脱氧核糖核酸的主要类别
脱氧核苷酸与核糖核苷酸的种类有哪些
一分钟了解脱氧核糖核酸
DNA是1944年由美国人埃弗里发现的;1953年克里克教授绘制出DNA的双螺旋线结构图;1985年莱斯特大学的亚历克·杰弗里斯教授又发明利用DNA对人体进行鉴别的办法;DNA自1988年起开始应用在司法方面;1994年7月29日,法国法律规定了使用基因标记的条件。
另外詹姆斯·沃森也有贡献20世纪40年代末和50年代初,在DNA被确认为遗传物质之后,生物学家们不得不面临着一个难题:DNA应该有什么样的结构,才能担当遗传的重任?它必须能够携带遗传信息,能够自我复制传递遗传信息,能够让遗传信息得到表达以控制细胞活动,并且能够突变并保留突变。这4点,缺一不可,如何建构一个DNA分子模型解释这一切?
根据科学分析,每一个人拥有400万亿个细胞(皮肤、肌肉、神经等),人体细胞除了红血球外都拥有一个由46种染色体组成的细胞核,染色体本身又由DNA染色体丝构成,这种染色体丝在所有细胞中都是相同的。DNA由被称作A(adenine)、T(thymine)、G(guanine)和C(cytosine)的核酸组成,正是它们构成我们人体的基因。根据DNA可以断定两代人之间的亲缘关系,因为一个孩子总是分别从父亲和母亲身上接受一半基因物质的。科学家们还把DNA研究的目标放在确定导致人们生病的基因起源方面,以便将来更好地认识、治疗和预防危害人类健康的各种疾病。
DNA的可信度如何呢?两个人的染色体是否会相似?根据科学试验,这种可能性只有千万分之一。然而,在所有过程中出现差错将是可能的,这主要是在提取和化验标本的时候,标本也可能受到另一个人DNA的污染。为了保证DNA的可靠性,必须在提取标本和化验分析时严格把关。不仅可以避免可能的错误,而且大大加快了DNA检查的速度。 一项针对基因组进行的广泛比较研究显示,问题的答案可能就隐藏在生物的垃圾脱氧核糖核酸(DNA)中。美国科学家发现,生物越复杂,其携带的垃圾DNA就越多,而恰恰是这些没有编码的“无用”DNA帮助高等生物进化出了复杂的机体。
自从第一个真核生物——包括从酵母到人类的有细胞核的生物——的基因组被破译以来,科学家一直想知道,为什么生物的大多数DNA并没有形成有用的基因。从突变保护到染色体的结构支撑,对于这种所谓的垃圾DNA的可能解释有许多种。但是2004年从人类、小鼠和大鼠身上得到的完全一致的关于垃圾DNA的研究结果却表明,在这一区域中可能包含有重要的调节机制,从而能够控制基础的生物化学反应和发育进程,这将帮助生物进化出更为复杂的机体。与简单的真核生物相比,复杂生物有更多的基因不会发生突变的事实无疑极大地强化了这一发现。
为了对这一问题有更深的了解,由美国加利福尼亚大学圣塔克鲁斯分校(UCSC)的计算生物学家David Haussler领导的一个研究小组,对5种脊椎动物——人、小鼠、大鼠、鸡和河豚——的垃圾DNA序列与4种昆虫、两种蠕虫和7种酵母的垃圾DNA序列进行了比较。研究人员从对比结果中得到了一个惊人的模式:生物越复杂,垃圾DNA似乎就越重要。
这其中暗含的可能性在于,如果不同种类的生物具有相同的DNA,那么这些DNA必定是用来解决一些关键性的问题的。酵母与脊椎动物共享了一定数量的DNA,毕竟它们都需要制造蛋白质,但是只有15%的共有DNA与基因无关。研究小组在2005年7月14日的《基因组研究》杂志网络版上报告说,他们将酵母与更为复杂的蠕虫进行了比较,后者是一种多细胞生物,发现有40%的共有DNA没有被编码。随后,研究人员又将脊椎动物与昆虫进行了对比,这些生物比蠕虫更为复杂,结果发现,有超过66%的共有DNA包含有没有编码的DNA。
参与该项研究工作的UCSC计算生物学家Adam Siepel指出,有关蠕虫的研究结果需要慎重对待,这是由于科学家仅仅对其中的两个基因组进行了分析。尽管如此,Siepel还是认为,这一发现有力地支持了这样一种理论,即脊椎动物和昆虫的生物复杂性的增加主要是由于基因调节的精细模式。 DNA探针是最常用的核酸探针,指长度在几百碱基对以上的双链DNA或单链DNA探针。现已获得DNA探针数量很多,有细菌、病毒、原虫、真菌、动物和人类细胞DNA探针。这类探针多为某一基因的全部或部分序列,或某一非编码序列。这些DNA片段须是特异的,如细菌的毒力因子基因探针和人类Alu探针。这些DNA探针的获得有赖于分子克隆技术的发展和应用。以细菌为例,加之分子杂交技术的高敏感性,分子杂交在临床微生物诊断上具有广阔的前景。
细菌的基因组大小约5×106bp,约含3000个基因。各种细菌之间绝大部分DNA是相同的,要获得某细菌特异的核酸探针,通常要采取建立细菌基因组DNA文库的办法,即将细菌DNA切成小片段后分别克隆得到包含基因组的全信息的克隆库。然后用多种其它菌种的DNA作探针来筛选,产生杂交信号的克隆被剔除,最后剩下的不与任何其它细菌杂交的克隆则可能含有该细菌特异性DNA片段。将此重组质粒标记后作探针进一步鉴定,亦可经DNA序列分析鉴定其基因来源和功能。因此要得到一种特异性DNA探针,常常是比较繁琐的。探针DNA克隆的筛选也可采用血清学方法,所不同的是所建DNA文库为可表达性,克隆菌落或噬斑经裂解后释放出表达抗原,然后用来源细菌的多克隆抗血清筛选阳性克隆,所得到多个阳性克隆再经其它细菌的抗血清筛选,最后只与本细菌抗血清反应的表达克隆即含有此细菌的特异性基因片段,它所编码的蛋白是该菌种所特有的。用这种表达文库筛选得到的显然只是特定基因探针。 DNA复制是指DNA双链在细胞分裂以前进行的复制过程,复制的结果是一条双链变成两条一样的双链(如果复制过程正常的话),每条双链都与原来的双链一样。这个过程是通过名为半保留复制的机制来得以顺利完成的。复制可以分为以下几个阶段:
起始阶段:解旋酶在局部展开双螺旋结构的DNA分子为单链,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片段的生成:在引物提供了3'-OH末端的基础上,DNA聚合酶催化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,另一条链分段合成,其中每一段短链成为冈崎片段(Okazaki fragments)。
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。
DNA连接酶将DNA片段连接起来,形成完整的DNA分子。
最后DNA新合成的片段在旋转酶的帮助下重新形成螺旋状。 重组DNA是一种人工合成的脱氧核糖核酸。它是把一般不同时出现的DNA序列组合到一起而产生的。从遗传工程的观点来看重组DNA是把相关的DNA添加到已有生物的基因组中,比如细菌的质粒中,其目的是为了改变或者添加特别是的特性,比如免疫。重组DNA与遗传重组不是一回事。它不是重组细胞内或者染色体上已经存在的基因组,而完全是通过外部工程达到的。重组蛋白质是从重组DNA合成出来的蛋白质。
重组DNA技术是1973年由斯坦利·诺曼·科恩和赫伯特·玻意尔设计的。1974年他们发表了他们的设计。在这篇论文中他们描述了分离和放大基因或者DNA片段,然后精确地把它们插入其它细胞中,由此制造出转基因细菌。沃纳·亚伯、丹尼尔·那森斯和汉弥尔顿·史密斯发明了限制酶才使得重组DNA技术可行,为此他们获得了1978年诺贝尔医学奖。 近代质粒DNA分离纯化以从大肠杆菌中分离为代表,鉴于大肠杆菌(E.coli)在分子生物学研究中的重要地位,从大肠杆菌(E.coli)中分离纯化质粒DNA(Plasmid DNA)成为超离心技术中一个重要课题。而质粒DNA的快速分离纯化又对超离心设备(超速离心机、转头和附属设备)提出了更高要求。
针对E.coli的显微结构待点,在进行超离心分离纯化质粒DNA之前的预处理顺序是:
沉淀物可以在加入TE缓冲液(10mM Tris-HCL, lmM EDTA,pH8.0)后分子筛技术去除蛋白和RNA; 也可以用超速离心法去除蛋白质和RNA,去级状DNA或DNA断片。
质粒DNA超速离心的分离方法
传统的分离方法:数年前,由于受设备条件限制,质粒DNA的分离一般用CsCl平衡等密度离心法,自形成梯度。以10~12ml单管容量为例,用甩平转头分离,36.000rpm×60小时,用角式转头分离45,000rpm×36小时,前者包括加减速在内共用去1.3亿转驱动部寿命,后者也要用去1亿转驱动部寿命,这对当时超速离心机总寿命为100~200亿转来看,无疑每次实验费用过高,加上CsCl用量多、价格贵等因素,使这类分离纯化工作成为非常昂贵的实验。
质粒DNA超速离心分离的最新进展
1、超速垂直管转头的离心分离(钦合金或碳纤维制造的):从1975年垂直管转头向世后,最高转速从50,000rpm到120,000rpm,RCFmax可达700,000Xg,90年代开发的新机型和转头己能够使质粒DNA垂直管离心分离实验做起来得心应手。
2、近垂直管转头离心分离:为了消除垂直管转头用于质粒DNA离心在壁部形成的RNA沉淀对已形成的DNA区带的污染,同时也为了改进一般斜角式转头(倾角25——35)由于沉降距离较长,因而分离时间也较长的缺点,近几年开发了多种近垂直管转头(即Near VerticalTube Rot时,简称NVT转头或Neo Angle Rotor,小假角转头,简称NT).它们的离心管纵剖面中心轴线与离心机驱动轴线之间夹角在7.5——10之间,转速从65,000rpm到120,OOOrpm,RCFmax可达646,000×g单管容量从2ml至13.5ml。NVT(或NT)转头的开发主要是为质粒DNA分离而设计,当然它也适用于线粒体DNA、染色体DNA、RNA及血清脂蛋白的分离·纯化。
3、不连续阶梯梯度分离:质校DNA分离纯化传统方法是采用金管CsCl自形成梯度平衡等密度离心法,离心开始时金管CsCl密度均一,样品均匀分布其中。 脱氧核糖核酸若要发挥其功用,必须依赖与蛋白质之间的交互作用,有些蛋白质的作用不具专一性,有些则只专门与个别的脱氧核糖核酸序列结合。聚合酶在各类酵素中尤其重要,此种蛋白质可与脱氧核糖核酸结合,并作用于转录或脱氧核糖核酸复制过程。
脱氧核糖核酸与组织蛋白(右图白色部分)的交互作用,这种蛋白质中的碱性氨基酸(左下蓝色),可与脱氧核糖核酸上的酸性磷酸基团结合(右下红色)。
结构蛋白可与脱氧核糖核酸结合,是非专一性脱氧核糖核酸-蛋白质交互作用的常见例子。染色体中的结构蛋白与脱氧核糖核酸组合成复合物,使脱氧核糖核酸组织成紧密结实的染色质构造。对真核生物来说,染色质是由脱氧核糖核酸与一种称为组织蛋白的小型碱性蛋白质所组合而成;而原核生物体内的此种结构,则掺杂了多种类型的蛋白质。双股脱氧核糖核酸可在组织蛋白的表面上附着并缠绕整整两圈,以形成一种称为核小体的盘状复合物。组织蛋白里的碱性残基,与脱氧核糖核酸上的酸性糖磷酸骨架之间可形成离子键,使两者发生非专一性交互作用,也使复合物中的碱基序列相互分离。在碱性氨基酸残基上所发生的化学修饰有甲基化、磷酸化与乙酰化等,这些化学作用可使脱氧核糖核酸与组织蛋白之间的作用强度发生变化,进而使脱氧核糖核酸与转录因子接触的难易度改变,影响转录作用的速率。其他位于染色体内的非专一性脱氧核糖核酸结合蛋白,还包括一种能优先与脱氧核糖核酸结合,并使其扭曲的高移动性群蛋白。这类蛋白质可以改变核小体的排列方式,产生更复杂的染色质结构。
脱氧核糖核酸结合蛋白中有一种专门与单股脱氧核糖核酸结合的类型,称为单股脱氧核糖核酸结合蛋白。人类的复制蛋白A是此类蛋白中获得较多研究的成员,作用于多数与解开双螺旋有关的过程,包括脱氧核糖核酸复制、重组以及脱氧核糖核酸修复。这类结合蛋白可固定单股脱氧核糖核酸,使其变得较为稳定,以避免形成茎环(stem-loop),或是因为核酸酶的作用而水解。
相对而言,其他的蛋白质则只能与特定的脱氧核糖核酸序列进行专一性结合。大多数关于此类蛋白质的研究集中于各种可调控转录作用的转录因子。这类蛋白质中的每一种,都能与特定的脱氧核糖核酸序列结合,进而活化或抑制位于启动子附近序列的基因转录作用。转录因子有两种作用方式,第一种可以直接或经由其他中介蛋白质的作用,而与负责转录的RNA聚合酶结合,再使聚合酶与启动子结合,并开启转录作用。第二种则与专门修饰组织蛋白的酵素结合于启动子上,使脱氧核糖核酸模板与聚合酶发生接触的难度改变。
由于目标脱氧核糖核酸可能散布在生物体中的整个基因组中,因此改变一种转录因子的活性可能会影响许多基因的运作。这些转录因子也因此经常成为信号传递过程中的作用目标,也就是作为细胞反映环境改变,或是进行分化和发育时的媒介。具专一性的转录因子会与脱氧核糖核酸发生交互作用,使脱氧核糖核酸碱基的周围产生许多接触点,让其他蛋白质得以“读取”这些脱氧核糖核酸序列。多数的碱基交互作用发生在大凹槽,也就是最容易从外界接触碱基的部位。
溅射法制备 a-GaN 薄膜的光学性质也类似于脱氧核糖核酸属化学成分。
脱氧核糖核酸(DNA)的主要类别包括单链DNA和双链DNA。
单链DNA:大部分DNA以双螺旋结构存在,但一经热或碱处理就会变为单链状态。单链DNA就是指以这种状态存在的DNA。
双链DNA:在分子流体力学性质、吸收光谱、碱基反应性质等方面,单链DNA与双链DNA不同。
此外,某些噬菌体粒子内含有单链环状的DNA,这样的噬菌体DNA在细胞内增殖时则形成双链DNA。
脱氧核糖核酸的主要类别
脱氧核糖核酸结合蛋白中有一种专门与单股脱氧核糖核酸结合的类型,称为单股脱氧核糖核酸结合蛋白。人类的复制蛋白A是此类蛋白中获得较多研究的成员,作用于多数与解开双螺旋有关的过程,包括脱氧核糖核酸复制、重组以及脱氧核糖核酸修复。这类结合蛋白可固定单股脱氧核糖核酸,使其变得较为稳定,以避免形成茎环(stem-loop),...
核糖核酸和脱氧核糖核酸的相同点有哪些?
区别:分布不同(DNA主要在细胞核,RNA主要在细胞质)含有的碱基不同(DNA特有的是胸腺嘧啶T,RNA特有是尿嘧啶U)五碳糖不同(DNA是脱氧核糖,RNA是核糖),结构不同(DNA是双螺旋,RNA是单链)相同点:都含有磷酸和鸟嘌呤 腺嘌呤 胞嘧啶.组成是相似的,都有一分子的磷酸、一分子的五碳糖、一分子的...
核酸分为两大类
核酸分为两大类有:DNA(脱氧核糖核酸)和RNA(核糖核酸)。1、脱氧核糖核酸(DNA):DNA是所有生物细胞所共有的遗传物质,它存在于细胞的细胞核中,并提供了一套指导生物体遗传特征组成和形态发育的基因遗传信息。DNA的分子结构为双螺旋结构,由四种不同的核苷酸单元依序重复组成。2、核糖核酸(RNA):...
核酸、核苷酸、dna、rna的关系是什么?
根据化学组成不同,核酸可分为核糖核酸(简称RNA)和脱氧核糖核酸(简称DNA)。DNA是储存、复制和传递遗传信息的主要物质基础。RNA在蛋白质合成过程中起着重要作用——其中转运核糖核酸,简称tRNA,起着携带和转移活化氨基酸的作用;信使核糖核酸,简称mRNA,是合成蛋白质的模板;核糖体的核糖核酸,简称rRNA,是细胞合成蛋白质的主...
四种脱氧核糖核苷酸
其中碱基有4种:腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C)。脱氧核糖核酸(Deoxyribonucleic acid,DNA),又称去氧核糖核酸,是染色体的主要成分,是基因的物质基础。DNA的结构:DNA最重要的特征是碱基序列,由四种脱氧核糖核苷酸排列成长链,两条长链互绕而成稳定结构,进而再有其他卷曲和...
dna与rna两类核酸分类的主要依据是
dna与rna两类核酸分类的主要依据是所含五碳糖不同。核酸根据所含的五碳糖不同分为脱氧核糖核酸(简称DNA)和核糖核酸(简称RNA)。脱氧核糖核酸是分子结构复杂的有机化合物。作为染色体的一个成分而存在于细胞核内。功能为储藏遗传信息。DNA分子巨大,由核苷酸组成。核苷酸的含氮碱基为腺嘌呤、鸟嘌呤、...
核酸分为那两大类?
1、核酸分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)两大类。2、DNA主要存在于细胞核,少量存在于线粒体和叶绿体,携带遗传信息,在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。3、RNA主要存在于细胞质,作为遗传物质:只在RNA病毒中;不作为遗传物质:在DNA控制蛋白质合成过程中起作用。
脱氧核糖核酸检查有必要吗
现在开展的脱氧核糖核酸检测主要分为两大类,一类是孕前检查中的,包括常规染色体计数及核型分析;另外一类是基因罹患风险预测,包括高血压、冠心病、高血脂、急性心肌梗塞等疾病。而这两大类检查的目的不相同。DNA罹患风险预测仅仅是一种预测性体检项目,如果您已经患有相关疾病,做罹患风险预测可是不管用的。
核苷酸的种类?
核苷酸,分脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸。脱氧核糖核酸分四种,腺嘌呤脱氧核苷酸,鸟嘌呤脱氧核苷酸,胞嘧啶脱氧核苷酸,胸腺嘧啶脱氧核苷酸;核糖核苷酸也分四种:腺嘌呤核糖核苷酸,鸟嘌呤核糖核苷酸,胞嘧啶核糖核苷酸,尿嘧啶核糖核苷酸 追问 如果问人的核苷酸有几种回答2种还 是8种? 追答 我认为这个并不太重要,因为分类依据不...
脱氧核糖核酸是什么?
脱氧核糖核酸是生物细胞内含有的四种生物大分子之一核酸的一种。脱氧核糖核酸通常又称DNA,是染色体的主要组成部分。脱氧核糖核酸携带合成RNA和蛋白质的遗传信息,并通过半保留复制指导生物发展和生活技能的操作。脱氧核糖核酸由脱氧核糖、磷酸盐和碱基组成,碱基包括腺嘌呤、鸟嘌呤和胸腺嘧啶等。DNA的结构为双...
鬱晨和畅: 脱氧核糖核酸(英语:Deoxyribonucleic acid,缩写为DNA)又称去氧核糖核酸,是一种分子,双链结构,由脱氧核糖核苷酸(成分为:脱氧核糖及四种含氮碱基)组成
资中县17152015826: 核酸如何分类? - ?
鬱晨和畅: 1、根据核酸中糖的有不同分两大类: 含脱氧核糖的称脱氧核糖核酸、含核糖的称核糖核酸.2、根据核酸中含氮碱基的不同分八大类: 腺嘌呤脱氧核糖核酸; 鸟嘌呤脱氧核糖核酸; 胸腺嘧啶脱氧核糖核酸; 胞嘧啶脱氧核糖核酸; 腺嘌呤核糖核酸; 鸟嘌呤核糖核酸; 胞嘧啶核糖核酸; 尿嘧啶核糖核酸.
资中县17152015826: 脱氧核糖核酸有多少种? - ?
鬱晨和畅: 脱氧核糖核酸(DNA,为英文Deoxyribonucleic acid的缩写),又称去氧核糖核酸,是染色体的主要化学成分,同时也是组成基因的材料.有时被称为“遗传微粒”,因为在繁殖过程中,父代把它们自己DNA的一部分复制传递到子代中,从而完...
资中县17152015826: 组成核糖酸和脱氧核糖核酸的核苷酸种类分别有几种 - ?
鬱晨和畅: 组成脱氧核糖核酸的有: 腺嘌呤脱氧核糖核苷酸; 胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸; 胞嘧啶脱氧核糖核苷酸; 鸟嘌呤脱氧核糖核苷酸;组成核糖核酸的有: 腺嘌呤核糖核苷酸; 尿嘧啶核糖核苷酸; 胞嘧啶核糖核苷酸; 鸟嘌呤核糖核苷酸;
资中县17152015826: 核酸有哪几种类型 - ?
鬱晨和畅: 脱氧核糖核酸DNA 核糖核酸RNA
资中县17152015826: 组成核酸和核糖核酸的核酸的种类分别有 - ?
鬱晨和畅: 核酸有核糖核酸和脱氧核糖核酸,每种各四钟总计8种 核糖核酸有4种
资中县17152015826: 核酸的组成是什么包括哪些类型 - ?
鬱晨和畅: 核酸包括DNA(脱氧核糖核酸)和RNA(核糖核酸),DNA是由N多个脱氧核苷酸组成,脱氧核苷酸是由一分子脱氧核糖,一分子磷酸和一份子碱基(A腺嘌呤 T胸腺嘧啶 C胞嘧啶 G鸟嘌呤 )组成;RNA是由N多个核糖核苷酸组成;核糖核苷酸是由一分子核糖核糖,一分子磷酸和一份子碱基(A腺嘌呤 U尿嘧啶 C胞嘧啶 G鸟嘌呤 )组成;
资中县17152015826: 写出4个脱氧核糖核酸 - ?
鬱晨和畅: 腺嘌呤脱氧核糖核酸、鸟嘌呤脱氧核糖核酸、胞嘧啶脱氧核糖核酸、胸腺嘧啶脱氧核糖核酸
资中县17152015826: 组成核酸和核糖核酸的核酸的种类有哪些? ?
鬱晨和畅: 核酸戊糖核酸中有两种戊糖DNA中为D2脱氧核糖(D2deoxyribose),RNA中则为D核糖(Dribose)