分子生物學(xué)課件緒論+第一章

分子生物學(xué)

MolecularBiology生命科學(xué)學(xué)院2010.8分子生物學(xué)

MolecularBiology生命科學(xué)學(xué)院1緒論

Introduction何為“分子生物學(xué)”？是在分子水平上研究生命本質(zhì)的一門新興的邊緣學(xué)科，是生物學(xué)研究從宏觀發(fā)展到微觀而形成的。終極目標(biāo)是要了解所有生物學(xué)現(xiàn)象的分子本質(zhì)。是當(dāng)前生命科學(xué)中發(fā)展最快并正在與其它學(xué)科廣泛交叉與滲透的重要前沿領(lǐng)域。緒論

Introduction何為“分子生物學(xué)”？是在2分子生物學(xué)的研究對象生物大分子核酸蛋白質(zhì)多糖脂類它以核酸和蛋白質(zhì)等生物大分子的結(jié)構(gòu)及其在遺傳信息和細(xì)胞信息傳遞中的作用為研究對象。分子生物學(xué)的研究對象生物大分子核酸蛋白質(zhì)多糖脂類3分子生物學(xué)與生物化學(xué)的關(guān)系“你中有我，我中有你”分子生物學(xué)生物化學(xué)研究方向主要研究核酸、蛋白質(zhì)和其它大分子的結(jié)構(gòu)和功能，及它們之間的相互作用。著重解決細(xì)胞中信息傳遞的問題。主要研究大、小分子在生命活動中的代謝轉(zhuǎn)化過程，如糖酵解、脂肪氧化、三羧酸循環(huán)等。研究方法以X-射線等物理學(xué)方法研究大分子結(jié)構(gòu)，以生化與遺傳相結(jié)合的方法探索其功能。采用生化和化學(xué)方法。重點(diǎn)是大分子的結(jié)構(gòu)與功能重點(diǎn)是分子的代謝轉(zhuǎn)化分子生物學(xué)與生物化學(xué)的關(guān)系“你中有我，我中有你”分子生物學(xué)生4第一章遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)--DNADNA一級結(jié)構(gòu)DNA二級結(jié)構(gòu)DNA三級結(jié)構(gòu)第一章遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)--DNADNA一級結(jié)構(gòu)5脫氧核糖核苷酸

3’,5’-磷酸二酯鍵

線狀或環(huán)狀一、DNA一級結(jié)構(gòu)DNA的一級結(jié)構(gòu)實(shí)際上就是DNA分子內(nèi)堿基的排列順序。脫氧核糖核苷酸

3’,5’-磷酸二酯鍵

線狀或環(huán)狀一、D6分子生物學(xué)課件緒論+第一章7DNA和RNA在穩(wěn)定性上的差異DNA的戊糖2’上沒有自由羥基，很穩(wěn)定，在pH11.5時DNA的一級結(jié)構(gòu)幾乎無變化；而RNA的戊糖有2’上的自由羥基，遇堿水解生成2’,3’環(huán)式單核苷酸，極不穩(wěn)定，很快轉(zhuǎn)變成2’單核苷酸和3’單核苷酸。結(jié)構(gòu)決定特性結(jié)構(gòu)決定功能DNA和RNA在穩(wěn)定性上的差異DNA的戊糖2’上沒有自由羥基8總結(jié)一下DNA和RNA的異同點(diǎn)吧！核酸實(shí)驗(yàn)總結(jié)一下DNA和RNA的異同點(diǎn)吧！9重復(fù)序列（repetitivesequence）高度重復(fù)序列中度重復(fù)序列低度重復(fù)序列重復(fù)序列（repetitivesequence）高度重復(fù)序101、高度重復(fù)序列重復(fù)頻率高，幾十萬到幾百萬次；重復(fù)序列較短，5～300bp，多數(shù)為5～15bp；有些是反向重復(fù)序列。衛(wèi)星DNA回文結(jié)構(gòu)palindrome1、高度重復(fù)序列重復(fù)頻率高，幾十萬到幾百萬次；回文結(jié)構(gòu)11衛(wèi)星DNA（satelliteDNA）在高度重復(fù)序列中，有一種由富含AT的2～10bp成串排列組成的簡單重復(fù)序列，可用等密度梯度離心法將其與主體DNA分開，因此把它叫做衛(wèi)星DNA。分類微衛(wèi)星DNA（microsatelletiteDNA）小衛(wèi)星DNA（minisatelletiteDNA）重復(fù)頻率重復(fù)序列長度具有種屬特異性，常作為一種分子遺傳標(biāo)記。衛(wèi)星DNA（satelliteDNA）在高度重復(fù)序列中，有122、中度重復(fù)序列重復(fù)頻率和重復(fù)序列長度差異大；有些成串集中排列，有些與單拷貝序列間隔排列；有些是編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因；一般有種的特異性，可作為探針，區(qū)分不同種間細(xì)胞DNA。差異大種的特異性2、中度重復(fù)序列重復(fù)頻率和重復(fù)序列長度差異大；差異大種的特異133、低度重復(fù)序列序列不重復(fù)或只重復(fù)幾次、十幾次；重復(fù)序列長度>1000bp；攜帶大量能編碼功能蛋白質(zhì)的遺傳信息。又稱單拷貝序列3、低度重復(fù)序列序列不重復(fù)或只重復(fù)幾次、十幾次；又稱單拷貝序14TheDoubleHelix(1953)ThefoundationofmolecularbiologyFrancisH.CrickJamesD.Watson

TheDoubleHelix(1953)Thefo15二、DNA二級結(jié)構(gòu)（1）反向平行，右手雙螺旋；（2）糖與磷酸通過3′,5′-磷酸二酯鍵在外側(cè)形成骨架；（3）堿基在內(nèi)部，平面與螺旋軸垂直；（4）A=T，G≡C；（5）直徑為2nm，螺距為3.4nm，10bp/helix；（6）大溝（majorgroove）和小溝（minorgroove）TheDoubleHelix二、DNA二級結(jié)構(gòu)（1）反向平行，右手雙螺旋；TheDou16氫鍵堿基堆積力DNA分子結(jié)構(gòu)狀態(tài)的維持是四種作用力相互競爭的結(jié)果靜電斥力疏水力有利于維持雙螺旋結(jié)構(gòu)不利于維持雙螺旋結(jié)構(gòu)氫鍵堿基堆積力DNA分子結(jié)構(gòu)狀態(tài)的維持是四種作用力相互競爭的17DNA二級結(jié)構(gòu)的多態(tài)性除B-DNA外，人們還發(fā)現(xiàn)到了其它的結(jié)構(gòu)參數(shù)有一定差異的DNA，如A-DNA,Z-DNA，三鏈和四鏈DNA等，這一現(xiàn)象稱為DNA結(jié)構(gòu)的多態(tài)性（polymorphism）。三鏈DNA分子間的三螺旋DNA分子內(nèi)的三螺旋DNA平行的三螺旋結(jié)構(gòu)R-DNAA-DNA：周堿基數(shù)可變DNAZ-DNA：左旋DNA雙鏈DNADNA三螺旋結(jié)構(gòu)中的第三條鏈與第一條鏈的序列和方向均相同，這種的DNA叫R-DNA。四鏈DNAG–四聯(lián)體螺旋：含有端粒重復(fù)序列的單鏈寡核苷酸可以形成四聯(lián)體螺旋結(jié)構(gòu)。DNA二級結(jié)構(gòu)的多態(tài)性除B-DNA外，人們還發(fā)現(xiàn)到了其它的結(jié)18DNA結(jié)構(gòu)的動態(tài)性不同DNA結(jié)構(gòu)形式相互轉(zhuǎn)變的現(xiàn)象，稱為DNA結(jié)構(gòu)的動態(tài)性。DNA基本結(jié)構(gòu)：B型天然DNA分子中，以B型結(jié)構(gòu)為主在這個分子的某些區(qū)段會出現(xiàn)A、Z型，甚至三鏈、四鏈。這些不同的結(jié)構(gòu)處于動態(tài)變化中DNA結(jié)構(gòu)的動態(tài)性不同DNA結(jié)構(gòu)形式相互轉(zhuǎn)變的現(xiàn)象，稱為DN19雙鏈DNA中配對堿基的氫鍵不斷處于斷裂和再生狀態(tài)之中，特別是穩(wěn)定性較低的富含A-T的區(qū)段，氫鍵的斷裂和再生更為明顯。在微觀上，它們常常發(fā)生瞬間的單鏈泡狀結(jié)構(gòu)，這種現(xiàn)象稱為雙螺旋的呼吸作用。DNA結(jié)構(gòu)的呼吸作用對于一些識別雙鏈DNA開鏈成單鏈的蛋白質(zhì)結(jié)合到DNA上具有重要作用。這些蛋白質(zhì)需要處于呼吸狀態(tài)的雙鏈DNA來閱讀和識別DNA內(nèi)部所含信息（如堿基序列、堿基上可以作用的氫供體、氫受體的數(shù)目和方位等）。雙鏈DNA中配對堿基的氫鍵不斷處于斷裂和再生狀態(tài)之中，特別是20DNA的超螺旋結(jié)構(gòu)是指DNA雙螺旋進(jìn)一步扭曲盤繞所形成的構(gòu)象，包括線形雙鏈中的紐結(jié)、超螺旋、多重螺旋、分子內(nèi)局部單鏈環(huán)和環(huán)狀DNA中的超螺旋及連環(huán)等拓?fù)鋵W(xué)性質(zhì)。三、DNA三級結(jié)構(gòu)超螺旋結(jié)構(gòu)（最常見）生物學(xué)意義1、超螺旋DNA形狀更緊密，在DNA組裝中有重要作用；2、超螺旋程度的改變介導(dǎo)了DNA結(jié)構(gòu)的變化，有利于功能的發(fā)揮；3、超螺旋DNA能實(shí)現(xiàn)松弛態(tài)DNA所不能實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化。DNA的超螺旋結(jié)構(gòu)是指DNA雙螺旋進(jìn)一步扭曲盤繞所形成的構(gòu)象21四、DNA的變性、復(fù)性與雜交DNA的變性（denaturation）在物理和化學(xué)因素的影響下，維系核酸二級結(jié)構(gòu)的氫鍵和堿基堆積力受到破壞，DNA雙鏈解旋成單鏈，這一過程稱為DNA的變性。四、DNA的變性、復(fù)性與雜交DNA的變性（denaturat22判斷：1、核酸的變性可發(fā)生在整個DNA分子中，也可發(fā)生在局部的雙螺旋節(jié)段上（局部變性）。2、DNA變性不涉及核苷酸中二酯鍵的斷裂。3、引起變性的因素有酸、堿、尿素、胍等變性劑和乙醇、丙酮等化學(xué)因素以及熱、紫外線等物理因素。4、變性后的DNA其一系列的物理、化學(xué)性質(zhì)都發(fā)生變化，如260nm處紫外吸收值降低，粘度下降，沉降速度增加，浮力密度上升等。5、熔解曲線的中點(diǎn)，即一半的DNA雙螺旋解為單鏈所對應(yīng)的溫度稱為熔解溫度或解鏈溫度。6、每一種DNA都有一個解鏈溫度，Tm值是一個固定常數(shù)。增色效應(yīng)同一種DNA分子在不同離子強(qiáng)度溶液中其Tm值不同判斷：增色效應(yīng)同一種DNA分子在不同離子強(qiáng)度溶液中其Tm值23你還記得影響ＤＮＡ變性的因素有哪些嗎？你還記得影響ＤＮＡ變性的因素有哪些嗎？24分子生物學(xué)課件緒論+第一章25變性的DNA重新恢復(fù)為雙螺旋的過程，叫做復(fù)性或退火。DNA的復(fù)性（renaturation）分子碰撞時間長核心作用時間短拉拉鏈作用限制因素復(fù)性機(jī)制變性的DNA重新恢復(fù)為雙螺旋的過程，叫做復(fù)性或退火。DNA的26

不完全變性DNA容易迅速復(fù)性；復(fù)性DNA分子不一定是原有互補(bǔ)鏈，大部分不是原配，而是形成雜交分子；復(fù)性DNA分子的結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)等均得到恢復(fù)。ＤＮＡ復(fù)性的特點(diǎn)不完全變性DNA容易迅速復(fù)性；ＤＮＡ復(fù)性的特點(diǎn)27你知道影響ＤＮＡ復(fù)性速度的因素有哪些嗎？判斷：１、DNA片段小的比大的容易復(fù)性。２、鹽可以減少兩條互補(bǔ)鏈負(fù)電荷的排斥作用，通常增加鹽濃度，可加速兩條互補(bǔ)鏈重新結(jié)合的速度。３、DNA濃度越大，兩條互補(bǔ)鏈彼此相遇的可能性越大，復(fù)性速度也越快。你知道影響ＤＮＡ復(fù)性速度的因素有哪些嗎？判斷：28①一定的鹽濃度②適宜的溫度ＤＮＡ復(fù)性的條件有哪些？為什么？復(fù)性是分子雜交的理論基礎(chǔ)①一定的鹽濃度ＤＮＡ復(fù)性的條件有哪些？為什么？復(fù)性是分子29核酸分子雜交Nucleicacidhybridization親緣關(guān)系很近的不同來源的DNA單鏈或RNA單鏈與DNA單鏈之間通過堿基互補(bǔ)形成雜交分子的過程,叫做核酸分子雜交。DNA/DNADNA/RNA核酸分子雜交親緣關(guān)系很近的不同來源的DNA單鏈或RNA單鏈與30根據(jù)核酸分子雜交的原理，有目的地人工制備或從基因組中分離一段已知序列的DNA，使其帶上標(biāo)記，經(jīng)變性后成為單鏈，在一定條件下與待測DNA單鏈雜交，如兩者序列有同源性，就形成帶有標(biāo)記的雙鏈DNA分子，即檢測到了待測的DNA。這段帶有標(biāo)記的核苷酸序列稱為核酸探針或基因探針（Geneprobe）。核酸探針（Nucleicacidprobe）根據(jù)核酸分子雜交的原理，有目的地人工制備或從基因組中分離一段31常用的核酸分子雜交方法Southern印跡雜交（Southernbloting）Northern印跡雜交（Northernbloting）斑點(diǎn)雜交（dotblotting）原位雜交（insituhybridization）常用的核酸分子雜交方法Southern印跡雜交（Southe32五、DNA序列分析及進(jìn)展DNA序列分析技術(shù)是揭開生命奧秘的一把金鑰匙吳瑞士引物-延伸測序策略1971年首次成功地測定了λ噬菌體兩個粘性末端的完整序列。F.Sanger末端終止法K.MullisPCRM.Smith堿基定點(diǎn)突變技術(shù)五、DNA序列分析及進(jìn)展DNA序列分析技術(shù)是揭開生命奧秘的33Sanger法1、基本原理Sanger雙脫氧末端終止法利用脫氧核苷三磷酸（dNTP）的類似物雙脫氧核苷三磷酸（ddNTP）取代正常的底物。Sanger法1、基本原理Sanger雙脫氧末端終止法利用脫34在DNA合成反應(yīng)中除了加入4種正常dNTP外，再加入1種少量的ddNTP，反應(yīng)產(chǎn)物是一系列長短不一的核苷酸鏈。在4組獨(dú)立的核苷酸反應(yīng)中，分別加入4種不同的ddNTP，結(jié)果生成4組核苷酸鏈，它們分別終止于每一個A、T、C、G的位置上。對這4組核苷酸進(jìn)行聚丙烯酰胺凝膠電泳區(qū)分長度差一個核苷酸的單鏈DNA，可讀出序列。2、反應(yīng)原理ddNTP可以在DNA聚合酶作用下和多核苷酸鏈的3’羥基形成磷酸二酯鍵，但卻不能再與下一個核苷酸縮合，結(jié)果使得多核苷酸鏈的延伸終止。ddNTP的作用方法過程在DNA合成反應(yīng)中除了加入4種正常dNTP外，再35ddNTP與dNTP聚丙烯酰胺凝膠電泳ddNTP與dNTP聚丙烯酰胺凝膠電泳36DNA聚合酶單鏈DNA模板單鏈寡核苷酸引物Mg2+4種dNTP(dATP,dGTP,dCTP和dTTP)4種ddNTP(ddATP,ddGTP,ddCTP和ddTTP)3、反應(yīng)體系DNA聚合酶3、反應(yīng)體系37DNA序列測定策略1、定向測序是從大片段DNA的一端開始按順序進(jìn)行分析。2、隨機(jī)測序又稱鳥槍策略(shotgunstrategy)，是將人類基因組DNA用機(jī)械方法隨機(jī)切割成2Kb左右的小片段，把這些DNA片段裝入適當(dāng)載體，建立亞克隆文庫，從中隨機(jī)挑取克隆片段。最后通過克隆片段的重疊組裝確定大片段DNA序列。3、多路測序(Multiplexmethod)是鳥槍法的一種發(fā)展策略，是通過多個隨機(jī)克隆同時進(jìn)行電泳及閱讀，快速分析DNA序列的一種技術(shù)。DNA序列測定策略1、定向測序2、隨機(jī)測序3、多路測序(Mu38分析儀器實(shí)現(xiàn)了凝膠電泳、初始數(shù)據(jù)獲取、堿基閱讀等步驟自動化。DNA自動測序儀大規(guī)模DNA測序的趨勢－自動化分析儀器實(shí)現(xiàn)了凝膠電泳、初始數(shù)據(jù)獲取、堿基閱讀等步驟自動化。39TheEndofChapter1TheEndofChapter140分子生物學(xué)

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Introduction何為“分子生物學(xué)”？是在分子水平上研究生命本質(zhì)的一門新興的邊緣學(xué)科，是生物學(xué)研究從宏觀發(fā)展到微觀而形成的。終極目標(biāo)是要了解所有生物學(xué)現(xiàn)象的分子本質(zhì)。是當(dāng)前生命科學(xué)中發(fā)展最快并正在與其它學(xué)科廣泛交叉與滲透的重要前沿領(lǐng)域。緒論

Introduction何為“分子生物學(xué)”？是在42分子生物學(xué)的研究對象生物大分子核酸蛋白質(zhì)多糖脂類它以核酸和蛋白質(zhì)等生物大分子的結(jié)構(gòu)及其在遺傳信息和細(xì)胞信息傳遞中的作用為研究對象。分子生物學(xué)的研究對象生物大分子核酸蛋白質(zhì)多糖脂類43分子生物學(xué)與生物化學(xué)的關(guān)系“你中有我，我中有你”分子生物學(xué)生物化學(xué)研究方向主要研究核酸、蛋白質(zhì)和其它大分子的結(jié)構(gòu)和功能，及它們之間的相互作用。著重解決細(xì)胞中信息傳遞的問題。主要研究大、小分子在生命活動中的代謝轉(zhuǎn)化過程，如糖酵解、脂肪氧化、三羧酸循環(huán)等。研究方法以X-射線等物理學(xué)方法研究大分子結(jié)構(gòu)，以生化與遺傳相結(jié)合的方法探索其功能。采用生化和化學(xué)方法。重點(diǎn)是大分子的結(jié)構(gòu)與功能重點(diǎn)是分子的代謝轉(zhuǎn)化分子生物學(xué)與生物化學(xué)的關(guān)系“你中有我，我中有你”分子生物學(xué)生44第一章遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)--DNADNA一級結(jié)構(gòu)DNA二級結(jié)構(gòu)DNA三級結(jié)構(gòu)第一章遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)--DNADNA一級結(jié)構(gòu)45脫氧核糖核苷酸

3’,5’-磷酸二酯鍵

線狀或環(huán)狀一、DNA一級結(jié)構(gòu)DNA的一級結(jié)構(gòu)實(shí)際上就是DNA分子內(nèi)堿基的排列順序。脫氧核糖核苷酸

3’,5’-磷酸二酯鍵

線狀或環(huán)狀一、D46分子生物學(xué)課件緒論+第一章47DNA和RNA在穩(wěn)定性上的差異DNA的戊糖2’上沒有自由羥基，很穩(wěn)定，在pH11.5時DNA的一級結(jié)構(gòu)幾乎無變化；而RNA的戊糖有2’上的自由羥基，遇堿水解生成2’,3’環(huán)式單核苷酸，極不穩(wěn)定，很快轉(zhuǎn)變成2’單核苷酸和3’單核苷酸。結(jié)構(gòu)決定特性結(jié)構(gòu)決定功能DNA和RNA在穩(wěn)定性上的差異DNA的戊糖2’上沒有自由羥基48總結(jié)一下DNA和RNA的異同點(diǎn)吧！核酸實(shí)驗(yàn)總結(jié)一下DNA和RNA的異同點(diǎn)吧！49重復(fù)序列（repetitivesequence）高度重復(fù)序列中度重復(fù)序列低度重復(fù)序列重復(fù)序列（repetitivesequence）高度重復(fù)序501、高度重復(fù)序列重復(fù)頻率高，幾十萬到幾百萬次；重復(fù)序列較短，5～300bp，多數(shù)為5～15bp；有些是反向重復(fù)序列。衛(wèi)星DNA回文結(jié)構(gòu)palindrome1、高度重復(fù)序列重復(fù)頻率高，幾十萬到幾百萬次；回文結(jié)構(gòu)51衛(wèi)星DNA（satelliteDNA）在高度重復(fù)序列中，有一種由富含AT的2～10bp成串排列組成的簡單重復(fù)序列，可用等密度梯度離心法將其與主體DNA分開，因此把它叫做衛(wèi)星DNA。分類微衛(wèi)星DNA（microsatelletiteDNA）小衛(wèi)星DNA（minisatelletiteDNA）重復(fù)頻率重復(fù)序列長度具有種屬特異性，常作為一種分子遺傳標(biāo)記。衛(wèi)星DNA（satelliteDNA）在高度重復(fù)序列中，有522、中度重復(fù)序列重復(fù)頻率和重復(fù)序列長度差異大；有些成串集中排列，有些與單拷貝序列間隔排列；有些是編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因；一般有種的特異性，可作為探針，區(qū)分不同種間細(xì)胞DNA。差異大種的特異性2、中度重復(fù)序列重復(fù)頻率和重復(fù)序列長度差異大；差異大種的特異533、低度重復(fù)序列序列不重復(fù)或只重復(fù)幾次、十幾次；重復(fù)序列長度>1000bp；攜帶大量能編碼功能蛋白質(zhì)的遺傳信息。又稱單拷貝序列3、低度重復(fù)序列序列不重復(fù)或只重復(fù)幾次、十幾次；又稱單拷貝序54TheDoubleHelix(1953)ThefoundationofmolecularbiologyFrancisH.CrickJamesD.Watson

TheDoubleHelix(1953)Thefo55二、DNA二級結(jié)構(gòu)（1）反向平行，右手雙螺旋；（2）糖與磷酸通過3′,5′-磷酸二酯鍵在外側(cè)形成骨架；（3）堿基在內(nèi)部，平面與螺旋軸垂直；（4）A=T，G≡C；（5）直徑為2nm，螺距為3.4nm，10bp/helix；（6）大溝（majorgroove）和小溝（minorgroove）TheDoubleHelix二、DNA二級結(jié)構(gòu)（1）反向平行，右手雙螺旋；TheDou56氫鍵堿基堆積力DNA分子結(jié)構(gòu)狀態(tài)的維持是四種作用力相互競爭的結(jié)果靜電斥力疏水力有利于維持雙螺旋結(jié)構(gòu)不利于維持雙螺旋結(jié)構(gòu)氫鍵堿基堆積力DNA分子結(jié)構(gòu)狀態(tài)的維持是四種作用力相互競爭的57DNA二級結(jié)構(gòu)的多態(tài)性除B-DNA外，人們還發(fā)現(xiàn)到了其它的結(jié)構(gòu)參數(shù)有一定差異的DNA，如A-DNA,Z-DNA，三鏈和四鏈DNA等，這一現(xiàn)象稱為DNA結(jié)構(gòu)的多態(tài)性（polymorphism）。三鏈DNA分子間的三螺旋DNA分子內(nèi)的三螺旋DNA平行的三螺旋結(jié)構(gòu)R-DNAA-DNA：周堿基數(shù)可變DNAZ-DNA：左旋DNA雙鏈DNADNA三螺旋結(jié)構(gòu)中的第三條鏈與第一條鏈的序列和方向均相同，這種的DNA叫R-DNA。四鏈DNAG–四聯(lián)體螺旋：含有端粒重復(fù)序列的單鏈寡核苷酸可以形成四聯(lián)體螺旋結(jié)構(gòu)。DNA二級結(jié)構(gòu)的多態(tài)性除B-DNA外，人們還發(fā)現(xiàn)到了其它的結(jié)58DNA結(jié)構(gòu)的動態(tài)性不同DNA結(jié)構(gòu)形式相互轉(zhuǎn)變的現(xiàn)象，稱為DNA結(jié)構(gòu)的動態(tài)性。DNA基本結(jié)構(gòu)：B型天然DNA分子中，以B型結(jié)構(gòu)為主在這個分子的某些區(qū)段會出現(xiàn)A、Z型，甚至三鏈、四鏈。這些不同的結(jié)構(gòu)處于動態(tài)變化中DNA結(jié)構(gòu)的動態(tài)性不同DNA結(jié)構(gòu)形式相互轉(zhuǎn)變的現(xiàn)象，稱為DN59雙鏈DNA中配對堿基的氫鍵不斷處于斷裂和再生狀態(tài)之中，特別是穩(wěn)定性較低的富含A-T的區(qū)段，氫鍵的斷裂和再生更為明顯。在微觀上，它們常常發(fā)生瞬間的單鏈泡狀結(jié)構(gòu)，這種現(xiàn)象稱為雙螺旋的呼吸作用。DNA結(jié)構(gòu)的呼吸作用對于一些識別雙鏈DNA開鏈成單鏈的蛋白質(zhì)結(jié)合到DNA上具有重要作用。這些蛋白質(zhì)需要處于呼吸狀態(tài)的雙鏈DNA來閱讀和識別DNA內(nèi)部所含信息（如堿基序列、堿基上可以作用的氫供體、氫受體的數(shù)目和方位等）。雙鏈DNA中配對堿基的氫鍵不斷處于斷裂和再生狀態(tài)之中，特別是60DNA的超螺旋結(jié)構(gòu)是指DNA雙螺旋進(jìn)一步扭曲盤繞所形成的構(gòu)象，包括線形雙鏈中的紐結(jié)、超螺旋、多重螺旋、分子內(nèi)局部單鏈環(huán)和環(huán)狀DNA中的超螺旋及連環(huán)等拓?fù)鋵W(xué)性質(zhì)。三、DNA三級結(jié)構(gòu)超螺旋結(jié)構(gòu)（最常見）生物學(xué)意義1、超螺旋DNA形狀更緊密，在DNA組裝中有重要作用；2、超螺旋程度的改變介導(dǎo)了DNA結(jié)構(gòu)的變化，有利于功能的發(fā)揮；3、超螺旋DNA能實(shí)現(xiàn)松弛態(tài)DNA所不能實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化。DNA的超螺旋結(jié)構(gòu)是指DNA雙螺旋進(jìn)一步扭曲盤繞所形成的構(gòu)象61四、DNA的變性、復(fù)性與雜交DNA的變性（denaturation）在物理和化學(xué)因素的影響下，維系核酸二級結(jié)構(gòu)的氫鍵和堿基堆積力受到破壞，DNA雙鏈解旋成單鏈，這一過程稱為DNA的變性。四、DNA的變性、復(fù)性與雜交DNA的變性（denaturat62判斷：1、核酸的變性可發(fā)生在整個DNA分子中，也可發(fā)生在局部的雙螺旋節(jié)段上（局部變性）。2、DNA變性不涉及核苷酸中二酯鍵的斷裂。3、引起變性的因素有酸、堿、尿素、胍等變性劑和乙醇、丙酮等化學(xué)因素以及熱、紫外線等物理因素。4、變性后的DNA其一系列的物理、化學(xué)性質(zhì)都發(fā)生變化，如260nm處紫外吸收值降低，粘度下降，沉降速度增加，浮力密度上升等。5、熔解曲線的中點(diǎn)，即一半的DNA雙螺旋解為單鏈所對應(yīng)的溫度稱為熔解溫度或解鏈溫度。6、每一種DNA都有一個解鏈溫度，Tm值是一個固定常數(shù)。增色效應(yīng)同一種DNA分子在不同離子強(qiáng)度溶液中其Tm值不同判斷：增色效應(yīng)同一種DNA分子在不同離子強(qiáng)度溶液中其Tm值63你還記得影響ＤＮＡ變性的因素有哪些嗎？你還記得影響ＤＮＡ變性的因素有哪些嗎？64分子生物學(xué)課件緒論+第一章65變性的DNA重新恢復(fù)為雙螺旋的過程，叫做復(fù)性或退火。DNA的復(fù)性（renaturation）分子碰撞時間長核心作用時間短拉拉鏈作用限制因素復(fù)性機(jī)制變性的DNA重新恢復(fù)為雙螺旋的過程，叫做復(fù)性或退火。DNA的66

不完全變性DNA容易迅速復(fù)性；復(fù)性DNA分子不一定是原有互補(bǔ)鏈，大部分不是原配，而是形成雜交分子；復(fù)性DNA分子的結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)等均得到恢復(fù)。ＤＮＡ復(fù)性的特點(diǎn)不完全變性DNA容易迅速復(fù)性；ＤＮＡ復(fù)性的特點(diǎn)67你知道影響ＤＮＡ復(fù)性速度的因素有哪些嗎？判斷：１、DNA片段小的比大的容易復(fù)性。２、鹽可以減少兩條互補(bǔ)鏈負(fù)電荷的排斥作用，通常增加鹽濃度，可加速兩條互補(bǔ)鏈重新結(jié)合的速度。３、DNA濃度越大，兩條互補(bǔ)鏈彼此相遇的可能性越大，復(fù)性速度也越快。你知道影響ＤＮＡ復(fù)性速度的因素有哪些嗎？判斷：68①一定的鹽濃度②適宜的溫度ＤＮＡ復(fù)性的條件有哪些？為什么？復(fù)性是分子雜交的理論基礎(chǔ)①一定的鹽濃度ＤＮＡ復(fù)性的條件有哪些？為什么？復(fù)性是分子69核酸分子雜交Nucleicacidhybridization親緣關(guān)系很近的不同來源的DNA單鏈或RNA單鏈與DNA單鏈之間通過堿基互補(bǔ)形成雜交分子的過程,叫做核酸分子雜交。DNA/DNADNA/RNA核酸分子雜交親緣關(guān)系很近的不同來源的DNA單鏈或RNA單鏈與70根據(jù)核酸分子雜交的原理，有目的地人工制備或從基因組中分離一段已知序列的DNA，使其帶上標(biāo)記，經(jīng)變性后成為單鏈，在一定條件下與待測DNA單鏈雜交，如兩者序列有同源性，就形成帶有標(biāo)記的雙鏈DNA分子，即檢測到了待測的DNA。這段帶有標(biāo)記的核苷酸序列稱為核酸探針或基因探針（Geneprobe）。核酸探針（Nucleicacidprobe）根據(jù)核酸分子雜交的原理，有目的地人工制備或從基因組中分離一段71常用的核酸分子雜交方法Southern印跡雜交（Southernbloting）Northern印跡雜交（Northernbloting）斑點(diǎn)雜交（dotblotting）原位雜交（insituhybridization）常用的核酸分子雜交方法Southern印跡雜交（Southe72五、DNA序列分析及進(jìn)展D