的过程

DNA复制过程包括起始、延伸和终止三个阶段。起始阶段需要特定的起始蛋白识别并结合到DNA复制起点上，形成起始复合物。延伸阶段中，DNA聚合酶以模板链为模板，按照碱基互补配对原则合成新的DNA链。终止阶段则涉及到特定的终止蛋白识别和结合到DNA复制终点上，结束DNA复制过程。

DNA复制的特点

DNA复制具有半保留复制的特点，即新合成的两条DNA链中，一条是全新的，另一条则是保留下来的模板链。此外，DNA复制还具有高保真性、高速度和高效率等特点。

RNA转录的定义和意义

RNA转录是指以DNA为模板合成RNA的过程，它是基因表达的第一步。通过RNA转录，遗传信息从DNA传递到RNA，进而指导蛋白质的合成，实现生物体的各种生命活动。

RNA转录的过程

RNA转录过程包括起始、延伸和终止三个阶段。起始阶段需要特定的转录因子识别并结合到DNA的启动子上，形成转录起始复合物。延伸阶段中，RNA聚合酶以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则合成RNA链。终止阶段则涉及到特定的终止信号识别和RNA聚合酶的释放。

RNA转录的特点

RNA转录具有不连续性、选择性和可调控性等特点。不连续性表现在转录过程中存在内含子和外显子的选择性剪接；选择性表现在不同细胞或不同发育阶段会选择性地表达不同的基因；可调控性则体现在转录过程受到多种因素的调节和控制。

逆转录的定义和意义：逆转录是指以RNA为模板合成cDN