分子生物学课件.doc

第2章染色体与 DNA DNA变性( Denaturation) 概念:在某些理化因素的作用下, DNA 分子中的碱基堆积力和氢键断裂,空间结构被破坏,从而引起理化性质和生物学功能的改变,这种现象称为核酸的变性。即 DNA 分子由稳定的双螺旋结构松解为无规则线性结构的现象。变性能导致 DNA 的一些理化及生物学性质改变: 260nm 的紫外吸收值升高;粘度降低;浮力密度升高;二级结构的改变;有时失去部分或全部生物活性。 DNA 复性: 概念: 变性 DNA 在适当条件下,分开的两条单链分子按照碱基互补原则重新恢复天然的双螺旋构象的现象。热变性的 DNA 经缓慢冷却后即可复性,又称为退火( annealing )。影响 DNA 复性因素: 1. DNA 分子的大小:分子越大复性越慢,所以原核生物 DNA 的复性比真核 DNA 快。 的复杂程度:分子越复杂复性越慢 浓度:同一种 DNA 浓度愈高,复性速度也愈快。 ,通常盐浓度较高时,复性速度较快。 C值是一种生物的单倍体基因组 DNA 的总量。真核细胞基因组的最大特点是它含有大量的重复序列,而且功能 DNA 序列大多被不编码蛋白质的非功能 DNA 所隔开,这就是著名的“ C 值反常现象”。核酸分子杂交不同来源的核酸变性后,合并在一起进行复性,只要它们存在大致相同的碱基互补配对序列,就可形成杂化双链,此过程叫做杂交。杂交分子可以是 DNA/DNA 、 DNA/RNA 或 RNA/DNA 。用同位素标记一个已知序列的寡核苷酸,通过杂交反应就可确定待测核酸是否含有与之相同的序列, 这种被标记的寡核苷酸,叫做探针。常用的核酸分子杂交技术有:原位杂交、斑点杂交、 Southern 杂交、 Northern 杂交、 Western 印迹法、液相杂交法等。基因( gene )是指 DNA 分子中的最小功能单位。包括 RNA(tRNA 、 rRNA) 和蛋白质编码的结构基因及无转录产物的调节基因。◆结构基因( structural gene ):是指能转录生成 RNA 或编码多肽链的 DNA 序列。◆调节基因(regulatory gene) :具有调节其他基因性状功能的基因,称为调节基因。基因组( genome ) 是指某一特定生物单倍体所含的全体基因。原核细胞的“染色体” DNA 分子就包含了一个基因组;而在真核细胞中则是指一套单倍染色体的的全部基因。原核生物基因组特点 1、基因组很小,通常仅由一个环状双链 DNA 分子组成,大多只有一条染色体, DNA 含量低。 2 、基因组中只有一个复制起始点。从一个起始点开始,同时向两个方向进行,称为双向复制。复制中的 DNA 成为 0状。 3、在功能上密切相关的基因高度集中(存在转录单元),具有操纵子结构,既受同一个启动子调控, 几个基因转录在同一条 mRNA 上,形成多顺反子 mRNA 。 4、不具有核小体结构。 5、细菌和动物病毒中有重叠基因(同一段 DNA 能携带不同蛋白质的信息)。 6 、基因是连续的,无内含子;转录后不需要剪切。非剪接基因( non-splicing gene ) :又称为连续基因,即无内含子序列的基因,转录产物无须剪接,可直接用来翻译合成蛋白质。 7 、编码区在基因组中所占比例(约 50% )远远大于真核生物基因组(约10% ) ,但又远远小于病毒基因组(90%) ;非编码区主要是一些调控序列; 8、基因组中重复序列很少; 9、具有编码同工酶的基因; 10、存在可移动序列,包括插入序列和转座子; 11、具有多种功能的识别区域,如复制起始区、复制终止区、转录起始区、转录终止区等。重叠基因( overlapping gene ):相邻两个或几个基因共用一段核苷酸顺序的现象。有三中重叠方式: ◆完全重叠:如 B基因落在 A基因内, E基因落在 D基因内。◆部分重叠:如 K基因与 A及C基因。◆少数核苷酸重叠: A基因与 C基因。基因重叠的意义;用有限的核苷酸储存最大的信息量。与基因的表达调控有关。在进化上有一定的意义,可能生物进化过程中自然选择的结果。质粒( plasmid ) 概念: 质粒是细菌细胞内携带的染色体外共价闭合状态超螺旋构型双链 DNA ( cccDNA ) ,能进行自主复制,并传至子代细胞,具有 DNA 复制起始位点,1~300kbp , 1~100 以上基因,用于克隆载体。真核生物基因组特点 1、真核生物基因组除了配子(精子和卵子)为单倍体外,体细胞一般为二倍体,即含两份同源的基因组。 2、基因组大,结构复杂,基因数多, DNA 都是双链线状的,并与蛋白质结合形成染色体;具有许多复制起始点,每个复制子大小不一。 3、真核生物基因都由一个结构基因与相关的