核酸的分子结构性质和功能.ppt

第1章 核酸的分子结构、性质和功能 (三) 端粒RNA和核酶RNA 端粒RNA 端粒RNA，是端粒酶的重要组成部分，参与线性染色体的末端复制。端粒酶与细胞的衰老死亡有一定的关系。 第1章 核酸的分子结构、性质和功能 核酶, 有催化功能的RNA，20世纪80年代由Cech 和Altman首先发现RNA具有催化功能。自然界存在的核酶既可以催化分子内反应，也可以催化分子间反应。 目前在实验室中也可以通过“分子进化”手段产生“人工核酶”。还产生自然界不存在的“DNA核酶”。 第1章 核酸的分子结构、性质和功能 反义RNA（antisense RNA）：对基因表达和细胞功能具有重要的调节功能。反义RNA通过与靶基因序列互补而结合，或直接阻止其功能，或改变靶部位的构象而影响其功能。 (四) 其他种类的RNA分子 第1章 核酸的分子结构、性质和功能 microRNA（miRNA）：小RNA small interfering RNAs (siRNAs)：小干扰RNA， 这两类RNA分子都是长度为21-25个核苷酸的RNA分子，可以调节细胞内mRNA的翻译。这种调节是通过降解目标mRNA分子或不降解RNA分子但是减弱或阻止其翻译来进行的。 第1章 核酸的分子结构、性质和功能 tmRNA 存在于细菌内，发现于20世纪80年代。tmRNA同时具备信使RNA和转录RNA的功能，它是细菌体内蛋白质合成中起“质量控制”的重要分子之一。 第1章 核酸的分子结构、性质和功能 现在认为RNA分子在生物体中的作用主要有以下几种： （1）在遗传信息的翻译中起着非常重要的作用。有3种RNA分子共同完成：mRNA、tRNA和rRNA。 （2）具有催化功能和其他的持家功能。如发现了许多的具有催化活性的核酶，染色体的结构RNA，噬菌体的装配RNA等。 第1章 核酸的分子结构、性质和功能 （3）RNA转录后的加工和修饰要依赖于各类小RNA和其蛋白质复合物。RNA转录后的信息加工过程十分复杂，包括切割、修饰、异构、附加、拼接、编辑和再编辑等等，这些过程一般都需要一些特殊的RNA分子参与。 第1章 核酸的分子结构、性质和功能 （4）对基因的表达和细胞功能具有重要的调节功能。如反义RNA、microRNA等。这方面的进展很快，发现了RNA的许多重要的生理功能。 第1章 核酸的分子结构、性质和功能 （5）在生物的进化中起重要的作用。“RNA世界”的假说提出对“DNA中心”的观点是一个非常大的冲击。这种学说认为世界上首先出现的大分子是RNA，它同时具有DNA和蛋白质两种分子的功能。后来才慢慢产生了DNA分子和蛋白质分子。 第1章 核酸的分子结构、性质和功能 一、核酸分子杂交的基本原理 第三节 核酸分子的杂交 将不同的DNA分子混合在一起，复性时不同DNA分子之间序列相同或相似的部分也可以结合在一起，形成杂种的DNA分子（整体或局部），这种 DNA的复性叫做杂交。 第1章 核酸的分子结构、性质和功能 核酸的杂交* 第1章 核酸的分子结构、性质和功能 核酸杂交可以发生在DNA与DNA之间、DNA与RNA之间、DNA与RNA之间。 核酸杂交时，两种核酸分子可以都位于液体中(称为液相杂交),也可以有一种被固定在某种介质上，杂交反应仍在液体中进行(称为固相杂交)。 第1章 核酸的分子结构、性质和功能 二、核酸杂交的探针及标记 探针(probe)一般是指一段已知序列的核苷酸片段，长度从几十到几千个核苷酸长度不等，能够与靶分子特异性结合。 探针的标记就是指探针与能够产生强烈信号的基团或原子或配体结合的过程。 第1章 核酸的分子结构、性质和功能 三、核酸杂交的类型和应用 常见的几种核酸杂交形式有Southern 杂交、Northern杂交、菌落原位杂交、生物芯片等。 第1章 核酸的分子结构、性质和功能 Southern 杂交 1975年由英国科学家Southern发明，将靶基因变性后固定在膜上进行的杂交。探针可以使用DNA或RNA。 动画：Southern杂交 第1章 核酸的分子结构、性质和功能 Northern 杂交 1977年由Alwine建立并经过Thomas改进。是指检测RNA的杂交，探针使用RNA或DNA，操作过程与Southern杂交类似。 第1章 核酸的分子结构、性质和功能 菌落原位杂交 菌落原位杂交* 不需将DNA从细菌中提取出来，直接使菌体裂解，DNA释放出来，并固定在支持介质上，然后进行杂交的方法，适合于大规模筛选。 第1章 核酸的分子结构、性质和功能 生物芯片（biochip） 生物芯片技术是20世纪90年代中期以来影响最深远的重大科技进展之一，是融微电子学、生物学、物理学、化学、计算机科学为一体的高度交叉的新技术。 第