生物信息学的生物学基础.ppt

八. 相关分子生物学方法 * 常用分子生物学方法 1、限制性酶消化 2、凝胶电泳 3、印迹和杂交（DNA 微阵列） 4、DNA测序 5、克隆 6、聚合酶链式反应 7、 转基因技术（基因工程） 八、分子生物学方法 * 限制性酶酶切 八、分子生物学方法 * 凝胶电泳 八、分子生物学方法 * （基因芯片） DNA 微阵列 八、分子生物学方法 * 分子生物学研究的活跃领域 1、基因组学 2、基因表达调控研究 3、生物大分子的结构研究 4、跨膜信号转导 5、基因工程 6、蛋白质工程 7、基因诊断与基因治疗 八、分子生物学方法 * Thank You！ * * * 中心法则(Central dogma) 复制 DNA 转录 RNA 蛋白质 翻译 六、中心法则 迄今为止已授予与中心法则相关诺贝尔奖34项 * 在反转录酶的作用下，可将RNA反转录成DNA（如RNA病毒）。 人类对中心法则认识的扩展。 在实验环境下，通过反转录酶的作用，将mRNA反转录得到的DNA称为互补DNA(complementary DNA, cDNA)，cDNA不含内含子。 反转录病毒的侵染和复制过程 mRNA的反转录与cDNA 六、中心法则 * 现在的中心法则 复制 DNA 转录 逆转录 复制 RNA 蛋白质 翻译 调控 六、中心法则 * 六、中心法则 DNA的复制 (replication) 以原有DNA分子为模板按照碱基配对原则合成出相同分子的过程 转录 （transcription) 以DNA分子为模板，合成出与其核苷酸顺序相对应的RNA的过程 翻译 (translation) 以mRNA为模板的蛋白质合成过程 mRNA的反转录与cDNA (reverse transcription) 反转录酶可以将mRNA反转录为DNA，即互补DNA，或cDNA (complementary DNA)。 DNA的复制、转录与翻译 * 六、中心法则 DNA的变性、复性与杂交 Tm: Melting Temperature (85~90℃) 变性（Melting）： 变为单链，保留一级结构 复性（renaturation)：单链恢复双螺旋,又叫退火， annealing（~60℃) 杂交（hybridization) ：两条单链配对结合的过程 * DNA复制 DNA复制——生物遗传信息的横向传递 DNA在细胞分裂之前以自身为模板进行自我复制，复制的结果是一条双链变成两条一样的双链，每条双链都与原来的双链一样，分配到两个子细胞中。 DNA的双螺旋结构——复制的结构基础 维持遗传物质的稳定性； 保证遗传信息复制的准确性； DNA复制过程 涉及30多种蛋白质（包括酶）的协同参与； 不同的生物中存在多种复制方式。 DNA复制的特点 复制精确、遗传信息稳定、具有连续性； 速度快、效率高。 六、中心法则 * 起始阶段 解旋酶使DNA分子的双螺旋结构展开，引物酶辨认起始位点，以解开的一段DNA为模板，按照5‘到3’方向合成RNA短链。形成RNA引物。 DNA片段的合成 DNA的两条链同时进行复制过程，由于复制过程只能由5‘->3’方向合成，因此一条链能够连续合成，另一条链分段（冈崎片段）合成。 RNA引物的水解 当DNA合成一定长度后，DNA聚合酶水解RNA引物，补填缺口。RNA连接酶将DNA片段连接起来，形成完整的DNA分子。 旋转酶形成新的双螺旋结构 最后DNA新合成的片段在旋转酶的帮助下重新形成螺旋状。 DNA复制的基本过程 六、中心法则 * DNA复制过程图示 半保留复制(Semi-conservative replication) 半（不）连续复制：5‘－3’的新链是连续的,称为前导链（leading strand）,而3’ － 5‘的新链是不连续的,称为滞后链（lagging strand），产生片断（冈崎片断Okazaki fragments) 前导链 滞后链 冈崎片断 引物酶 单链结合蛋白 解旋酶 六、中心法则 * DNA聚合酶(DNA polymerase) 使核苷酸准确与模板上的互补碱基结合，并连接成链；不能起始新的DNA链，只能使原有链延长；合成方向只能是5‘到3’。 引物酶(primase) 一种依赖DNA的RNA聚合酶，专门合成RNA引物(RNA primer)。 DNA连接酶(DNA ligase) 一