《核酸研究進展》PPT課件

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1、核酸研究進展內容簡介核酸的發(fā)現(xiàn)和研究概貌核酸基礎基因組與基因組學核酸結構與結構預測核酸的發(fā)現(xiàn)和研究工作進展1868年FredricMiescher從膿細胞中提取“核素”1944年Avery等人肺炎球菌轉化試驗1952年Hershey等噬菌體轉化試驗，1953年Watson和Crick發(fā)現(xiàn)DNA的雙螺旋結構1958Crick提出的中心法則1968年Nirenberg發(fā)現(xiàn)遺傳密碼1975年Temin和Baltimore發(fā)現(xiàn)逆轉錄酶1981年Gilbert和Sanger建立DNA測序方法1985年Mullis發(fā)明PCR技術1990年美國啟動人類基因組計劃(HG

2、P)1994年中國人類基因組計劃啟動2001年美、英等國完成人類基因組計劃基本框架后基因時代核酸基礎核酸的分子結構DNA的結構RNA的結構DNA的結構DNA的一級結構DNA的二級結構DNA的三級結構DNA的一級結構概念：DNA的一級結構是指DNA分子中脫氧核苷酸的排列順序。不同的DNA分子（或片段）其一級結構不同，即脫氧核苷酸排列順序不同，也就是堿基排列順序不同。意義：遺傳信息基本結構單位：脫氧核糖核苷酸連接鍵：3’，5’－磷酸二酯鍵閱讀方向：從5’端到3’端DNA序列分析(DNAsequencing)雙脫氧鏈終止法SangerDNA的自動測序DNA化

3、學降解法MaxamGilbertDNA序列分析簡單回顧DNA測序方法兩位科學家的發(fā)明起了決定性作用：第一位是FrederickSanger，1977年發(fā)明的DNA測序方法。第二位是LeroyHood和同事MichaelHunkapiller及LloydSmith在1986年對Sanger的方法作了改進。Hood的發(fā)明自動測序儀。首先用熒光方法取代了放射方法，然后采用激光和電腦來自動讀取測序結果。第一臺自動測序儀由AppliedBiosystems公司制造成功，一天能夠產出4,800個DNA序列堿基。今天，市場上的測序儀仍然采用這種設計。今天已經趨向于采

4、用毛細管陣列電泳（capillariesarrayselectrophoresis）技術。AppliedBiosystems的毛細陣列電泳DNA分析儀3730xl能夠并行處理96孔板，一天可測出大約200萬堿基。一個長達數(shù)十年的專利申請也許會重寫發(fā)明DNA自動測序儀的歷史。據美國《科學》雜志報道，位于紐約的一家小型生物技術公司EnzoBiochem，1982年，申請DNA自動測序專利。今年11月中旬，美國專利和商標局裁定：EnzoBiochem的這項技術含有與1998年授予加州理工學院前任生物學家黎若伊·胡德和同事的發(fā)明專利相同的發(fā)明。胡德等的這項專利為

5、加州理工學院擁有，該技術目前支撐著70億美元的DNA測序工業(yè)。Enzo經過律師數(shù)十年不懈努力贏得這個專利。位于加州福斯特城的應用生物系統(tǒng)公司（AppliedBiosystem）是購買的胡德專利，在2006年公司測序儀的收入為5.4億美元，加州理工學院因此專利而每年擁有數(shù)百萬美元的版稅收入。專利和商標局的決定讓加州理工學院和應用生物系統(tǒng)公司的財務狀態(tài)處于危險之中。雙方就誰是技術的第一發(fā)明者爭執(zhí)不已，答案還有待實驗室的記錄本和日程表公布之后才會出現(xiàn)。雙脫氧鏈終止法雙脫氧鏈終止法310型全自動DNA測序儀DNA的自動測序DNA自動測序采用熒光替代放射性核素標記

6、是實現(xiàn)DNA序列分析自動化的基礎。用不同熒光分子標記四種雙脫氧核苷酸，然后進行Sanger測序反應，反應產物經電泳（平板電泳或毛細管電泳）分離后，通過四種激光激發(fā)不同大小DNA片段上的熒光分子使之發(fā)射出四種不同波長熒光，檢測器采集熒光信號，并依此確定DNA堿基的排列順序。DNA自動測序結果舉例DNA化學降解法基本步驟:(1)先將DNA的末端之一進行標記(通常為放射性同位素32P；(2)在多組互相獨立的化學反應中分別進行特定堿基的化學修飾；(3)在修飾堿基位置化學法斷開DNA鏈；(4)聚丙烯酰胺凝膠電泳將DNA鏈按長短分開；(5)根據放射自顯影顯示區(qū)帶，

7、直接讀出DNA的核苷酸序列。真核生物基因組結構特點1）真核生物細胞內有兩份同源的基因組。2）真核細胞結構基因基因轉錄產物為單順反子。3）大量重復序列：高度重復序列：106次，包括衛(wèi)星DNA、反向重復序列和較復雜的重復單位組成的重復序列；中度重復序列可達103～104次，如Alu家族，KpnI，Hinf家族，以及編碼區(qū)序列如rRNA基因、tRNA基因、組蛋白基因等；單拷貝或低度重復序列整個基因組中只出現(xiàn)一次或很少幾次的核苷酸序列，主要是編碼蛋白質的結構基因。4）間隔序列(interveningsequences)，內含子(intron)。5）具有許多復

8、制起點，每個復制子的長度較小。原核生物基因組結構特點基因組較小,形式多樣，可能是