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簡(jiǎn)介:第九章微生物在自然界物質(zhì)轉(zhuǎn)化中的作用,本章主要內(nèi)容第一節(jié)碳素生物循環(huán)第二節(jié)氮素生物循環(huán)第三節(jié)物質(zhì)循環(huán)與土壤肥力,第一節(jié)碳素生物循環(huán),一有機(jī)物質(zhì)的合成(CO2作為光合作用的原料),二有機(jī)物質(zhì)的分解,,含碳有機(jī)物,,碳素循環(huán),第二節(jié)氮素生物循環(huán),本節(jié)主要內(nèi)容一氮素循環(huán)二生物體有機(jī)氮的分解氨化作用三無(wú)機(jī)氮之間的轉(zhuǎn)化,一氮素循環(huán),自然界中除植物利用無(wú)機(jī)氮轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)氮外,其它各轉(zhuǎn)變過(guò)程均由微生物作用。,氨化作用硝化作用反硝化作用生物固氮作用,二生物體有機(jī)氮的分解--氨化作用,氨化作用含氮有機(jī)物通過(guò)微生物的分解轉(zhuǎn)化成氨的作用。,含氮有機(jī)物蛋白質(zhì)、氨基酸尿素、尿酸幾丁質(zhì),氨化微生物分解含氮有機(jī)物產(chǎn)氨能力強(qiáng)的微生物。,(一)蛋白質(zhì)的氨化(二)尿素和尿酸的氨化(三)幾丁質(zhì)的氨化,(一)蛋白質(zhì)的氨化,微生物作用,1蛋白質(zhì)初步水解成氨基酸,2氨基酸脫氨基產(chǎn)生氨,水解脫氨氧化脫氨還原脫氨,(1)水解脫氨(產(chǎn)生氨、羥基酸、醇),(2)氧化脫氨基(產(chǎn)生氨、脂肪酸或酮酸),(3)還原脫氨基(產(chǎn)生氨、脂肪酸),3氨化蛋白質(zhì)的微生物,細(xì)菌枯草芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌、大腸桿菌、熒光假單胞菌、腐敗梭菌。好氣、厭氣、兼厭氣真菌毛霉、曲霉、根霉、青霉、交鏈孢霉放線菌土壤分離的有15%~17%產(chǎn)蛋白酶。好熱放線菌在堆肥的高溫階段分解蛋白起重要作用,(二)尿素和尿酸的氨化,兩者是人畜主要排泄成分。尿酸水解成尿素。,1尿素的利用,植物直接吸收作為氮肥(少量)被尿素細(xì)菌、脲酶分解(大量),2尿素的水解,,2NH3CO2H2O,無(wú)能量產(chǎn)生。,3水解尿素的細(xì)菌,含有脲酶的細(xì)菌水解尿素產(chǎn)氨,種類(lèi)尿芽孢八疊球菌、巴氏尿素芽孢桿菌、尿小球菌。,分布土壤、廄肥、污水,特性好氣、兼厭氣中溫強(qiáng)堿環(huán)境,(三)幾丁質(zhì)的氨化,動(dòng)物甲殼、真菌細(xì)胞壁含有。,1分解幾丁質(zhì)的微生物需含有幾丁質(zhì)酶。細(xì)菌嗜幾丁質(zhì)桿菌。幾丁質(zhì)色桿菌放線菌鏈霉菌、諾卡氏菌,2幾丁質(zhì)的氨化分解,NH3C6H12O6,三無(wú)機(jī)氮間的轉(zhuǎn)化,(一)硝化作用(NITRIFICATION)(二)反硝化作用(DENITRIFICATION)(三)生物固氮作用BIOLOGICALNITROGENFIXATION,,(一)硝化作用(NITRIFICATION),概念在有氧氣時(shí),微生物將氨氧化為硝酸的作用。,1參加硝化作用的微生物2硝化作用的過(guò)程3硝化細(xì)菌的特性4硝化作用的農(nóng)業(yè)和環(huán)境意義,,1參加硝化作用的微生物,兩類(lèi)細(xì)菌相伴而生,作用相連。,2硝化作用的過(guò)程,(1)亞硝酸形成階段,亞硝酸細(xì)菌亞硝酸單胞菌屬、亞硝酸球菌屬亞硝酸螺菌屬、亞硝酸葉菌屬,(2)硝酸形成階段,硝酸細(xì)菌硝酸桿菌屬、硝酸刺菌屬、硝酸球菌屬,HNO2毒性很強(qiáng),累積起來(lái)對(duì)植物有毒害。HNO3是植物吸收利用的有效氮素養(yǎng)料。,3硝化細(xì)菌的特性,嚴(yán)格好氣喜中溫生長(zhǎng)農(nóng)業(yè)土壤主要是化能自養(yǎng)型酸性森林土壤可能是化能異養(yǎng)型。,農(nóng)田墑情好,通氣好,溫度適中,利于硝化作用的進(jìn)行。,4硝化作用的農(nóng)業(yè)和環(huán)境意義,有利方面(1)利于植物吸收,提高產(chǎn)量。(易溶于水,不被土粒吸附)(2)促進(jìn)難溶性磷酸鹽溶解,,不利方面(1)易隨水流失,造成浪費(fèi)和環(huán)境污染。硝態(tài)氮肥料利用率在低于40%。流失的硝酸鹽導(dǎo)致湖泊和近海的富營(yíng)養(yǎng)化。(2)影響人類(lèi)健康植物累積NO3N,青儲(chǔ)植物被反硝化細(xì)菌還原成NO2N,在窯中積累,人吸入致死。,克服措施(1)深施硝態(tài)氮肥料。(2)集中施N素化肥。(3)加施N肥增效劑。,(二)反硝化作用(DENITRIFICATION),概念硝酸鹽在通氣不良環(huán)境中(無(wú)氧),被反硝化細(xì)菌還原成NO2或N2的過(guò)程。,1反硝化過(guò)程2反硝化作用的微生物3影響反硝化作用的環(huán)境因素4反硝化作用對(duì)農(nóng)業(yè)和生態(tài)的影響,,1反硝化過(guò)程,反硝化細(xì)菌,2反硝化作用的微生物,反硝化細(xì)菌進(jìn)行反硝化作用的微生物。50多屬。,反硝化細(xì)菌的部分屬群,3影響反硝化作用的環(huán)境因素,(1)土壤通氣狀況。無(wú)氧情況發(fā)生反硝化作用。(2)有機(jī)質(zhì)的影響有機(jī)質(zhì)肥料刺激反硝化作用發(fā)生。原因可溶性有機(jī)質(zhì)刺激反硝化菌生長(zhǎng)。(3)NO3存在。(4)土壤含水量。含水多或局部排水不良,反硝化作用易發(fā)生。(5)土壤PH值PH60~微堿性,4反硝化作用對(duì)農(nóng)業(yè)和生態(tài)的影響,(1)造成土壤和化肥氮素?fù)p失的重要原因。向土壤中施用硝化抑制劑可阻止反硝化作用。(2)破壞大氣層中的臭氧層。,,O3阻擋紫外線,可防止對(duì)生物的傷害。,(三)生物固氮作用BIOLOGICALNITROGENFIXATION,概念微生物還原空氣中的氮?dú)猓∟2為氨的過(guò)程,1生物固氮在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的意義2固氮微生物3生物固氮作用的機(jī)理,,1生物固氮在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的意義,(1)常溫、常壓,不消耗能源(與工業(yè)固氮比)(2)提高土壤的氮素養(yǎng)料全球每年生物固定的N2達(dá)17500萬(wàn)噸。其中耕地土約4400萬(wàn)噸,超過(guò)每年施入土壤4000萬(wàn)噸的氮肥量(3)不污染環(huán)境(4)保證了生態(tài)平衡,2固氮微生物,§固氮微生物都是原核微生物。能在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)58個(gè)屬。§自生固氮微生物§共生固氮微生物§聯(lián)合固氮微生物,自生固氮微生物微生物單獨(dú)生活固氮。,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重要的有,固氮菌屬的圓褐固氮菌(ACHROOCOCUM)固氮效率10~15MGN/G糖。氮素不向外分泌存于胞內(nèi)。,圓褐固氮菌圖,固氮梭菌屬的巴氏梭菌(CPASTEURIANUM)是最先發(fā)現(xiàn)的自生固氮細(xì)菌(WINOGRADSKY,1893固氮效率6~8MGN/G糖。固氮產(chǎn)物向胞外分泌??稍龆嗟咎锏?。固氮藍(lán)細(xì)菌,自生固氮微生物,共生固氮微生物微生物和植物形成共生體共生固氮。單獨(dú)生活不固氮。,根瘤菌和豆科植物共生固氮弗蘭克氏菌和非豆科木本植物共生固氮。紅萍和魚(yú)腥藻共生固氮。,聯(lián)合固氮微生物有些自生固氮微生物在特定的植物根際環(huán)境中發(fā)展比非根際土壤中旺盛,固氮微生物利用該處的能源生活。被稱(chēng)為聯(lián)合固氮。,◎雀稗雀稗固氮菌(最先發(fā)現(xiàn))◎甘蔗貝氏固氮菌◎玉米、小麥固氮?jiǎng)偮菥蚬茸蛹賳伟?3生物固氮作用的機(jī)理,(1)固氮反應(yīng),每還原1分子N2需8個(gè)H,N2具三鍵,打開(kāi)需很高的能量(16ATP)。固氮酶催化下反應(yīng)。,(2)固氮酶,各種固氮微生物的固氮酶性質(zhì)基本相同。,固氮酶的兩個(gè)組分,鉬鐵蛋白,鐵蛋白,催化N2的轉(zhuǎn)變,,傳遞電子,由4個(gè)亞單位組成,由2個(gè)亞單位組成,固氮酶的特性①對(duì)氧氣敏感,遇氧失活②可互補(bǔ)③共同存在,結(jié)合起來(lái)固氮。④還原底物多樣化,,,①需ATP、電子供體、電子載體§電子供體H2§電子載體◎鐵氧還蛋白(FD)◎黃素蛋白(FLD),(3)催化反應(yīng)的基本條件,②具有防氧保護(hù)機(jī)制固氮酶對(duì)氧敏感。固氮反應(yīng)在氧壓小于004%大氣壓或無(wú)氧環(huán)境進(jìn)行。原因◆氧氣可氧化固氮作用中的電子載體;◆氧氣抑制固氮酶的活性,阻遏固氮基因表達(dá)。,氨效應(yīng)環(huán)境中的氨或固氮酶固定的氨如果不及時(shí)轉(zhuǎn)化,超過(guò)一定濃度(3~5MG分子)對(duì)固氮作用起抑制效應(yīng),阻遏固氮基因的表達(dá)。,③防止氨效應(yīng)的發(fā)生,如自生固氮細(xì)菌,GS-谷氨酰胺合成酶;GOGAT-谷氨酸合成酶,④分子態(tài)N2存在⑤MG2存在ATP與MG2結(jié)合為MG-ATP,向固氮酶提供能量。,(4)固氮作用的機(jī)理,生物固氮作用示意圖,第三節(jié)物質(zhì)循環(huán)和土壤肥力,本節(jié)主要內(nèi)容一有機(jī)質(zhì)的C/N率對(duì)植物有效養(yǎng)分的影響二土壤因素對(duì)固氮作用的影響,一有機(jī)質(zhì)的C/N率對(duì)植物有效養(yǎng)分的影響,微生物是土壤的組成部分。微生物參與土壤物質(zhì)循環(huán)形成土壤肥力。微生物分解土壤中的動(dòng)植物殘?bào)w。微生物推動(dòng)土壤物質(zhì)循環(huán)形成新的有機(jī)質(zhì)。,土壤有機(jī)質(zhì)的C/N率影響有機(jī)質(zhì)分解的速率,也影響土壤中有效氮的含量。微生物分解有機(jī)質(zhì)大量形成細(xì)胞物質(zhì)生長(zhǎng)繁殖。有機(jī)質(zhì)中的碳以CO2形式釋放。微生物分解有機(jī)物需要吸收無(wú)機(jī)養(yǎng)料。N、P、S等元素在內(nèi)循環(huán)中不斷改變存在狀態(tài),影響植物吸收養(yǎng)分的有效性。,1微生物個(gè)體的C/N比率2代表性植物有機(jī)體的C/N比率3有機(jī)質(zhì)中氮、碳的轉(zhuǎn)化4有機(jī)質(zhì)分解中的C/N比值與土壤肥力的關(guān)系5對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的指導(dǎo)應(yīng)用,1微生物個(gè)體的C/N比率細(xì)菌細(xì)胞的C/N比率平均為5/1。細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖過(guò)程中,需從外界吸收利用有機(jī)質(zhì)的C/N比率大致為25/1。,2代表性植物有機(jī)體的C/N比率豆科植物C/N一般小于251,甚至只有151豆類(lèi)綠肥C/N=201禾本科植物C/N為50/1100/1,3有機(jī)質(zhì)中氮、碳的轉(zhuǎn)化(1)氮的轉(zhuǎn)化含氮有機(jī)物的礦化(產(chǎn)生無(wú)機(jī)氮)微生物細(xì)胞含氮有機(jī)物的合成微生物細(xì)胞含氮有機(jī)物的繼續(xù)礦化氮的轉(zhuǎn)化納入微生物生物量的內(nèi)循環(huán)。,,(2)碳的轉(zhuǎn)化納入微生物生物量的內(nèi)循環(huán),循環(huán)過(guò)程中大量的碳以CO2的形式釋放到大氣中。,(3)C/N從大于25/1逐漸轉(zhuǎn)化為等于甚至小于25/1碳以CO2形式不斷釋放,氮只存在形態(tài)上的變化(無(wú)機(jī)氮與有機(jī)氮轉(zhuǎn)化),4有機(jī)質(zhì)分解中的C/N比值與土壤肥力的關(guān)系(1)C/N=251,N全部進(jìn)行微生物合成作用,暫不向土壤釋放N。(2)C/N小于251,N除能滿(mǎn)足微生物合成作用外,富余氮素釋放到土壤中供植物吸收。(3)C/N大于251,N素不足,限制了微生物的生長(zhǎng)繁殖,從土壤中奪取有效氮,與植物爭(zhēng)氮。,有機(jī)物質(zhì)分解中的碳氮關(guān)系圖解,5對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的指導(dǎo)應(yīng)用(1)C/N比值很大的稻草、麥稈不能直接、單獨(dú)施用于正在生長(zhǎng)的田地。原因很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi),會(huì)引起作物的缺氮現(xiàn)象。正確施用先堆積腐漚,降低其C/N值,后施用。(2)堆漚制肥時(shí),加入一些含氮量高的人畜糞尿,加速腐爛分解的速度。(3)根據(jù)有機(jī)肥料的腐熟度(C/N問(wèn)題)決定施肥和耕翻時(shí)期、深度和方式。,二土壤因素對(duì)固氮作用的影響,土壤C/N率對(duì)固氮作用的影響土壤中必需有大量C/N率大的可給態(tài)有機(jī)物存在,才能固氮。原因土壤中化合態(tài)氮豐富,固氮微生物利用現(xiàn)成的氮化物,抑制固氮作用;而非固氮微生物大量生長(zhǎng)繁殖,與固氮微生物競(jìng)爭(zhēng)碳源和能源。土壤C/N降至70~40/1時(shí),固氮作用迅速停止。,復(fù)習(xí)思考題,1氨化作用、硝化作用、反硝化作用、生物固氮作用、氨效應(yīng)的概念。2硝化作用和反硝化作用發(fā)生的條件有哪些說(shuō)說(shuō)這兩個(gè)作用對(duì)農(nóng)業(yè)和環(huán)境生態(tài)的意義。3生物固氮在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的意義。4固氮酶兩個(gè)組分的作用分別是什么固氮酶的特性有哪些5固氮酶催化反應(yīng)發(fā)生的條件有哪些6微生物有哪幾種固氮體系各舉一例。7試分析有機(jī)質(zhì)分解中的C/N比值與土壤肥力的關(guān)系。如何用來(lái)指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)8土壤C/N比值的高低對(duì)固氮作用有什么影響,
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簡(jiǎn)介:第六節(jié)研究DNA與蛋白質(zhì)相互作用的方法,又叫做DNA遷移率變動(dòng)試驗(yàn),是80年代初出現(xiàn)的用于在體外研究DNA與蛋白質(zhì)相互作用的一種特殊的凝膠電泳技術(shù)。簡(jiǎn)單、快捷,是當(dāng)前被選作分離純化特定DNA結(jié)合蛋白質(zhì)的一種典型的實(shí)驗(yàn)方法。在凝膠電泳中,由于電場(chǎng)的作用,裸露的DNA朝正電極移動(dòng)的距離是同其分子量的對(duì)數(shù)成反比,如果DNA分子結(jié)合上一種蛋白質(zhì),那么由于分子量加大,在凝膠中的遷移作用便會(huì)受到阻滯,朝正電極移動(dòng)的距離也就相在縮短了。所以當(dāng)特定的DNA片段同細(xì)胞提取物混合之后,若其在凝膠電泳中的移動(dòng)距離變小了,這就說(shuō)明它已同提取物中的某種特殊蛋白質(zhì)分子發(fā)生了結(jié)合作用。,261凝膠阻滯試驗(yàn)原理,返回目錄,返回第二章,凝膠阻滯試驗(yàn)方法,首先是用放射性同位素標(biāo)記待檢測(cè)的DNA片段(亦稱(chēng)探針DNA),然后同細(xì)胞蛋白質(zhì)提取物一道溫育,于是便有可能形成DNA一蛋白質(zhì)復(fù)合物。將它加樣到非變性的凝膠中,在控制使蛋白質(zhì)仍與DNA保持結(jié)合狀態(tài)的條件下進(jìn)行電泳分離,并應(yīng)用放射自顯影技術(shù)顯現(xiàn)具放射性標(biāo)記的DNA條帶位置。如果細(xì)胞層白質(zhì)提取物中不存在可同放射性標(biāo)記的探針DNA結(jié)合的蛋白質(zhì),那么所有放射性標(biāo)己都將集中出現(xiàn)在凝膠的底部;反之,將會(huì)形成DNA一蛋白質(zhì)復(fù)合物,由于凝膠阻滯的緣故,其特有的放射性標(biāo)記的探針DNA條帶就將滯后出現(xiàn)在較靠近凝膠頂部的位置。所以有的文獻(xiàn)中也稱(chēng)這種試驗(yàn)為條帶阻滯試驗(yàn)(BANDRETARDATIONASSAY)。,,凝膠阻滯試驗(yàn)用途,鑒定特殊細(xì)胞提取物中,是否存在可同放射性標(biāo)記的探針DNA結(jié)合的蛋白質(zhì)分子(比如特異的轉(zhuǎn)錄因子等)研究發(fā)生此種結(jié)合作用之精確的DNA序列的特異性其辦法是在DNA一蛋白質(zhì)結(jié)合反應(yīng)體系中,加入超量的非標(biāo)記競(jìng)爭(zhēng)DNA。如果競(jìng)爭(zhēng)同一種蛋白,由于競(jìng)爭(zhēng)DNA與探針DNA相比是極大超量的,絕大部分蛋白質(zhì)都會(huì)被其競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合掉而使探針DNA處于自由狀態(tài),自顯影圖片上不出現(xiàn)阻滯的條帶,相反,如果不競(jìng)爭(zhēng)同一蛋白,探針DNA仍與特定蛋白復(fù)合,呈現(xiàn)阻滯的條帶。使用競(jìng)爭(zhēng)DNA,可間接闡明體內(nèi)的DNA與蛋白質(zhì)的相互作用。如,使用一種具有與已知轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點(diǎn)的競(jìng)爭(zhēng)DNA,就可以判斷檢測(cè)到的蛋白質(zhì)是否屬于此類(lèi)轉(zhuǎn)錄因子,或是與之相關(guān)的其它轉(zhuǎn)錄因子;如果事先引入突變,可以檢測(cè)突變對(duì)其與轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合作用的影響。,262DNASEL足跡試驗(yàn),盡管凝膠阻滯試驗(yàn)?zāi)軌蚪沂境鲈隗w內(nèi)發(fā)生的DNA蛋白質(zhì)之間相互作用的有關(guān)信息,然而它卻無(wú)法確定兩者結(jié)合的準(zhǔn)確部位。要解答這個(gè)問(wèn)題,則需要應(yīng)用DNASEL足跡試驗(yàn)(FOOTPRINTINGASSAY)。它是一類(lèi)用于檢測(cè)與特定蛋白質(zhì)結(jié)合的DNA序列的部位及特性的專(zhuān)門(mén)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。,DNASEL足跡試驗(yàn)過(guò)程,首先是將待檢測(cè)的雙鏈DNA分子用32P作末端標(biāo)記,并用限制酶去掉其中的一個(gè)末端,得到只一條鏈單末端標(biāo)記的雙鏈DNA分子體外同細(xì)胞蛋白質(zhì)提取物混合。待二者結(jié)合之后,再加入少量的DNASEL(它可沿著靶DNA作隨機(jī)單鏈切割)消化DNA分子,并控制酶的用量使之達(dá)到平均每條鏈只發(fā)生一次磷酸二脂鍵的斷裂。如果蛋白質(zhì)提取物中不存在與DNA結(jié)合的特異蛋白質(zhì),經(jīng)DNASEL消化之后便會(huì)產(chǎn)生出距放射性標(biāo)記末端1個(gè)核苷酸、2個(gè)核苷酸、3個(gè)核苷酸等一系列前后長(zhǎng)度均僅相差一個(gè)核苷酸的、不間斷的、連續(xù)的DNA片段梯度群體。,從此混合物中除去蛋白質(zhì)之后,將DNA片段群體加樣在變性的DNA測(cè)序凝膠中進(jìn)行電泳分離,經(jīng)放射自顯影,便可顯現(xiàn)出相應(yīng)于DNASEL切割產(chǎn)生的不同長(zhǎng)度DNA片段組成的序列梯度條帶。但是,如果有一種蛋白質(zhì)已經(jīng)結(jié)合到DNA分子的某一特定區(qū)段上,那么它就將保護(hù)這一區(qū)段的DNA免受DNASEL的消化作用,因而也就不可能產(chǎn)生出相應(yīng)長(zhǎng)度的切割條帶。所以在電泳凝膠的放射自顯影圖片上,相應(yīng)于蛋白質(zhì)結(jié)合的部位是沒(méi)有放射標(biāo)記條帶的,出現(xiàn)了一個(gè)空白的區(qū)域,人們形象地稱(chēng)之為“足跡”。,足跡試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn),可以形象地展示出一種特殊的蛋白質(zhì)因子同特定DNA片段之間的結(jié)合區(qū)域。如果使用較大的DNA片段,通過(guò)足跡試驗(yàn)便可確定其中不同的核苷酸序列與不同蛋白質(zhì)因子之間的結(jié)合位點(diǎn)的分布狀況。如同凝膠阻滯試驗(yàn)一樣,也可以加入非標(biāo)記競(jìng)爭(zhēng)DNA,來(lái)消除特定的足跡,據(jù)此確定其核酸序列的特異性。,DNASEL足跡試驗(yàn)發(fā)展,目前還出了若干種其它類(lèi)型的足跡試驗(yàn)。例如,自由羥基足跡試驗(yàn)及菲咯琳銅足跡試驗(yàn)等。其中最有趣的是硫酸二甲脂(DMS)足跡試驗(yàn)。它所依據(jù)的原理是,DMS能夠促進(jìn)DNA中裸露的G甲基化,而六氫吡啶又會(huì)對(duì)甲基化的G殘基作特異的化學(xué)切割。假如有一種蛋白質(zhì)同DNA分子中的某一區(qū)段結(jié)合,在它的保護(hù)下,區(qū)域內(nèi)的G免受六氫吡啶的切割,于是在DNA片段的序列梯中,便不存在具這些G殘基末端的DNA片段,故出現(xiàn)個(gè)空白區(qū)域,此即通常所說(shuō)的足跡。與其它足跡試驗(yàn)不同,由于DMS足跡試驗(yàn)中被切割的是G殘基,因此可用來(lái)鑒定同轉(zhuǎn)錄因子蛋白質(zhì)結(jié)合的DNA區(qū)段中的特異堿基。,263甲基化干擾試驗(yàn),應(yīng)用甲基化干擾試驗(yàn)(METHVLATIONINTERFERENCEASSAY)技術(shù),可以檢測(cè)靶DNA中特異G殘基的優(yōu)先甲基化對(duì)爾后的蛋白質(zhì)結(jié)合作用究竟會(huì)有什么效應(yīng),從而更加詳細(xì)地揭示DNA與蛋白質(zhì)之間相互作用的模式。,甲基化干擾試驗(yàn)的具體操作,先用硫酸二甲脂(DMS)處理靶DNA,控制反應(yīng)條件,使平均每條DNA分子只有一個(gè)G甲基化,而后將這些局部甲基化的DNA群體同含有DNA結(jié)合蛋白的適當(dāng)?shù)募?xì)胞提取物一道溫育,并作凝膠阻滯試驗(yàn)。經(jīng)電泳分離之后,從凝膠中切取出具有結(jié)合蛋白質(zhì)的DNA條帶和沒(méi)有結(jié)合蛋白質(zhì)的DNA條帶,并用六氫吡啶處理之,于是甲基化的G殘基被切割,非甲基化的G殘基則不被切割。顯而易見(jiàn),如果某個(gè)G因甲基化而不與蛋白質(zhì)結(jié)合,那么六氫吡啶對(duì)這個(gè)甲基化G殘基的切割作用,就只能在沒(méi)有同蛋白質(zhì)結(jié)合的DNA分子上表現(xiàn)出來(lái)。相反地,如果一個(gè)特殊的G殘基在DNA與蛋白質(zhì)的結(jié)合中不起作用,那么六氫吡啶對(duì)這個(gè)G殘基的切割作用,則在同蛋白質(zhì)結(jié)合的DNA分子及不同蛋白質(zhì)結(jié)合的DNA分子中均可觀察到(圖2-44),甲基化干擾試驗(yàn)的用途,甲基化干擾試驗(yàn)不僅可以用來(lái)研究蛋白質(zhì)與G殘基之間的聯(lián)系,而且同樣也可以用來(lái)研究DNA結(jié)合蛋白質(zhì)與結(jié)合位點(diǎn)中的腺嘌呤A殘基之間的聯(lián)系作用。頭一個(gè)辦法是使所有的嘌呤殘基甲基化,以便同時(shí)研究甲基化的G和A殘基對(duì)蛋白質(zhì)與DNA結(jié)合的干擾效應(yīng)。第二種辦法是使用焦碳酸二乙脂(DEPC)特異性修飾A,而使之易受六氫吡啶的切割作用。對(duì)于研究諸如像具有相對(duì)少數(shù)G殘基的八聚體基序(例如OCT-1,OCT-2等,它們可與八聚體結(jié)合蛋白質(zhì)結(jié)合)這樣的序列而言,這些甲基化干擾試驗(yàn)技術(shù)具有特別的價(jià)值,因?yàn)橹灰芯縂殘基的甲基化干擾,就可獲得有用的信息。,DMS化學(xué)干擾的主要局限性,它只能使G和A殘基甲基化,而不能使T和C殘基甲基化。盡管如此,它仍不愧為足跡試驗(yàn)的一種有效的補(bǔ)充手段,可以鑒定足跡區(qū)段中DNA與蛋白質(zhì)相互作用的精確位置。,264體內(nèi)足跡試驗(yàn),上面所討論的這三種方法有一個(gè)共同的不足之處,即它們都是在體外進(jìn)行的試驗(yàn)。因此人們自然會(huì)問(wèn),這些結(jié)果能夠確切地反映活細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的DNA一蛋白質(zhì)相互作用的真實(shí)情況嗎為了解答這個(gè)問(wèn)題,科學(xué)工作者又設(shè)計(jì)出了一種體內(nèi)足跡試驗(yàn)體系。然而究其實(shí)質(zhì)而言,這種技術(shù)無(wú)非是體外DMS足跡試驗(yàn)的一個(gè)變種而已。,體內(nèi)足跡試驗(yàn)的方法,用有限數(shù)量的化學(xué)試劑DMS處理完整的游離細(xì)胞,并使其滲透到細(xì)胞內(nèi)的濃度恰好導(dǎo)致天然染色質(zhì)DNA中的G殘基發(fā)生甲多化。而后從這些細(xì)胞中提取DNA,并加入六氫吡啶作體外消化。結(jié)果情況就如同體外足跡試驗(yàn)一樣,能同某種特殊蛋白質(zhì)因子結(jié)合的DNA區(qū)段,其上的G殘基就不會(huì)被DMS甲基化,因而也就不會(huì)被六氫吡啶所切割。因此,同對(duì)照的體外裸露DNA所形成的序列梯比較,就會(huì)發(fā)現(xiàn)由完整的活細(xì)胞染色質(zhì)DNA形成的序列梯中,缺少了G殘基沒(méi)有被切割的相應(yīng)條帶(圖2-45)。,體內(nèi)足跡試驗(yàn)優(yōu)缺點(diǎn),顯而易見(jiàn),與應(yīng)用克隆DNA片段所作的體外足跡試驗(yàn)的結(jié)果相比,經(jīng)體內(nèi)足跡試驗(yàn)從染色質(zhì)總DNA中所獲得的任何一種特異DNA的數(shù)量,都是微不足道的。因此,有必要通過(guò)PCR擴(kuò)增特異的靶DNA,以獲得足夠數(shù)量的DNA樣品。如今體內(nèi)足跡試驗(yàn)已發(fā)展成為研究在完整的活細(xì)胞內(nèi),DNA一蛋白質(zhì)結(jié)合位點(diǎn)及檢測(cè)結(jié)合位點(diǎn)中堿基突變效應(yīng)的一種極有效的手段。,應(yīng)用凝膠阻滯試驗(yàn)、DNASEL足跡試驗(yàn)、甲基化干擾試驗(yàn),以及體內(nèi)足跡試驗(yàn)等多種用于研究DNA與蛋白質(zhì)相互作用的基本實(shí)驗(yàn)手段,將有助于深入地探討基因啟動(dòng)子元件的結(jié)構(gòu)與功能,及其與蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄因子之間相互作用的有關(guān)細(xì)節(jié);揭示MRNA轉(zhuǎn)錄超始和終止的分子本質(zhì)與主要步驟;闡明在發(fā)育過(guò)程中基因表達(dá)調(diào)節(jié)的時(shí)空特異性;以及外源基因在轉(zhuǎn)基因植株中表達(dá)的分子機(jī)理,等等。這些研究結(jié)果,將為我們提供大量重要的信息,以最終弄清基因表達(dá)調(diào)節(jié)的真實(shí)內(nèi)容。,思考題,1、研究DNA與蛋白質(zhì)相互作用的方法有哪些2、凝膠阻滯試驗(yàn)原理是什么3、用圖示的方法說(shuō)明DNASEL足跡試驗(yàn)的過(guò)程。4、甲基化干擾試驗(yàn)有什么用途5、什么是體內(nèi)足跡試驗(yàn),
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    • 簡(jiǎn)介:河北農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士研究生入學(xué)考試河北農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士研究生入學(xué)考試分子生物學(xué)分子生物學(xué)考試大綱考試大綱一、考試大綱的性質(zhì)一、考試大綱的性質(zhì)分子生物學(xué)課程主要內(nèi)容以核酸的相關(guān)內(nèi)容為主線,包括核酸的結(jié)構(gòu)、復(fù)制、轉(zhuǎn)錄以及蛋白質(zhì)翻譯的詳細(xì)機(jī)制,以及真核、原核基因表達(dá)調(diào)控的機(jī)制和研究進(jìn)展。因此在重點(diǎn)考察分子生物學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)同時(shí),與其他學(xué)科的交叉、聯(lián)系也需要掌握。特編寫(xiě)此考試大綱作為參考,使考生更能把握考試的范圍和要求。二、考試內(nèi)容二、考試內(nèi)容1分子生物學(xué)的研究?jī)?nèi)容、發(fā)展簡(jiǎn)史分子生物學(xué)的研究?jī)?nèi)容、發(fā)展簡(jiǎn)史考試內(nèi)容考試內(nèi)容分子生物學(xué)概念分子生物學(xué)的發(fā)展歷程分子生物學(xué)的應(yīng)用現(xiàn)狀和展望考試要求考試要求掌握廣義、狹義分子生物學(xué)的基本研究?jī)?nèi)容掌握分子生物學(xué)發(fā)展史中的重大歷史事件2DNA結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)和DNA復(fù)制復(fù)制考試內(nèi)容考試內(nèi)容DNA與染色體染色體真核細(xì)胞染色體的組成原核生物基因組特點(diǎn)真核生物基因組特點(diǎn)DNA復(fù)制的一般規(guī)律參與DNA復(fù)制的酶與蛋白質(zhì)(重點(diǎn)是原核生物的DNA聚合酶)DNA復(fù)制的一般過(guò)程真核生物與原核生物DNA復(fù)制的異同常見(jiàn)的無(wú)義、錯(cuò)義、移框突變的抑制突變的機(jī)制如何M5C突變熱點(diǎn)形成的原因掌握RNA聚合酶的作用機(jī)理理解原核生物的轉(zhuǎn)錄過(guò)程掌握啟動(dòng)子的作用機(jī)理了解真核生物的轉(zhuǎn)錄過(guò)程理解RNA轉(zhuǎn)錄后加工過(guò)程及其意義4蛋白質(zhì)的合成蛋白質(zhì)的合成考試內(nèi)容考試內(nèi)容蛋白質(zhì)合成的一般特征核糖體的活性位點(diǎn)及其功能模板、極性、遺傳密碼的特點(diǎn)參與蛋白質(zhì)合成的主要分子的種類(lèi)和功能蛋白質(zhì)合成的過(guò)程肽鏈的后加工過(guò)程真核生物與原核生物蛋白質(zhì)合成的區(qū)別分子伴侶的功能真核生物蛋白質(zhì)的不同轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制PROK和EUK體內(nèi)蛋白質(zhì)的越膜機(jī)制考試要求考試要求全面了解蛋白質(zhì)合成的過(guò)程熟練掌握蛋白質(zhì)合成中模板和遺傳密碼的特點(diǎn)掌握蛋白質(zhì)合成的一般特征掌握參與蛋白質(zhì)合成的主要分子的種類(lèi)和功能掌握蛋白質(zhì)合成的過(guò)程和肽鏈的后加工過(guò)程理解真核生物與原核生物蛋白質(zhì)合成的區(qū)別了解蛋白質(zhì)的加工成熟了解分子伴侶的功能5基因表達(dá)調(diào)控基因表達(dá)調(diào)控考試內(nèi)容考試內(nèi)容原核基因表達(dá)調(diào)控原核基因調(diào)控總論
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    • 簡(jiǎn)介:第一章第一章基因的結(jié)構(gòu)與功能基因的結(jié)構(gòu)與功能1關(guān)于基因的說(shuō)法錯(cuò)誤的是CA基因是貯存遺傳信息的單位B基因的一級(jí)結(jié)構(gòu)信息存在于堿基序列中C為蛋白質(zhì)編碼的結(jié)構(gòu)基因中不包含翻譯調(diào)控序列D基因的基本結(jié)構(gòu)單位是一磷酸核苷E基因中存在調(diào)控轉(zhuǎn)錄和翻譯的序列2基因是指EA有功能的DNA片段B有功能的RNA片段C蛋白質(zhì)的編碼序列及翻譯調(diào)控序列DRNA的編碼序列及轉(zhuǎn)錄調(diào)控序列E以上都不對(duì)3結(jié)構(gòu)基因的編碼產(chǎn)物不包括CASNRNABHNRNAC啟動(dòng)子D轉(zhuǎn)錄因子E核酶4已知雙鏈DNA的結(jié)構(gòu)基因中,信息鏈的部分序列是5AGGCTGACC3,其編碼的RNA相應(yīng)序列是CA5AGGCTGACC3B5UCCGACUGG3C5AGGCUGACC3D5GGUCAGCCU3E5CCAGUCGGA35已知某MRNA的部分密碼子的編號(hào)如下A127128129130131132133GCGUAGCUCUAACGGUGAAGC以此MRNA為模板,經(jīng)翻譯生成多肽鏈含有的氨基酸數(shù)目為A127B128C129D130E1316真核生物基因的特點(diǎn)是DA編碼區(qū)連續(xù)B多順?lè)醋覴NAC內(nèi)含子不轉(zhuǎn)錄D斷裂基因E外顯子數(shù)目=內(nèi)含子數(shù)目-17關(guān)于外顯子說(shuō)法正確的是EA外顯子的數(shù)量是描述基因結(jié)構(gòu)的重要特征B外顯子轉(zhuǎn)錄后的序列出現(xiàn)在HNRNA中C外顯子轉(zhuǎn)錄后的序列出現(xiàn)在成熟MRNAD外顯子的遺傳信息可以轉(zhuǎn)換為蛋白質(zhì)的序列信息E以上都對(duì)8斷裂基因的敘述正確的是BA結(jié)構(gòu)基因中的DNA序列是斷裂的B外顯子與內(nèi)含子的劃分不是絕對(duì)的C轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物無(wú)需剪接加工D全部結(jié)構(gòu)基因序列均保留在成熟的MRNA分子中E原核和真核生物基因的共同結(jié)構(gòu)特點(diǎn)9原核生物的基因不包括AA內(nèi)含子B操縱子C啟動(dòng)子D起始密碼子E終止子10原核和真核生物的基因都具有EA操縱元件B順式作用元件C反式作用因子23I類(lèi)啟動(dòng)子調(diào)控的基因不包括AA5SRRNAB58SRRNAC18SRRNAD28SRRNA24若I類(lèi)啟動(dòng)子突變,哪種基因的轉(zhuǎn)錄不受影響AA16SRRNAB58SRRNAC18SRRNAD28SRRNAE以上都不對(duì)25I類(lèi)啟動(dòng)子突變可影響合成BA核糖體30S亞基B核糖體40S亞基C核糖體50S亞基D70S核糖體E以上都不對(duì)26不屬于真核生物啟動(dòng)子特點(diǎn)的是DA分為I、II、III類(lèi)B與之結(jié)合的RNA聚合酶不只一種C轉(zhuǎn)錄因子輔助啟動(dòng)子與RNA聚合酶相結(jié)合D5SRRNA編碼基因的轉(zhuǎn)錄由I類(lèi)啟動(dòng)子控制EII類(lèi)啟動(dòng)子可調(diào)控大部分SNRNA編碼基因的轉(zhuǎn)錄27原核生物的啟動(dòng)子BA根據(jù)所調(diào)控基因的不同分為I、II、III類(lèi)B與RNA聚合酶全酶中的Σ因子結(jié)合C不具有方向性D涉及轉(zhuǎn)錄因子-DNA的相互作用E涉及不同轉(zhuǎn)錄因子之間的相互作用28原核生物和真核生物啟動(dòng)子的共同特點(diǎn)是EA需要反式作用因子輔助作用B本身不被轉(zhuǎn)錄C與RNA聚合酶I、II、III相結(jié)合D轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)由RNA聚合酶的Σ因子辨認(rèn)E涉及DNA-蛋白質(zhì)的相互作用29真核生物與原核生物的啟動(dòng)子的顯著區(qū)別是CA具有方向性B啟動(dòng)子自身被轉(zhuǎn)錄C需要轉(zhuǎn)錄因子參與作用D位于轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游E與RNA聚合酶相互作用30真核生物的啟動(dòng)子不能控制哪個(gè)基因的轉(zhuǎn)錄DASNRNABHNRNAC5SRRNAD16SRRNAEU6SNRNA31I類(lèi)啟動(dòng)子敘述錯(cuò)誤的是AA不能調(diào)控58SRRNA結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄B與RNA聚合酶I的親和力弱C與TFIA、IB、IC等相互作用D富含GCE包括核心元件和上游調(diào)控元件32啟動(dòng)子位于BA結(jié)構(gòu)基因BDNACMRNADRRNAETRNA33關(guān)于TATA盒敘述錯(cuò)誤的是CA看家基因不具有TATA盒結(jié)構(gòu)B是II類(lèi)啟動(dòng)子的組成部分
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    • 簡(jiǎn)介:生物化學(xué)生物化學(xué)和分子生物學(xué)分子生物學(xué)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱課程名稱(chēng)稱(chēng)生物化學(xué)與分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)英文名稱(chēng)稱(chēng)EXPERIMENTTECHNOLOGYOFBIOCHEMISTRYMOLECULARBIOLOGY課程編號(hào)號(hào)實(shí)驗(yàn)課性質(zhì)質(zhì)必修課程負(fù)責(zé)人人崔行開(kāi)放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)3一、學(xué)時(shí)、學(xué)分一、學(xué)時(shí)、學(xué)分課程總學(xué)時(shí)70課程總學(xué)分20二、適用專(zhuān)業(yè)及年級(jí)二、適用專(zhuān)業(yè)及年級(jí)本大綱適用于醫(yī)療、公共衛(wèi)生、口腔、護(hù)理、預(yù)防醫(yī)學(xué)七年制學(xué)生。三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的與基本要求三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的與基本要求掌握人體生命的物質(zhì)基礎(chǔ),生物大分子的結(jié)構(gòu)和功能。掌握各種生物物質(zhì)能量的正常代謝過(guò)程,代謝調(diào)節(jié),代謝障礙和臨床疾病的關(guān)系。通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握基本的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)及驗(yàn)證部分課堂理論知識(shí)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,要求學(xué)生掌握電泳技術(shù)、層析技術(shù)、分光光度法、離心技術(shù)、蛋白質(zhì)及分子生物學(xué)等技術(shù)。掌握蛋白質(zhì)、核酸、酶類(lèi)的提取、測(cè)定,學(xué)習(xí)血液成分生化測(cè)定,以及部分生物化學(xué)理論知識(shí)的驗(yàn)證。掌握紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)、高速離心機(jī)、PCR儀、層析系統(tǒng)、電泳儀系統(tǒng)、電熱恒溫水浴箱、凝膠掃描儀、電動(dòng)勻漿器等儀器的使用,了解其性能、適用范圍及注意事項(xiàng)。四、主要儀器設(shè)備主要儀器設(shè)備紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)、高速離心機(jī)、PCR儀、層析系統(tǒng)、電熱恒溫水浴箱、凝膠掃描儀、電泳儀、電動(dòng)勻漿器等。五、實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容和學(xué)時(shí)分配五、實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容和學(xué)時(shí)分配序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱(chēng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)分配分配實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)屬性屬性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)類(lèi)型類(lèi)型每組每組人數(shù)人數(shù)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)要求要求指導(dǎo)指導(dǎo)教師教師已開(kāi)已開(kāi)未開(kāi)11可見(jiàn)分光光度技術(shù)2蛋白質(zhì)含量測(cè)定1掌握朗伯比爾定律。2掌握比色定量分析標(biāo)準(zhǔn)曲線的制備。3熟悉可見(jiàn)分光光度計(jì)的使用。5設(shè)計(jì)基礎(chǔ)2必做已開(kāi)2紫外分光光度法測(cè)定蛋白質(zhì)含量掌握紫外分光光度計(jì)的使用方法2綜合基礎(chǔ)2必做已開(kāi)7PH對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響本實(shí)驗(yàn)以磷酸苯二鈉為底物,在不同PH值的甘氨酸緩沖液條件下,測(cè)定堿性磷酸酶的活性,從而確定其最適PH值。2驗(yàn)證基礎(chǔ)2必做已開(kāi)8溫度對(duì)酶促反應(yīng)速度的影響本實(shí)驗(yàn)以堿性磷酸酶為例,在不同溫度下保溫一定時(shí)間,觀察酶活性的差別。2驗(yàn)證基礎(chǔ)2必做已開(kāi)9聚丙烯酰胺凝膠電泳分離血LDH同工酶掌握電泳分離同工酶的方法并了解其原理,了解顯色原理,了解血清乳酸脫氫酶同工酶電泳分離的臨床意義。5綜合基礎(chǔ)2必做已開(kāi)10胰島素對(duì)血糖含量的影響及測(cè)定1熟悉激素對(duì)血糖含量的影響因素。2學(xué)習(xí)鄰甲苯法測(cè)定血糖的原理,了解測(cè)定血糖的方法。15綜合基礎(chǔ)2必做已開(kāi)11糖酵解中間產(chǎn)物的鑒定1復(fù)習(xí)糖酵解的主要中間步驟及其產(chǎn)物,2了解一碘醋酸對(duì)3磷酸甘油醛脫氫酶的抑制作用。15驗(yàn)證基礎(chǔ)2必做已開(kāi)12氨基轉(zhuǎn)換作用GPT測(cè)定掌握血清谷丙轉(zhuǎn)氨酶活性測(cè)定的方法及臨床意義1驗(yàn)證基礎(chǔ)2必做已開(kāi)13血清尿素氮測(cè)定學(xué)習(xí)尿素測(cè)定的方法。1驗(yàn)證基礎(chǔ)2必做已開(kāi)14血清脂類(lèi)薄層層析1學(xué)習(xí)脂類(lèi)薄層層析法的具體操作。2了解薄層層析在脂類(lèi)成份分析及脂代謝研究中的用途。1綜合基礎(chǔ)2必做已開(kāi)
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    • 簡(jiǎn)介:生物化學(xué)與分子生物學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)考試大綱考試大綱一、一、考試大綱的性質(zhì)考試大綱的性質(zhì)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課程是生物學(xué)專(zhuān)業(yè)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課,是林學(xué)、園林植物學(xué)、環(huán)境學(xué)等專(zhuān)業(yè)的選修課,它是報(bào)考理科植物學(xué)、生化和分子生物學(xué)、遺傳育種學(xué)等專(zhuān)業(yè)研究生的考試科目之一。為幫助考生明確考試復(fù)習(xí)范圍和有關(guān)要求,特制定本考試大綱。本考試大綱主要根據(jù)北京林業(yè)大學(xué)本科生物科學(xué)、生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)與林科類(lèi)各專(zhuān)業(yè)生物化學(xué)與分子生物學(xué)課程教學(xué)大綱編制而成,適用于報(bào)考北京林業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位研究生的考生。二、二、考試內(nèi)容考試內(nèi)容1蛋白質(zhì)化學(xué)蛋白質(zhì)的化學(xué)組成,20種氨基酸的簡(jiǎn)寫(xiě)符號(hào)氨基酸的理化性質(zhì)及化學(xué)反應(yīng)蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)(一級(jí)、二級(jí)、高級(jí)結(jié)構(gòu)的概念及形式)蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)測(cè)定的一般步驟蛋白質(zhì)的理化性質(zhì)及分離純化和純度鑒定的方法蛋白質(zhì)的變性作用蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系2核酸化學(xué)核酸的基本化學(xué)組成及分類(lèi)核苷酸的結(jié)構(gòu)DNA和RNA一級(jí)結(jié)構(gòu)的概念和二級(jí)結(jié)構(gòu)要特點(diǎn);DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)RNA的分類(lèi)及各類(lèi)RNA的生物學(xué)功能核酸的主要理化特性核酸的研究方法3酶學(xué)酶的作用特點(diǎn)酶的作用機(jī)理影響酶促反應(yīng)的因素酶的提純與活力鑒定的基本方法DNA復(fù)制的基本過(guò)程真核生物與原核生物DNA復(fù)制的比較轉(zhuǎn)錄基本概念;參與轉(zhuǎn)錄的酶及有關(guān)因子原核生物的轉(zhuǎn)錄過(guò)程RNA轉(zhuǎn)錄后加工的意義MRNA、TRNA、RRNA和非編碼RNA的后加工10蛋白質(zhì)的合成和轉(zhuǎn)運(yùn)MRNA在蛋白質(zhì)生物合成中的作用、原理和密碼子的概念、特點(diǎn)TRNA、核糖體在蛋白質(zhì)生物合成中的作用和原理參與蛋白質(zhì)生物合成的主要分子的種類(lèi)和功能蛋白質(zhì)生物合成的過(guò)程翻譯后的加工過(guò)程真核生物與原核生物蛋白質(zhì)合成的區(qū)別蛋白質(zhì)合成的抑制劑11原核生物基因表達(dá)調(diào)控操縱子學(xué)說(shuō)翻譯水平上的基因表達(dá)調(diào)控轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)的類(lèi)型啟動(dòng)子與轉(zhuǎn)錄起始操縱子模型轉(zhuǎn)錄后調(diào)控翻譯的阻遏12真核生物基因調(diào)控原理真核細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)基因家族真核基因的斷裂結(jié)構(gòu)真核生物DNA水平的調(diào)控順式作用元件與基因調(diào)控染色質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)轉(zhuǎn)錄的影響啟動(dòng)子及其對(duì)轉(zhuǎn)錄的影響
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    • 簡(jiǎn)介:植物營(yíng)養(yǎng)分子生物學(xué)基礎(chǔ)植物營(yíng)養(yǎng)分子生物學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)大綱教學(xué)大綱一、基本信息課程名稱(chēng)植物營(yíng)養(yǎng)分子生物學(xué)基礎(chǔ)課程編號(hào)ARGE4208英文名稱(chēng)MOLECULARBIOLOGYFPLANTNUTRITION課程類(lèi)型專(zhuān)業(yè)選修課總學(xué)時(shí)36其中理論學(xué)時(shí)36實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)實(shí)踐學(xué)時(shí)學(xué)分2預(yù)修課程生物化學(xué),植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)適用對(duì)象農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境專(zhuān)業(yè)課程簡(jiǎn)介(200字左右)植物營(yíng)養(yǎng)分子生物學(xué)基礎(chǔ)課程內(nèi)容(1)講解植物分子生物學(xué)基本理論和基礎(chǔ)知識(shí)(2)講解植物分子生物學(xué)領(lǐng)域的基本研究方法和技術(shù),其中包括植物轉(zhuǎn)基因所需的植物組織培養(yǎng)技術(shù)(3)介紹植物分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能在植物養(yǎng)分吸收利用機(jī)理研究的應(yīng)用,包括其必要性、研究現(xiàn)狀以及取得的研究成果。目的是為學(xué)生進(jìn)一步利用分子生物學(xué)手段深入研究植物養(yǎng)分吸收利用機(jī)理打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。二、教學(xué)目標(biāo)及任務(wù)通過(guò)本課程的教學(xué),使學(xué)生掌握植物分子生物學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本理論,了解植物分子生物學(xué)的基本研究方法與手段,為學(xué)生進(jìn)一步利用分子生物學(xué)手段深入研究植物養(yǎng)分吸收利用機(jī)理打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。三、學(xué)時(shí)分配教學(xué)課時(shí)分配第三章植物離子運(yùn)輸?shù)鞍椎姆肿由飳W(xué)研究方法與策略第一節(jié)植物根系對(duì)離子的吸收從生理水平到分子水平的研究第二節(jié)研究植物運(yùn)輸?shù)鞍椎牟呗?2第四章作物氮素吸收利用分子生物學(xué)第一節(jié)硝酸鹽離子運(yùn)輸?shù)鞍椎诙?jié)銨鹽離子運(yùn)輸?shù)鞍椎谌?jié)作物氮素吸收利用分子生物學(xué)研究進(jìn)展22第五章作物磷酸鹽吸收利用分子生物學(xué)第一節(jié)作物根系發(fā)育對(duì)植物缺磷逆境的響應(yīng)機(jī)制第二節(jié)磷酸鹽運(yùn)輸?shù)鞍椎谌?jié)作物磷酸鹽吸收利用分子生物學(xué)研究進(jìn)展第四節(jié)作物與菌根菌共生體菌根44第六章作物鉀及其它離子吸收利用分子生物學(xué)第一節(jié)鉀離子運(yùn)輸?shù)鞍椎诙?jié)其它離子運(yùn)輸?shù)鞍椎谌?jié)鉀及其它離子吸收利用分子生物學(xué)研究進(jìn)展22合計(jì)3636四、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)要求緒論2學(xué)時(shí)教學(xué)要求使學(xué)生了解植物營(yíng)養(yǎng)分子生物學(xué)的研究?jī)?nèi)容,特點(diǎn)及研究現(xiàn)狀。第一章基礎(chǔ)分子生物學(xué)知識(shí)16學(xué)時(shí)第一節(jié)植物基因組的特點(diǎn)及多樣性2學(xué)時(shí)習(xí)題要點(diǎn)常見(jiàn)模式植物基因組的大小,基因組大小與植物遺傳背景復(fù)雜性的關(guān)系。
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    • 簡(jiǎn)介:1分子生物學(xué)分子生物學(xué)課程教學(xué)大綱課程教學(xué)大綱(理論學(xué)時(shí)16學(xué)時(shí))使用教材醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)(供8年制及7年制臨床醫(yī)學(xué)等專(zhuān)業(yè)用)分子生物學(xué)是一門(mén)從分子水平研究生命現(xiàn)象、生命的本質(zhì)、生命活動(dòng)及其規(guī)律的科學(xué)。醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)是分子生物學(xué)的一個(gè)重要分支,是從分子水平研究人體在正常及疾病狀態(tài)下生命活動(dòng)及其規(guī)律的一門(mén)科學(xué)。它主要研究人體生物大分子和大分子體系的結(jié)構(gòu)、功能、相互作用及其同疾病發(fā)生、發(fā)展的關(guān)系。作為一門(mén)課程,醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)涵蓋了醫(yī)學(xué)各專(zhuān)業(yè)學(xué)生必須學(xué)習(xí)的分子生物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí),以及分子生物學(xué)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中形成的專(zhuān)門(mén)研究領(lǐng)域及相關(guān)知識(shí)。醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)既要較系統(tǒng)地了解分子生物學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí)和技術(shù)理論知識(shí),同時(shí)也要了解分子生物學(xué)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用和相關(guān)研究進(jìn)展。本書(shū)共二十三章,包括5個(gè)方面內(nèi)容。第二章至第十章介紹分子生物學(xué)基本知識(shí),主要介紹基因和基因組的基本概念和基本特點(diǎn),基因組核酸復(fù)制與損傷修復(fù)、基因表達(dá)和功能蛋白形成與降解、基因表達(dá)調(diào)控、細(xì)胞間通訊與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的基本概念和基本理論,細(xì)胞增殖與凋亡的相關(guān)分子生物學(xué)機(jī)制。第十一章至第十三章介紹基因操作的基本知識(shí),包括基因分析、基因功能研究和基因克隆與表達(dá)的相關(guān)基本知識(shí)和研究策略。第十四章至第十八章介紹疾病分子生物學(xué)機(jī)制,介紹了基因和基因組、3緒論一、目的要求了解分子生物學(xué)的定義、研究對(duì)象和研究?jī)?nèi)容;分子生物學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史;生物遺傳物質(zhì)的發(fā)現(xiàn);現(xiàn)代分子生物學(xué)的建立和深入發(fā)展;分子生物學(xué)與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系;分子生物學(xué)在醫(yī)學(xué)和生物學(xué)中的應(yīng)用。二、主要內(nèi)容分子生物學(xué)則是從分子水平研究生命現(xiàn)象及其規(guī)律的一門(mén)新興學(xué)科。它以核酸和蛋白質(zhì)等生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能為研究對(duì)象(一)、分子生物學(xué)的研究?jī)?nèi)容分子生物學(xué)主要研究生物大分子的結(jié)構(gòu)、功能、生物大分子之間的相互作用及其與疾病發(fā)生、發(fā)展的關(guān)系。研究?jī)?nèi)容主要包括以下三個(gè)方面。1核酸分子生物學(xué)2蛋白質(zhì)分子生物學(xué)3細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)(二)、分子生物學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史1、生物遺傳物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)2、現(xiàn)代分子生物學(xué)的建立3、現(xiàn)代分子生物學(xué)的深入發(fā)展(三)、分子生物學(xué)與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系由于生命本質(zhì)的高度一致性,分子生物學(xué)已經(jīng)對(duì)生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域產(chǎn)生了全面而深刻的影響,并逐步形成了一系列的分子學(xué)科。
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    • 簡(jiǎn)介:分子生物學(xué)分子生物學(xué)課程教學(xué)大綱課程教學(xué)大綱課程編號(hào)233201課程名稱(chēng)分子生物學(xué)總學(xué)時(shí)數(shù)64實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)0先修課及后續(xù)課先修課為生物化學(xué),遺傳學(xué);后續(xù)課為基因工程一、一、說(shuō)明部分說(shuō)明部分1課程性質(zhì)生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)課,必修2教學(xué)目標(biāo)及意義本課程是高等院校生物專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)課。旨在使學(xué)生掌握分子生物學(xué)的基本知識(shí)、基本概念,并了解分子生物學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)及應(yīng)用前景。3教學(xué)內(nèi)容和要求本課程安排在學(xué)生完成生物化學(xué)、遺傳學(xué)等有關(guān)基礎(chǔ)和專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程之后的第六學(xué)期。內(nèi)容上注意與以上課程的銜接,并避免不必要的重復(fù)。同時(shí)注意與后續(xù)課程基因工程等課程的銜接。課堂教學(xué)應(yīng)力求使學(xué)生掌握基本概念,了解分子生物學(xué)的發(fā)展歷史以及最新研究成果;熟練掌握DNA的結(jié)構(gòu)與功能、DNA的復(fù)制、RNA的轉(zhuǎn)錄、蛋白質(zhì)的合成、RNA在蛋白質(zhì)合成中的功能、遺傳密碼、基因表達(dá)與調(diào)控的本質(zhì)、基因組與比較基因組學(xué);由于該課程內(nèi)容繁多,發(fā)展迅速,故授課教師在吃透教材基礎(chǔ)上,應(yīng)廣泛閱讀相關(guān)參考資料,緊跟本學(xué)科發(fā)展,隨時(shí)補(bǔ)充新內(nèi)容,使學(xué)生及時(shí)了解本學(xué)科的重要進(jìn)展及發(fā)展動(dòng)態(tài)。分子生物學(xué)的發(fā)展依賴(lài)于現(xiàn)代分析和研究技術(shù),因此,配合分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程,講解一些分子生物學(xué)的重要研究方法。4教學(xué)重點(diǎn),難點(diǎn)重點(diǎn)DNA的結(jié)構(gòu)與功能;DNA的轉(zhuǎn)座;基因的表達(dá)與調(diào)控難點(diǎn)基因表達(dá)的調(diào)控5教學(xué)方法與手段在教學(xué)方法上采取課堂講授為主,輔以多媒體課件、提問(wèn)、綜述、實(shí)驗(yàn)、作業(yè)、教學(xué)輔助材料等,以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的消化和理解,在教學(xué)過(guò)程應(yīng)注意積極啟發(fā)學(xué)生的思維,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。6教材及主要參考書(shū)教材朱玉賢,李毅現(xiàn)代分子生物學(xué),第三版;北京高等教育出版社2007主要參考書(shū)調(diào)控;DNA的修復(fù)機(jī)制。第四節(jié)DNA的轉(zhuǎn)座知識(shí)要點(diǎn)轉(zhuǎn)座因子的分類(lèi)和結(jié)構(gòu)特征;轉(zhuǎn)座作用的機(jī)制;轉(zhuǎn)座作用的遺傳學(xué)效應(yīng);真核生物中的轉(zhuǎn)座因子。三、本章學(xué)時(shí)數(shù)12第三章生物信息的傳遞(上)從DNA到RNA一、教學(xué)要求了解啟動(dòng)子區(qū)的基本結(jié)構(gòu);啟動(dòng)子區(qū)的識(shí)別;原核生物MRNA的特征;真核生物MRNA的特征。掌握轉(zhuǎn)錄的基本過(guò)程;增強(qiáng)子及其功能;真核生物啟動(dòng)子對(duì)轉(zhuǎn)錄的影響;內(nèi)含子的剪接、編輯。二、教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)RNA的轉(zhuǎn)錄知識(shí)要點(diǎn)轉(zhuǎn)錄的基本過(guò)程;轉(zhuǎn)錄酶和轉(zhuǎn)錄因子。第二節(jié)啟動(dòng)子與轉(zhuǎn)錄起始知識(shí)要點(diǎn)啟動(dòng)子區(qū)的基本結(jié)構(gòu);啟動(dòng)子區(qū)的識(shí)別;酶與啟動(dòng)子區(qū)的結(jié)合;10區(qū)和35區(qū)的最佳間距;增強(qiáng)子及其功能;真核生物啟動(dòng)子對(duì)轉(zhuǎn)錄的影響。第三節(jié)原核生物與真核生物MRNA的特征比較知識(shí)要點(diǎn)原核生物MRNA的特征;真核生物MRNA的特征。第四節(jié)終止和抗終止知識(shí)要點(diǎn)不依賴(lài)于Ρ因子的終止;依賴(lài)于Ρ因子的終止;抗終止。第五節(jié)內(nèi)含子的剪接、編輯及化學(xué)修飾知識(shí)要點(diǎn)RNA中的內(nèi)含子;RNA的剪接;RNA的編輯和化學(xué)修飾。三、本章學(xué)時(shí)數(shù)10第四章生物信息的傳遞(下)從MRNA到蛋白質(zhì)一、教學(xué)要求了解三聯(lián)子;核糖體;RRNA;氨基酸的活化。掌握核糖體的功能;蛋白質(zhì)合成的生物學(xué)機(jī)制;核定位蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制。二、教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)遺傳密碼三聯(lián)子知識(shí)要點(diǎn)三聯(lián)體密碼及其破譯;遺傳密碼的性質(zhì)。第二節(jié)核糖體知識(shí)要點(diǎn)核糖體的結(jié)構(gòu);RRNA;核糖體的功能。第三節(jié)蛋白質(zhì)合成的生物學(xué)機(jī)制知識(shí)要點(diǎn)氨基酸的活化;翻譯的起始;肽鏈的延伸;肽鏈的終止;蛋白質(zhì)前體的加工;蛋白質(zhì)合成抑制劑;RNA分子在生物進(jìn)化中的地位。第四節(jié)蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制知識(shí)要點(diǎn)翻譯轉(zhuǎn)運(yùn)同步機(jī)制;翻譯后轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制;核定位蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制;蛋白質(zhì)的降解。三、本章學(xué)時(shí)數(shù)10
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    • 簡(jiǎn)介:CHAPTER2DNASTRUCTUREANDPROPERTIES,§21DNAISTHEGENETICMATERIAL§22THECHEMICALNATUREOFPOLYNUCLEOTIDES§23DNAISADOUBLEHELIX§24POLYMORPHISMOFDNASTRUCTURE§25DENATURATIONANDRENATURATION§26SUPERCOILEDDNAANDTOPOISOMERASE§27RESTRICTIONENZYMESANDDNASEQUENCING,§21DNAISTHEGENETICMATERIAL,,DEOXYRIBONUCLEICACIDDNADNAISTHESTOREHOUSE,ORCELLLIBRARY,THATCONTAINSALLTHEINFORMATIONREQUIREDTOBUILDTHECELLSANDTISSUESOFANORGANISM,,1THEDISCOVERYOFDNAFRIEDRICHMIESCHER1869DISCOVEREDINTHECELLNUCLEUSAMIXTUREOFCOMPOUNDSNUCLEINNUCLEINISMOSTLYCHROMATIN,ACOMPLEXOFDNAANDCHROMOSOMALPROTEINS,2TRANSFORMATIONINBACTERIA,KEYEXPERIMENTSDONEBYFREDERICKGRIFFITHIN1928OBSERVEDCHANGEINSTREPTOCOCCUSPNEUMONIAEFROMVIRULENTSSMOOTHCOLONIESWHEREBACTERIALHADCAPSULES,TOAVIRULENTRROUGHCOLONIESWITHOUTCAPSULESHEATKILLEDVIRULENTCOLONIESCOULDTRANSFORMAVIRULENTCOLONIESTOVIRULENTONES,DNATHETRANSFORMINGMATERIAL,IN1944AVERYUSEDATRANSFORMATIONTESTSIMILARTOGRIFFITH’SPROCEDURETAKINGCARETODEFINETHECHEMICALNATUREOFTHETRANSFORMINGSUBSTANCETECHNIQUESUSEDEXCLUDEDBOTHPROTEINANDRNAASTHECHEMICALAGENTOFTRANSFORMATIONOTHERTREATMENTSVERIFIEDTHATDNAISTHECHEMICALAGENTOFTRANSFORMATIONOFSPNEUMONIAEFROMAVIRULENTTOVIRULENT,GRIFFITH,1928AVERYETAL,1944,3DNACONFIRMATION,IN1952,HERSHEYANDCHASEDEMONSTRATEDTHATBACTERIOPHAGEINFECTIONCOMESFROMDNABY1953WATSONRNAISNAMEDFORITSSUGARRIBOSETHEDIFFERENCEISTHATTHESUGARINRNAHASANOHGROUPATTHE2POSITIONOFTHEPENTOSERING,1NITROGENOUSBASE,NUCLEOTIDENTBASICUNIT,EACHNUCLEICACIDCONTAINS4TYPESOFBASETHESAMETWOPURINES,ADENINEANDGUANINE,AREPRESENTINBOTHDNAANDRNATHETWOPYRIMIDINESINDNAARECYTOSINEANDTHYMINEINRNAURACILISFOUNDINSTEADOFTHYMINETHEONLYDIFFERENCEBETWEENURACILANDTHYMINEISTHEPRESENCEOFAMETHYLSUBSTITUENTATPOSITIONC5THEBASESAREUSUALLYREFERREDTOBYTHEIRINITIALLETTERSDNACONTAINSA,G,C,T,WHILERNACONTAINSA,G,C,U,TWOTYPESOFPENTOSEAREFOUNDINNUCLEICACIDSTHEYDISTINGUISHDNAANDRNA,2PENTOSESUGAR,THEDIFFERENCELIESINTHEABSENCE/PRESENCEOFTHEHYDROXYLGROUPATPOSITION2OFTHESUGARRING,THENITROGENOUSBASEISLINKEDTOPOSITION1ONTHEPENTOSERINGBYAGLYCOSIDICBONDFROMN1OFPYRIMIDINESORN9OFPURINES,NUCLEOSIDENUCLEOTIDE,NUCLEOSIDES核苷BASESUGARNUCLEOSIDERNARIBONUCLEOSIDESORJUSTNUCLEOSIDESDNA2’DEOXYRIBONUCLEOSIDESORJUSTDEOXYNUCLEOSIDESNUCLEOTIDES核苷酸BASESUGARPHOSPHATENUCLEOTIDESTHENUCLEOSIDE5’TRIPHOSPHATESNTPSORDNTPSARERESPECTIVELYTHEBUILDINGBLOCKSOFPOLYMERICRNAANDDNA,THEPOLYNUCLEOTIDECHAINISCONSTRUCTEDBYLINKINGTHE5′POSITIONOFONEPENTOSERINGTOTHE3′POSITIONOFTHENEXTPENTOSERINGVIAAPHOSPHATEGROUPSOTHESUGARPHOSPHATEBACKBONEISSAIDTOCONSISTOF5′3′PHOSPHODIESTERLINKAGESTHENITROGENOUSBASES“STICKOUT“FROMTHEBACKBONE,PHOSPHODIESTERBONDS磷酸二脂鍵COVALENTLINKAGEOFAPHOSPHATEGROUPBETWEENTHE5’HYDROXYLOFARIBOSEANDTHE3’HYDROXYLOFTHENEXTATNEUTRALPH,EACHPHOSPHATEGROUPHASASINGLENEGATIVECHARGE,THISISWHYNUCLEICACIDSARETERMEDACIDSTHEYARETHEANIONSOFSTRONGACIDSNUCLEICACIDSARETHUSHIGHLYCHARGEDPOLYMERS,THETERMINALNUCLEOTIDEATONEENDOFTHECHAINHASAFREE5′GROUPTHETERMINALNUCLEOTIDEATTHEOTHERENDHASAFREE3′GROUPITISCONVENTIONALTOWRITENUCLEICACIDSEQUENCESINTHE5′→3′DIRECTIONTHATIS,FROMTHE5′TERMINUSATTHELEFTTOTHE3′TERMINUSATTHERIGHT,DNA/RNASEQUENCETHENUCLEICACIDSEQUENCEISTHESEQUENCEOFBASESA,C,G,T/UINTHEDNA/RNACHAINTHESEQUENCEISCONVENTIONALLYWRITTENFROMTHEFREE5’TOTHEFREE3’ENDOFTHEMOLECULE5’ATTAGCTC3’DNA5’AUAGCUUGA3’RNA,§23DNAISADOUBLEHELIX,1CHARGAFF’SRULESERWINCHARGAFF’SSTUDIESOFTHEBASECOMPOSITIONSOFDNASFROMVARIOUSSOURCESREVEALEDTHATTHECONTENTOFPURINESWASALWAYSROUGHLYEQUALTOTHECONTENTOFPYRIMIDINES,ERWINCHARGAFF1949DNA是由四種脫氧核苷酸NUCLEOTIDE,就是腺嘌呤ADENINE、鳥(niǎo)嘌呤GUANINE胸腺嘧啶THYMIDINE和胞嘧啶CYTOCINE組成的,且在不同物種中四種核苷酸的比率不同。但A與T的量相等,G與C的量相等,即AT;GC,這就是所謂的CHARGAFF規(guī)則(CHARGAFFSRULES。,2THEDOUBLEHELIXMODELFORDNABYWATSONANDCRICK,,THEDOUBLEHELIXMODEL1XRAYDIFFRACTIONDATASHOWEDTHATDNAHASTHEFORMOFAREGULARHELIX,MAKINGACOMPLETETURNEVERY34?34NM,WITHADIAMETEROF20?2NMSINCETHEDISTANCEBETWEENADJACENTNUCLEOTIDESIS34?,THEREMUSTBE10NUCLEOTIDESPERTURN2THEDENSITYOFDNASUGGESTSTHATTHEHELIXMUSTCONTAINTWOPOLYNUCLEOTIDECHAINSTHECONSTANTDIAMETEROFTHEHELIXCANBEEXPLAINEDIFTHEBASESINEACHCHAINFACEINWARDANDARERESTRICTEDSOTHATAPURINEISALWAYSOPPOSITEAPYRIMIDINE,AVOIDINGPARTNERSHIPSOFPURINEPURINETOOTHICKORPYRIMIDINEPYRIMIDINETOOTHIN,3THEPROPORTIONOFGISALWAYSTHESAMEASTHEPROPORTIONOFCINDNA,ANDTHEPROPORTIONOFAISALWAYSTHESAMEASTHATOFTSOTHECOMPOSITIONOFANYDNACANBEDESCRIBEDBYTHEPROPORTIONOFITSBASESTHATISGCTHISRANGESFROM26TO74FORDIFFERENTSPECIESWATSONANDCRICKPROPOSEDTHATTHETWOPOLYNUCLEOTIDECHAINSINTHEDOUBLEHELIXASSOCIATEBYHYDROGENBONDINGBETWEENTHENITROGENOUSBASESGCANHYDROGENBONDSPECIFICALLYONLYWITHC,WHILEACANBONDSPECIFICALLYONLYWITHTTHESEREACTIONSAREDESCRIBEDASBASEPAIRING,ANDTHEPAIREDBASESGWITHC,ORAWITHTARESAIDTOBECOMPLEMENTARY,THEMODELREQUIRESTHETWOPOLYNUCLEOTIDECHAINSTORUNINOPPOSITEDIRECTIONSANTIPARALLELLOOKINGALONGTHEHELIX,THEREFORE,ONESTRANDRUNSINTHE5′3′DIRECTION,WHILEITSPARTNERRUNS3′5′,THEBASESLIEONTHEINSIDETHEYAREFLATSTRUCTURES,LYINGINPAIRSPERPENDICULARTOTHEAXISOFTHEHELIXCONSIDERTHEDOUBLEHELIXINTERMSOFASPIRALSTAIRCASETHEBASEPAIRSFORMTHETREADSPROCEEDINGALONGTHEHELIX,BASESARESTACKEDABOVEONEANOTHER,INASENSELIKEAPILEOFPLATES,EACHBASEPAIRISROTATED36oAROUNDTHEAXISOFTHEHELIXRELATIVETOTHENEXTBASEPAIRSO10BASEPAIRSMAKEACOMPLETETURNOF360oTHETWISTINGOFTHETWOSTRANDSAROUNDONEANOTHERFORMSADOUBLEHELIXWITHANARROWGROOVE12?ACROSSANDAWIDEGROOVE22?ACROSSTHEDOUBLEHELIXISRIGHTHANDEDTHETURNSRUNCLOCKWISELOOKINGALONGTHEHELICALAXISTHESEFEATURESREPRESENTTHEACCEPTEDMODELFORWHATISKNOWNASTHEBFORMOFDNA,,FLASH,,§24POLYMORPHISMOFDNASTRUCTURE,1THEDOUBLEHELIXEXISTSINMULTIPLECONFORMATION1RIGHTHANDEDHELIXB,A,C,D,E2LEFTHANDEDHELIXZDNA,ADNA,BDNA,ZDNA,RELATIVEHUMIDITY9275SALTSODIUMSODIUM,BDNAADNA,,THEAFORMHAS11BASEPAIRSPERTURNITSMAJORGROOVEISNARROWERANDDEEPERTHANTHATOFBFORM,ANDITSMINORGROOVEISBROADERANDSHALLOWERUNCLEARIFPUREAFORMDNAEXISTSWITHINCELLSDNARNAHYBRIDDOUBLEHELICESALLDOUBLEHELICALRNAREGIONS,TAKEAFORM,STRUCTURALPROPERTIESOFA、BANDZDNA,2ZDNAALEXANDERRICHETALMITDOUBLESTRANDEDDNACONTAININGSTRANDSOFALTERNATINGPURINESANDPYRIMIDINESEGPOLYDGDCPOLYDCDGGCGCGCGCCGCGCGCGM5CGATM5CGGM5CTAGM5CLIVINGCELLSCONTAINASMALLPROPORTIONOFZDNAFUNCTIONOFZDNAREGULATEGENEEXPRESSION,ZDNAINDROSOPHILACHROMOSOMEPROVEDBYANTIZANTIBODY,IMMUNOLOGICALSLID,CYTOLOGICALSLID,,,,3INVERTEDREPEATSHAIRPINWHENASEQUENCEOFBASESISFOLLOWEDBYACOMPLEMENTARYSEQUENCENEARBYINTHESAMEMOLECULE,THECHAINMAYFOLDBACKONITSELFTOGENERATEANANTIPARALLELDUPLEXSTRUCTURE,CALLAHAIRPINITCONSISTSOFABASEPAIRED,DOUBLEHELICALREGION,THESTEM,WITHALOOPOFUNPAIREDBASESATONEEND,HAIRPIN,INVERTEDREPEATSTHESEQUENCEINADOUBLEDDNACONSISTSOFTWOCOPIESOFANIDENTICALSEQUENCEPRESENTINTHEREVERSEORIENTATIONTHEYCALLEDINVERTEDREPEATSEG5’GCTTTTAAAAGC3’3’CGAAAATTTTCG5’THESEQUENCEOFTHEINVERTEDREPEATSTOGETHERISCALLEDAPALINDROME回文結(jié)構(gòu)ITISDEFINEDASASEQUENCEOFDUPLEXDNATHATISTHESAMEWHENEITHEROFITSSTRANDSISREADINADEFINEDDIRECTION,APALINDROMICSEQUENCEISFORMALLYDESCRIBEDASAREGIONOFDYADSYMMETRY(雙重對(duì)稱(chēng)區(qū)),INWHICHTHEAXISOFSYMMETRYSEPARATESTHEINVERTEDREPEATS,GGTCCA,ACCTGG,,THETWOCOPIESOFANINVERTEDREPEATNEEDNOTNECESSARILYBECONTIGUOUS,GGTNNCCANN,NNACCNNTGG,,PALINDROME,§25DENATURATIONANDRENATURATIONCHEMICALANDPHYSICALPROPERTIESOFNUCLEICACIDSSTABILITYOFNUCLEICACIDSALTHOUGHITMIGHTSEEMOBVIOUSTHATDNADOUBLESTRANDSANDRNASTRUCTURESARESTABILIZEDBYHYDROGENBONDING,THISISNOTTHECASEHBONDSDETERMINETHESPECIFICITYOFTHEBASEPAIRING,BUTTHESTABILITYOFANUCLEICACIDHELIXISTHERESULTOFHYDROPHOBICANDSTACKINGINTERACTIONBETWEENTHESTACKEDBASEPAIRS,,,EFFECTOFACIDINSTRONGACIDANDATELEVATEDTEMPERATURES,NUCLEICACIDSAREHYDROLYZEDCOMPLETELYTOTHEIRCONSTITUENTSBASES,RIBOSEORDEOXYRIBOSEANDPHOSPHATEINMOREDILUTEMINERALACID,PH34,THEMOSTEASILYHYDROLYZEDBONDSARESELECTIVELYBROKENEFFECTOFALKALIINCREASINGPHABOVEPH8,SPECIFICHYDROGENBONDINGBROKEN,DSDNASSDNABECAUSEOFTHEPRESENCEOFTHE2OHGROUP,RNAMORESUSCEPTIBLETOALKALIINHIGHPH,PHOSPHODIESTERBONDBACKBONEISBROKENRNAFRAGMENTS,,,CHEMICALDENATURATIONATNEUTRALPH,UREAANDFORMAMIDECANCAUSETHEDENATURATIONOFDNAORRNABYDISRUPTINGTHEHYDROPHOBICFORCESBETWEENTHESTACKEDBASESEFFECTOFMECHANICALFORCESDNAISARELATIVELYSTIFFMOLECULELONGDNAMOLECULARCANEASILYBEDAMAGEDBYSHEARINGFORCES,ORBYSONICATIONHIGHINTENSITYULTRASOUNDTHEYMERELYREDUCETHELENGTHOFTHEDOUBLESTRANDEDMOLECULESINTHESOLUTION,,ACRUCIALPROPERTYOFTHEDOUBLEHELIXISTHEABILITYTOSEPARATETHETWOSTRANDSWITHOUTDISRUPTINGCOVALENTBONDSTHISMAKESITPOSSIBLEFORTHESTRANDSTOSEPARATEANDREFORMUNDERPHYSIOLOGICALCONDITIONSATTHEVERYRAPIDRATESNEEDEDTOSUSTAINGENETICFUNCTIONSTHESPECIFICITYOFTHEPROCESSISDETERMINEDBYCOMPLEMENTARYBASEPAIRING,2DENATURATIONANDRENATURATION,DNA的呼吸作用DENATURATIONDENATURATIONOFDNAORRNADESCRIBESITSCONVERSIONFROMTHEDOUBLESTRANDEDTOTHESINGLESTRANDEDSTATETHECOMPLEMENTARYSTRANDSOFTHEDOUBLEHELIXCANBEMADETOCOMEAPARTWHENASOLUTIONOFDNAISHEATEDABOVEPHYSIOLOGICALTEMPERATURETONEAR100?CORUNDERCONDITIONOFHIGHPH,APROCESSKNOWNASDENATURATION,HYPERCHROMICITY增色效應(yīng),HYPERCHROMICITYWHENTHETEMPERATUREOFASOLUTIONOFDNAISRAISEDTONEARTHEBOILINGPOINTOFWATER,THEABSORBANCEAT260NMMARKEDLYINCREASES,APHENOMENONKNOWNASHYPERCHROMICITYTHISINCREASEISTHATDUPLEXDNAABSORBSLESSULTRAVIOLETLIGHTBYABOUT40THANDOINDIVIDUALDNACHAINSTHISHYPERCHROMICITYISDUETOBASESTACKING,WHICHDIMINISHESTHECAPACITYOFTHEBASESINDUPLEXDNATOABSORBULTRAVIOLETLIGHT,當(dāng)濃度都為50ΜG/ML時(shí),DOUBLESTRAINEDDNAA260100SINGLESTRAINEDDNA完全變性DNAA260137單核苷酸的等比例混合物A260160TMMELTINGTEMPERATUREOFDNAISTHEMIDPOINTOFTHETRANSITIONWHENDUPLEXDNATODENATUREDBYHEATINGTOSEPARATEINTOSINGLESTRANDS,THETMOFDNAISACHARACTERISTICOFEACHDNATMISLARGELYDETERMINEDBY1GCCONTENT2IONICSTRENGTH3PH,TM↑,PH12,酮基→烯醇基,PH23,NH2→NH2質(zhì)子化,改變氫鍵的形成與結(jié)合力,極端PH條件的影響,,一切減弱氫鍵,堿基堆積力的因素均將使TM值降低,,RENATURATIONRENATURATIONISTHEREASSOCIATIONOFDENATUREDCOMPLEMENTARYSINGLESTRANDSOFADNADOUBLEHELIX,RENATURATIONISDETERMINEDBYTEMPERATUREOFSOLUTIONCONCENTRATIONOFDNACOMPLEXITYOFDNA,RENATURATIONKINETIC復(fù)性動(dòng)力學(xué)DNA復(fù)性是一種雙分子二級(jí)反應(yīng),單鏈消失的速度可表示為,C單鏈DNA濃度T時(shí)間K復(fù)性速度常數(shù)CODNA濃度,,當(dāng)T0時(shí),CC0,,在上式中,當(dāng)T0時(shí),CC0,表明所有的DNA都是單鏈。,復(fù)性的分?jǐn)?shù)C/C0是起始濃度和經(jīng)過(guò)時(shí)間的乘積COT的函數(shù),這個(gè)函數(shù)繪成的曲線,稱(chēng)為COT曲線。,,當(dāng)反應(yīng)完成一半時(shí),,,反應(yīng)進(jìn)行至一半時(shí)的COT,即C0T1/2,其意義為半數(shù)變性DNA再結(jié)合時(shí)的COT值;反映復(fù)性進(jìn)行至一半時(shí)所需的時(shí)間與DNA濃度間的關(guān)系。任何一個(gè)DNA的復(fù)性都可用C0T1/2描述(核苷酸MOLESECL1),值越大表明反應(yīng)越慢,DNA的復(fù)性遵循C0T曲線。,THECONCEPTOFBASEPAIRINGISCENTRALTOALLPROCESSESINVOLVINGNUCLEICACIDSDISRUPTIONOFTHEBASEPAIRSISACRUCIALA
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    • 簡(jiǎn)介:1生化分子生物學(xué)專(zhuān)業(yè)碩士研究生培養(yǎng)方案生化分子生物學(xué)專(zhuān)業(yè)碩士研究生培養(yǎng)方案(071010)一、培養(yǎng)目標(biāo)一、培養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)適應(yīng)我國(guó)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)需要的,德、智、體全面發(fā)展的高級(jí)專(zhuān)業(yè)人才。要求碩士研究生1、掌握馬克思主義的基本原理,堅(jiān)持四項(xiàng)基本原則,熱愛(ài)祖國(guó),遵紀(jì)守法,品德優(yōu)良,學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn),具有實(shí)事求是、不斷追求新知、勇于創(chuàng)造的科學(xué)精神,積極為社會(huì)主義建設(shè)服務(wù)。2、掌握本學(xué)科堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)理論,系統(tǒng)的專(zhuān)門(mén)知識(shí)和技能;具有從事科學(xué)研究工作或獨(dú)立擔(dān)負(fù)專(zhuān)門(mén)技術(shù)工作的能力。3、較熟練地掌握一門(mén)外國(guó)語(yǔ),具有較好的外語(yǔ)聽(tīng)說(shuō)和科學(xué)論文寫(xiě)作能力。各學(xué)科應(yīng)根據(jù)上述要求,結(jié)合學(xué)科特點(diǎn),針對(duì)學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)和能力要求,進(jìn)一步細(xì)化本學(xué)科碩士研究生的培養(yǎng)目標(biāo)。二、研究方向二、研究方向1、熱帶生物抗逆分子機(jī)理研究海南省擁有豐富的熱帶陸地、海洋生物資源,并以其獨(dú)特的地理及氣候環(huán)境孕育了許多特有的植物品種,本研究方向主要利用海南豐富的熱帶植物資源,著眼于熱帶生物資源中那些具有重要經(jīng)濟(jì)性狀或主要生物學(xué)功能的抗逆基因的克隆及表達(dá)研究。地域優(yōu)勢(shì)和資源優(yōu)勢(shì)使本研究方向在國(guó)內(nèi)處于不可替代的位置,同時(shí)也賦予更多的源頭創(chuàng)新研究的機(jī)會(huì)。該研究方向主要著重于(1)耐鹽相關(guān)基因的克隆與鑒定研究,通過(guò)克隆鑒定耐鹽相關(guān)基因,遺傳轉(zhuǎn)化,并利用基因工程手段培育出耐鹽作物品種,具有重要理論和實(shí)踐意義;(2)橡膠產(chǎn)膠相關(guān)基因以及抗逆相關(guān)基因的研究;了解天然橡膠生物合成及調(diào)控的分子基礎(chǔ)研究,乙烯利刺激橡膠樹(shù)后的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及產(chǎn)膠相關(guān)基因及橡膠樹(shù)高產(chǎn)基因克隆及鑒定研究,橡膠創(chuàng)傷和乳管分化的分子機(jī)理和信號(hào)傳導(dǎo)研究;橡膠抗旱抗寒相關(guān)基因的克隆及抗逆分子機(jī)理研究。(3)水稻抗逆基因的克隆及遺傳轉(zhuǎn)化育種研究,利用海南野生稻資源,篩選和克隆水稻高抗稻瘟病、紋枯病等抗性相關(guān)基因。利用分子標(biāo)記輔助選擇和回交轉(zhuǎn)育的常規(guī)育種技術(shù),進(jìn)行水稻高抗3保護(hù)和品種改良的有機(jī)結(jié)合。(3)(3)媒介生物(蚊蟲(chóng)、蜱蟲(chóng)等)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)以及熱帶動(dòng)物疾病的分子診斷和防治方法的研究。此方向主要研究蚊蟲(chóng)的表皮合成的生化機(jī)制,進(jìn)行殺蚊劑藥物靶標(biāo)的發(fā)現(xiàn)和確認(rèn),為研發(fā)新型殺蚊藥提供有效的靶標(biāo)。研究?jī)?nèi)容包括利用蛋白質(zhì)組學(xué)方法鑒定參與表皮形成的蛋白;運(yùn)用RNA干擾的方法評(píng)價(jià)柔性表皮合成酶和主要表皮結(jié)構(gòu)蛋白的基因功能區(qū)域;評(píng)價(jià)表皮合成酶抑制劑對(duì)蚊蟲(chóng)的影響;以及柔性表皮合成酶的特性等。(4)動(dòng)物疾病相關(guān)蛋白質(zhì)功能及相互作用研究,及藥物作用的分子機(jī)理研究。此研究方向主要開(kāi)展與動(dòng)物抗炎免疫以及神經(jīng)疾患有關(guān)的關(guān)鍵蛋白質(zhì)的功能、未知內(nèi)源性配體、蛋白質(zhì)復(fù)合體的組成、有調(diào)控功能的未知磷酸化位點(diǎn)及相關(guān)信號(hào)傳導(dǎo)方式等研究;同時(shí)開(kāi)展與動(dòng)物抗炎免疫以及神經(jīng)系統(tǒng)疾患有關(guān)的合成和天然化合物的藥理學(xué)作用機(jī)制研究。(5)基因重組藥物與飼用添加劑制備工藝路線研究。此方向主要研究基因工程產(chǎn)品(包括藥用蛋白質(zhì)和飼用添加劑)的原核和真核表達(dá)載體的構(gòu)建、蛋白質(zhì)表達(dá)以及分離純化方法;并針對(duì)蛋白酶底物共有序列加以基因改造,提高療效或延長(zhǎng)蛋白質(zhì)在動(dòng)物體內(nèi)的半衰期。三、學(xué)制和學(xué)習(xí)年限三、學(xué)制和學(xué)習(xí)年限碩士研究生學(xué)制為3年。個(gè)別因特殊情況,不能按期完成培養(yǎng)計(jì)劃者,須按規(guī)定提出延長(zhǎng)學(xué)習(xí)年限的書(shū)面報(bào)告,經(jīng)研究生處批準(zhǔn),可適當(dāng)延長(zhǎng),但在學(xué)年限最長(zhǎng)不得超過(guò)4年。延長(zhǎng)學(xué)習(xí)期間的一切費(fèi)用自理。四、培養(yǎng)方式四、培養(yǎng)方式1、本專(zhuān)業(yè)碩士研究生采取全日制培養(yǎng)方式。2、本專(zhuān)業(yè)碩士研究生采取課程學(xué)習(xí)和科學(xué)研究相結(jié)合、以及導(dǎo)師指導(dǎo)和集體培養(yǎng)相結(jié)合的辦法。在培養(yǎng)過(guò)程中,導(dǎo)師(組)起主導(dǎo)作用,鼓勵(lì)研究生獨(dú)立思考、勇于創(chuàng)新。在保證基本培養(yǎng)目標(biāo)及培養(yǎng)質(zhì)量的前提下,可采取靈活多樣的培養(yǎng)方式。五、課程設(shè)置與學(xué)分要求五、課程設(shè)置與學(xué)分要求碩士研究生課程學(xué)習(xí)實(shí)行學(xué)分制,總學(xué)分26學(xué)分(不包括學(xué)術(shù)活動(dòng)、教學(xué)實(shí)踐或社會(huì)實(shí)踐、文獻(xiàn)綜述及開(kāi)題報(bào)告等必修環(huán)節(jié)),其中學(xué)位課19學(xué)分。碩士研究生中期考核前必須修滿(mǎn)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案規(guī)定的所有課程,考試成績(jī)合格方
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    • 簡(jiǎn)介:實(shí)驗(yàn)常用試劑、緩沖液的配制方法實(shí)驗(yàn)常用試劑、緩沖液的配制方法1、1MTRISHCL□組份濃度1MTRISHCL(PH74,76,80)□配制量1L□配置方法1稱(chēng)量1211GTRIS置于1L燒杯中。2加入約800ML的去離子水,充分?jǐn)嚢枞芙狻?按下表量加入濃鹽酸調(diào)節(jié)所需要的PH值。PH值濃HCL74約70ML76約60ML80約42ML4將溶解定容至1L。5高溫高壓滅菌后,室溫保存。注意應(yīng)使溶液冷卻至室溫后再調(diào)定PH值,因?yàn)門(mén)RIS溶液的PH值隨溫度的變化差很大,溫度每升高1℃,溶液的PH值大約降低003個(gè)單位。2、15MTRISHCL□組份濃度15MTRISHCL(PH88)□配制量1L□配置方法1稱(chēng)取1817GTRIS置于1L燒杯中。2加入約800ML的去離子水,充分?jǐn)嚢枞芙狻?用濃鹽酸調(diào)PH值至88。4將溶液定容至1L。5高溫高壓滅菌后,室溫保存。注意應(yīng)使溶液冷卻至室溫后再調(diào)定PH值,因?yàn)門(mén)RIS溶液的PH值隨溫度的變化差異很大,溫度每升高1℃,溶液的PH值大約降低003個(gè)單位。3、10TEBUFFER□組份濃度100MMTRISHCL,10MMEDTA(PH74,76,80)□配制量1L□配置方法1量取下列溶液,置于1L燒杯中。1MTRISHCLBUFFER(PH74,76,80)100ML500MMEDTA(PH80)20ML2向燒杯中加入約800ML的去離子水,均勻混合。3將溶液定至1L后,高溫高壓滅菌。4室溫保存。4、3M醋酸鈉醋酸鈉□組份濃度3M醋酸鈉(PH52)□配制量100ML□配置方法1稱(chēng)取408GNAOAC3H2O置于100~200ML燒杯中,加入約40ML的去離子水?dāng)嚢枞芙狻?加入冰乙酸調(diào)節(jié)PH值至52。3加入去離子水將溶液定容至100ML。4高溫高壓滅菌后,室溫保存。5、PBSBUFFER□組份濃度137MMNACL,27MMKCL,10MMNA2HPO4,2MMKH2PO4□配制量1L□配置方法1稱(chēng)量下列試劑,置于1L燒杯中。NACL8GKCL02GNA2HPO4142GKH2PO4027G2向燒杯中加入約800ML的去離子水,充分?jǐn)嚢枞芙狻?滴加HCL將PH值調(diào)節(jié)至74,然后加入去離子水將溶液定容至1L。4高溫高壓滅菌后,室溫保存。注意上述PBSBUFFER中無(wú)二價(jià)陽(yáng)離子,如需要,可在配方中補(bǔ)充1MMCACL2和05MMMGCL2。6、10M醋酸銨醋酸銨□組份濃度10M醋酸銨□配制量100ML□配置方法1稱(chēng)量771G醋酸銨置于100~200ML燒杯中,加入約30ML的去離子水?dāng)嚢枞芙狻?加去離子水將溶液定容至100ML。3使用022ΜM濾膜過(guò)濾除菌。4密封瓶口于室溫保存。注意醋酸銨受熱易分解,所以不能高溫高壓滅菌。7、TRISHCL平衡苯酚平衡苯酚□配置方法1使用原料大多數(shù)市售液化苯酚是清亮無(wú)色的,無(wú)需重蒸餾便可用于分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)。但有些液化苯酚呈粉紅色或黃色,應(yīng)避免使用。同時(shí)也應(yīng)避免使用結(jié)晶苯酚,結(jié)晶苯酚必須在160℃對(duì)其進(jìn)行重蒸餾除去諸如醌等氧化產(chǎn)物,這些氧化產(chǎn)物可引起磷酸二酯鍵的斷裂或?qū)е翿NA和DNA的交聯(lián)等。因此,苯酚的質(zhì)量對(duì)DNA、RNA的提取極為重要,我們推薦使用高質(zhì)量的苯酚進(jìn)行分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)。2操作注意苯酚腐蝕性極強(qiáng),并可引起嚴(yán)重灼傷,操作時(shí)應(yīng)戴手套及防護(hù)鏡等。所有操作均應(yīng)在通風(fēng)櫥中進(jìn)行,與苯酚接觸過(guò)的皮膚部位應(yīng)用大量水清洗,并用肥皂和水洗滌,忌用乙醇。3苯酚平衡因?yàn)樵谒嵝訮H條件下DNA分配于有機(jī)相,因此使用苯酚前必須對(duì)苯酚進(jìn)行平衡使其PH值達(dá)到78以上,苯酚平衡操作方法如下①液化苯酚應(yīng)貯存于20℃,此時(shí)的苯酚呈現(xiàn)結(jié)晶狀態(tài)。從冰柜中取出的苯酚首先在室溫下放置使其達(dá)到室溫,然后在68℃水浴中使苯酚充分溶解。②加入羥基喹啉(8QUINOLINOL)至終濃度01%。該化合物是一種還原劑、RNA酶的不完全抑制劑及金屬離子的弱螯合劑,同時(shí)因其呈黃色。有助于方便識(shí)別有機(jī)相。③加入等體積的1MTRISHCL(PH80),使用磁力攪拌器攪拌15分鐘,靜置使其充分分層后,除去上層水相。分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)常用培養(yǎng)基的配制方法分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)常用培養(yǎng)基的配制方法1、AMPICILLIN□組份濃度100MGMLAMPICILLIN(100MGML)□配制量50ML□配置方法1稱(chēng)量5GAMPICILLIN置于50ML離心管中。2加入40ML滅菌水,充分混合溶解后,定容至50ML。3用022ΜM濾膜過(guò)濾除菌。4小份分裝(1ML份)后,20℃保存。2、IPTG□組份濃度24MGMLIPTG(24MGML)□配制量50ML配置方法1稱(chēng)量12GIPTG置于50ML離心管中。2加入40ML滅菌水,充分混合溶解后,定容至50ML。3用022ΜM濾膜過(guò)濾除菌。4小份分裝(1ML份)后,20℃保存。3、XGAL□組份濃度20MGMLXGAL(20MGML)□配制量50ML□配置方法1稱(chēng)取1GXGAL置于50ML離心管中。2加入40MLDMF(二甲基甲酰胺),充分混合溶解后,定容至50ML。3小份分裝(1ML份)后,20℃保存。4、LB培養(yǎng)基培養(yǎng)基□組份濃度1%(WV)TRYPTONE,05%(WV)YEASTEXTRACT,1%(WV)NACL□配制量1L□配置方法1稱(chēng)量下列試劑,置于1L燒杯中TRYPTONE10GYEASTEXTRACT5GNACL10G2加入約800ML的去離子水,充分?jǐn)嚢枞芙狻?滴加5NNAOH(約02ML),調(diào)節(jié)PH值至70。4高溫高壓滅菌后,4℃保存。5、LBAMP培養(yǎng)基培養(yǎng)基□組份濃度1%(WV)TRYPTONE05%(WV)YEASTEXTRACT1%(WV)NACL01MGMLAMPICILLIN□配制量1L□配置方法1稱(chēng)量下列試劑,置于1L燒杯中TRYPTONE10GYEASTEXTRACT5GNACL10G2加入約800ML的去離子水,充分?jǐn)嚢枞芙狻?滴加5NNAOH(約02ML),調(diào)節(jié)PH值至70。4加去離子水將培養(yǎng)基定容至1L。5高溫高壓滅菌后,冷卻至室溫。6加入1MLAMPICILLIN(100MGML)后均勻混合。74℃保存。6、TB培養(yǎng)基培養(yǎng)基□組份濃度12%(WV)TRYPTONE24%(WV)YEASTEXTRACT04%(VV)GLYCEROL17MMKH2PO472MMK2HPO4□配制量1L□配置方法1配制磷酸鹽緩沖液(017MKH2PO4,072MK2HPO4)100ML。2稱(chēng)取下列試劑,置于1L燒杯中。TRYPTONE12GYEASTEXTRACT24GGLYCEROL4ML3加入約800ML的去離子水,充分?jǐn)嚢枞芙狻?加去離子水將培養(yǎng)基定容至1L后,高溫高壓滅菌。5待溶液冷卻至60℃以下時(shí),加入100ML的上述滅菌磷酸鹽緩沖液。64℃保存。7、TBAPM培養(yǎng)基培養(yǎng)基□組份濃度12%(WV)TRYPTONE24%(WV)YEASTEXTRACT04%(VV)GLYCEROL17MMKH2PO472MMK2HPO401MGMLAMPICILLIN□配制量1L□配置方法1配制磷酸鹽緩沖液(017MKH2PO4,072MK2HPO4)100ML。溶解231GKH2PO4和254GK2HPO4于90ML的去離子水中,攪拌溶解后,加去離子水定容至100ML,高溫高壓滅菌。2稱(chēng)取下列試劑,置于1L燒杯中。TRYPTONE12GYEASTEXTRACT24GGLYCEROL4ML3加入約800ML的去離子水,充分?jǐn)嚢枞芙狻?加去離子水將培養(yǎng)基定容至1L后,高溫高壓滅菌。5待溶液冷卻至60℃以下時(shí),加入100ML的上述滅菌磷酸鹽緩沖液和1MLAMPICILLIN(100MGML)。6均勻混合后4℃保存。8、SOB培養(yǎng)基培養(yǎng)基□組份濃度2%(WV)TRYPTONE05%(WV)YEASTEXTRACT005%(WV)NACL25MMKCL10MMMGCL2□配制量1L□配置方法1配制250MMKCL溶液。在90ML的去離子水中溶解186GKCL后,定容至100ML。2配制2MMGCL2溶液。在90ML的去離子水中溶解19GMGCL2后,定容至100ML,高溫高壓滅菌。3稱(chēng)取下列試劑,置于1L燒杯中。TRYPTONE20GYEASTEXTRACT5G
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    • 簡(jiǎn)介:糖尿病與分子生物學(xué),石巖,相關(guān)分子生物學(xué)理論基礎(chǔ),遺傳病,基因病,染色體?。?54),單基因病(25),多基因?。?80),,,,,,,,,指生殖細(xì)胞或受精卵的遺傳物質(zhì)發(fā)生突變或畸變所引起的疾病。,,多基因病是一種異質(zhì)性疾病,是遺傳因素和環(huán)境因素相互作用而形成的一種特殊生命過(guò)程,伴組織器官形態(tài)、代謝和功能的改變。其中遺傳因素即致病基因在決定該病中所起的作用的大小稱(chēng)為遺傳率。遺傳率高達(dá)7080者遺傳基礎(chǔ)在決定發(fā)病上起著重要作用,而環(huán)境因素的影響較??;遺傳率只占3040或以下的疾病,則表明環(huán)境因素有重要作用,而遺傳因素作用不顯著;也有的環(huán)境因素與遺傳因素都很重要,即遺傳因素提供了產(chǎn)生疾病的必要遺傳背景而環(huán)境因素促使疾病表現(xiàn)出相應(yīng)的癥狀和體征。,,,遺傳因素,環(huán)境因素,染色體病,苯酮尿癥,半乳糖血癥,G6PD缺乏癥,哮喘、精神分裂癥,糖尿?。ㄉ倌晷停?冠心病,消化性潰瘍,強(qiáng)性傳染病,維C缺乏癥,物理、機(jī)械、化學(xué)因素?fù)p傷,唇裂腭裂強(qiáng)直性脊椎炎高血壓病,結(jié)核病,2型糖尿病相關(guān)基因,1胰島素基因,11胰島素分子上的某一個(gè)氨基酸被代替,而此氨基酸對(duì)胰島素的生物活性起關(guān)鍵性作用,12胰島素原轉(zhuǎn)換為胰島素的過(guò)程中,正常的咸基殘端被裂開(kāi)。,B52突變(苯丙氨酸亮氨酸)INS一級(jí)結(jié)構(gòu)改變受體結(jié)合障礙。,65位(精氨酸非咸性氨基酸)蛋白酶識(shí)別點(diǎn)消失INS加工障礙胰島素原在C肽和B鏈之間斷裂妨礙受體識(shí)別,,,,,,,2型糖尿病相關(guān)基因,2胰島素受體基因,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,0,10,20,30,40,50,60,70,80,90,100,110,120,130,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,1,2,3,456789,1011,1213,1421,22,胰島素結(jié)合區(qū),富含半胱氨酸區(qū)域,太,選擇性可剪切外顯子,前受體胯加工區(qū),酷氨酸激酶,信號(hào)肽,外顯子,胰島素受體基因結(jié)構(gòu)圖,2型糖尿病相關(guān)基因,3葡萄糖激酶基因,,,,,,,,,,,,,,,1B1C,2,3,789,10,EXON,GCK結(jié)構(gòu)示意圖,456,1A,,在少年起病成年型病人中發(fā)現(xiàn)了葡萄糖激酶(GCK)基因的改變及該酶活性下降,當(dāng)屬近年來(lái)2型糖尿病研究的一大突破。,血糖增高,GCK表達(dá),葡萄糖,6磷酸葡萄糖,,,,胰島素分泌,,,,,,肝糖元合成,,國(guó)內(nèi)一項(xiàng)報(bào)道稱(chēng),在起病早及/或伴明顯家族史的常見(jiàn)型2型糖尿病中見(jiàn)到GCK內(nèi)含子1B變異。距EX1及IN1拼接點(diǎn)第12個(gè)堿基呈現(xiàn)AT突變。未見(jiàn)編碼區(qū)及拼接區(qū)有突變??尚诺慕忉尀檫@些突變?cè)谑来鷤鬟f中經(jīng)自然選擇消除,以致在普通群體中少見(jiàn),僅見(jiàn)于MODY者而非常見(jiàn)型2型糖尿病的主要病因。,2型糖尿病相關(guān)基因,4糖原合成酶基因,在周?chē)M織對(duì)葡萄糖的非氧化攝取、合成糖原的過(guò)程中,糖原合成酶(GSY)基因產(chǎn)物起到重要作用。這一過(guò)程的受阻可引起周?chē)M織對(duì)胰島素的抵抗,常伴高血壓,并常有明顯的家族遺傳傾向。,在2型糖尿病患者GSY基因中發(fā)現(xiàn)了雙核苷酸復(fù)序列多態(tài)性(TG)。它位于19號(hào)染色體載脂蛋白C2及富含組氨酸的鈣結(jié)合蛋白基因之間,擁有10個(gè)等位基因,雜合度082,在2型糖尿病發(fā)病及胰島素抵抗中的作用機(jī)制尚待進(jìn)一步研究。,2型糖尿病相關(guān)基因,5載脂蛋白基因群,糖尿病患者多合并有血脂和脂蛋白成分的異常,是引起糖尿病血管病變的一個(gè)重要危險(xiǎn)因素。載脂蛋白(APO)在脂類(lèi)代謝中起重要作用,目前國(guó)際上已從分子生物學(xué)領(lǐng)域?qū)PO基因多態(tài)性進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)了2型糖尿病與APOA1、C3、B等基因相關(guān)聯(lián)。研究最為深入的當(dāng)屬APOB。,APOB是乳糜微粒(CM)和低密度脂蛋白的主要載脂蛋白,主要有APOB100、APOB48兩種形式。前者的主要功能是結(jié)合和轉(zhuǎn)運(yùn)脂質(zhì),參與脂類(lèi)代謝,它是肝臟合成和分泌富含甘油三酯的VLDL所必需的載脂蛋白。而后者在CM裝配及分泌中起重要作用,它在小腸細(xì)胞的粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中合成后作為CM的主要蛋白質(zhì)分泌入血。人類(lèi)APOB基因已被成功克隆,基因全長(zhǎng)43KB,位于2號(hào)染色體短臂末端(2P23),含28個(gè)內(nèi)含子及29個(gè)外顯子?;蜣D(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游有7KB長(zhǎng)的AT富含區(qū),可促進(jìn)基因轉(zhuǎn)錄。3端181KB構(gòu)成一種由1116BP重復(fù)排列的富含AT的超變異小衛(wèi)星序列。另外,某些序列在重組中可成為潛在位點(diǎn),當(dāng)APOB基因存在缺陷時(shí)上述區(qū)域可成為突變區(qū)。,2型糖尿病與APOB基因的某些多態(tài)性有一定關(guān)聯(lián),且APOB基因的多態(tài)性方面存在種族差異。,2型糖尿病相關(guān)基因,6線粒體TRNA基因,線粒體(MT基因突變糖尿病是1992年以來(lái)發(fā)現(xiàn)的以母系遺傳、血糖升高,多數(shù)伴耳聾為主要特征的特殊類(lèi)型的糖尿病,占2型糖尿病發(fā)病率的0510。,APOB是乳糜微粒(CM)和低密度脂蛋白的主要載脂蛋白,主要有APOB100、APOB48兩種形式。前者的主要功能是結(jié)合和轉(zhuǎn)運(yùn)脂質(zhì),參與脂類(lèi)代謝,它是肝臟合成和分泌富含甘油三酯的VLDL所必需的載脂蛋白。而后者在CM裝配及分泌中起重要作用,它在小腸細(xì)胞的粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中合成后作為CM的主要蛋白質(zhì)分泌入血。人類(lèi)APOB基因已被成功克隆,基因全長(zhǎng)43KB,位于2號(hào)染色體短臂末端(2P23),含28個(gè)內(nèi)含子及29個(gè)外顯子。基因轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游有7KB長(zhǎng)的AT富含區(qū),可促進(jìn)基因轉(zhuǎn)錄。3端181KB構(gòu)成一種由1116BP重復(fù)排列的富含AT的超變異小衛(wèi)星序列。另外,某些序列在重組中可成為潛在位點(diǎn),當(dāng)APOB基因存在缺陷時(shí)上述區(qū)域可成為突變區(qū)。,2型糖尿病與APOB基因的某些多態(tài)性有一定關(guān)聯(lián),且APOB基因的多態(tài)性方面存在種族差異。,
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    • 簡(jiǎn)介:腫瘤(TUMOR)是指細(xì)胞在致癌因素作用下,基因發(fā)生了改變,失去對(duì)其生長(zhǎng)的正常調(diào)控,導(dǎo)致單克隆性異常增生而形成的新生物。這種新生物常形成局部腫塊,因而得名。根據(jù)腫瘤的生物學(xué)特性及其對(duì)機(jī)體的危害性的不同,腫瘤可分為良性腫瘤和惡性腫瘤兩大類(lèi)。良性腫瘤生長(zhǎng)緩慢,與周?chē)M織界限清楚,不發(fā)生轉(zhuǎn)移,對(duì)人體健康危害不大。惡性腫瘤生長(zhǎng)迅速,可轉(zhuǎn)移到身體其他部位,還會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì),破壞正常器官結(jié)構(gòu),使機(jī)體功能失調(diào),威脅生命。,癌基因、抑癌基因與生長(zhǎng)因子的關(guān)系,癌基因,,抑癌基因,細(xì)胞,生長(zhǎng)因子,,,正調(diào)控,負(fù)調(diào)控,,產(chǎn)物,,一、概念癌基因細(xì)胞內(nèi)控制細(xì)胞生長(zhǎng)和分化的基因,它的結(jié)構(gòu)異?;虮磉_(dá)異常,可以引起細(xì)胞癌變。,第一節(jié)癌基因ONCOGENE,二、癌基因理論的確立PEYTONROUSANDROUSSARCOMAVIRUS,1966年諾貝爾獎(jiǎng)授獎(jiǎng)儀式上生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)評(píng)定委員會(huì)委員G克萊因教授致詞,那是1910年。那時(shí)剛剛了解,每個(gè)個(gè)體細(xì)胞都通過(guò)分裂而來(lái)自其他細(xì)胞;癌細(xì)胞的分裂方式與正常細(xì)胞完全一樣,不同之處僅在于它們往往肆無(wú)忌憚地侵入正常的組織屏障。那時(shí)也剛剛認(rèn)清,某些傳染病是由一些小得在光學(xué)顯微鏡下看不見(jiàn)、并能通過(guò)細(xì)菌通不過(guò)的超濾器的生物所引起。這些生物稱(chēng)為濾過(guò)性“毒物”或病毒。就在那時(shí)和那時(shí)前后,現(xiàn)代生物學(xué)尚未建立,人們還不能設(shè)想看不見(jiàn)的病毒與癌細(xì)胞的自行其是的生長(zhǎng)之間會(huì)有什么關(guān)系。大約就在這個(gè)時(shí)候,洛克菲勒研究所30歲的研究人員勞斯進(jìn)行了一些實(shí)驗(yàn),這些實(shí)驗(yàn)乍看起來(lái)有點(diǎn)生拉硬扯。他把一只母雞身上的惡性結(jié)締組織肉瘤制成無(wú)細(xì)胞濾液,并把它接種入健康的雞體內(nèi)。結(jié)果是令人驚訝的,接受濾液的個(gè)體也患上了與上述母雞完全一樣的腫瘤。(說(shuō)明),1932年,SHOPE發(fā)現(xiàn),野生棉尾兔的皮膚腫瘤也可借助無(wú)細(xì)胞濾液傳播。把這些實(shí)驗(yàn)聯(lián)系在一起,勞斯第一個(gè)想到正常細(xì)胞之變成癌細(xì)胞不一定是個(gè)突然的過(guò)程;那些原來(lái)作為整體一部分的細(xì)胞可能通過(guò)若干步驟,逐漸變成獨(dú)立的自行其是的癌細(xì)胞。勞斯把這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為“腫瘤進(jìn)展”,在這個(gè)過(guò)程開(kāi)始時(shí),潛在的癌細(xì)胞處于“休眠”狀態(tài)。被化學(xué)因子、病毒或激素刺激喚醒之后,他們就采取一種更加無(wú)法無(wú)天的生活方式。勞斯關(guān)于腫瘤進(jìn)展的發(fā)現(xiàn)很快在許多實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)內(nèi)得到證實(shí)。另一方面,他的病毒理論則備受懷疑。一般認(rèn)為,病毒病都具有傳染性,而癌癥不能傳染;這種說(shuō)法如此根深蒂固,所以人們往往把各種病毒原性腫瘤解釋為不可思議的例外。,到1950年,情況有了迅速改變。由于微生物遺傳學(xué)的發(fā)展,發(fā)現(xiàn)某些病毒能將自己的部分遺傳物質(zhì)注入細(xì)胞內(nèi)而不殺死細(xì)胞或抑制其增殖。這樣引入的病毒物質(zhì)可以整合到受體細(xì)胞的基因中,并且其行為就如同新的遺傳因素一樣,引起某些細(xì)胞特性的永久性改變。重新估計(jì)了病毒概念之后,就有可能了解病毒怎么會(huì)將正常細(xì)胞循規(guī)蹈矩的行為改變?yōu)樘匾?jiàn)于癌細(xì)胞的惡性增生。ROUS病毒是一種急轉(zhuǎn)化逆轉(zhuǎn)錄病毒ACUTETRANSFORMINGRETROVIRUS,RNA病毒追蹤研究逆轉(zhuǎn)錄病毒致癌的線索,BISHOP等人于1980年提出了癌基因假說(shuō)。根據(jù)這一假說(shuō),引起ROUS雞肉瘤等的逆轉(zhuǎn)錄病毒的基因組中存在有致癌基因,即病毒癌基因,VONC。該癌基因來(lái)源于正常細(xì)胞基因組中的部分序列,即逆轉(zhuǎn)錄病毒中的致癌基因序列是在進(jìn)化過(guò)程中從宿主細(xì)胞基因組中獲得的。,1966年,87歲的勞斯獲得諾貝爾獎(jiǎng),VIRUSLIKEPARTICLESASSEMBLEDINVITROWITHPURIFIEDROUSSARCOMAVIRUSGAGPROTEIN,反轉(zhuǎn)錄病毒顆粒結(jié)構(gòu),勞氏肉瘤病毒(RSV,ROUSSARCOMAVIRUS)基因組結(jié)構(gòu)圖,LTRLONGTERMINALREPEAT序列是調(diào)節(jié)區(qū),含有反轉(zhuǎn)錄病毒DNA基因組表達(dá)所需要的全部調(diào)節(jié)元件;在勞氏肉瘤病毒基因組中,SRC是額外的腫瘤式基因,它能誘發(fā)RSV感染的動(dòng)物產(chǎn)生肉瘤,,,反轉(zhuǎn)錄病毒癌基因(VONC的起源,,,,,,,,,,,,,,,,,,逆轉(zhuǎn)錄,復(fù)制,整合,轉(zhuǎn)錄,,感染,病毒RNA,RNADNA,前病毒DNA,細(xì)胞基因組DNA,病毒RNA癌基因,RNA病毒顆粒,,,宿主細(xì)胞,,,,,,,,,,,,,再感染,宿主細(xì)胞,攜帶癌基因的病毒顆粒,RNA病毒與宿主細(xì)胞基因組整合過(guò)程示意圖,PROTOONCOGENES,,,,,,,癌變,根據(jù)來(lái)源分為病毒癌基因與細(xì)胞癌基因兩類(lèi)。病毒癌基因(VIRUSONCOGENE,VONC)是一類(lèi)存在于腫瘤病毒中、能使靶細(xì)胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化的基因。病毒癌基因不編碼病毒的結(jié)構(gòu)成分,對(duì)病毒復(fù)制也沒(méi)有作用,但可以使細(xì)胞持續(xù)增殖。細(xì)胞癌基因CELLULARONCOGENE,CONC存在于正常細(xì)胞基因組中的癌基因,又稱(chēng)原癌基因(PROTOONCOGENE,PROONC)。,二、分類(lèi),(一)原癌基因(細(xì)胞癌基因),特點(diǎn)廣泛存在于生物界基因序列高度保守表達(dá)產(chǎn)物對(duì)細(xì)胞正常生長(zhǎng)、繁殖、發(fā)育和分化起著精確的調(diào)控作用基因結(jié)構(gòu)發(fā)生異?;虮磉_(dá)失控,導(dǎo)致細(xì)胞生長(zhǎng)增殖和分化異常VONC與CONC的不同VONC不含內(nèi)含子VONC與CONC的核苷酸序列不完全相同VONC丟失了原癌基因兩端的某些調(diào)控序列,而在病毒高效啟動(dòng)子作用下有較高的轉(zhuǎn)錄活性,斷裂基因,完整的沒(méi)有斷裂的可讀框,功能上相關(guān)的癌基因家族分類(lèi),SRC家族產(chǎn)物多具有酪氨酸蛋白激酶活性,能促進(jìn)增殖信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)。RAS家族編碼小G蛋白P21,參與CAMP水平的調(diào)節(jié)。MYC家族編碼核內(nèi)DNA結(jié)合蛋白,調(diào)節(jié)其他基因轉(zhuǎn)錄的作用。SIS家族編碼的P28,能刺激間葉組織的細(xì)胞分裂繁殖。MYB家族核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子,人體內(nèi)細(xì)胞癌基因的分類(lèi)及功能舉例,癌基因最早發(fā)現(xiàn)于逆轉(zhuǎn)錄病毒中。1911年,F(xiàn)ROUS醫(yī)生首次提出病毒引起腫瘤,但直到上一世紀(jì)50年代才得到實(shí)驗(yàn)證實(shí),命名為羅氏肉瘤病毒(ROUSSARCOMAVIRUS,RSV)。,(二)病毒癌基因,病毒基因組結(jié)構(gòu),病毒癌基因VSRC來(lái)源于宿主細(xì)胞的CSRC基因,ONCOGENEEPSTEINBARRVIRUS,(一)獲得啟動(dòng)子與增強(qiáng)子,二、癌基因活化的機(jī)制,逆轉(zhuǎn)錄病毒感染細(xì)胞后,病毒基因組所攜帶的長(zhǎng)末端重復(fù)序列(LTR內(nèi)含較強(qiáng)的啟動(dòng)子和增強(qiáng)子)插入到細(xì)胞原癌基因附近或內(nèi)部,啟動(dòng)下游鄰近基因的轉(zhuǎn)錄和影響附近結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄水平,使原癌基因過(guò)度表達(dá)或由不表達(dá)變?yōu)楸磉_(dá),從而導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生癌變。,雞(禽)白細(xì)胞病毒(AVIANLEUCOSISVIRUS,ALV)逆轉(zhuǎn)錄病毒,,正常宿主細(xì)胞,病毒DNA的LTR被整合到宿主細(xì)胞CMYC癌基因附近成為其啟動(dòng)子和增強(qiáng)子,,,CMYC癌基因表達(dá)為正常的30100倍,,,,,EXON1,EXON2,EXON3,,,CMYC基因,,,,,EXON1,EXON2,EXON3,,,LTR,,,,,EXON1,EXON2,EXON3,,LTR,ALV,ALV,LTR,,,,,EXON1,EXON2,EXON3,,,,ALV,LTR,缺乏癌基因的逆轉(zhuǎn)錄病毒致癌模式,,,,(二)染色體易位,在染色體易位的過(guò)程中發(fā)生了某些基因的易位和重排,使原來(lái)無(wú)活性的原癌基因移至強(qiáng)的啟動(dòng)子或增強(qiáng)子附近而被活化,原癌基因表達(dá)增強(qiáng),導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生。費(fèi)城染色體1960年,在美國(guó)費(fèi)城,NOWELL和HUNGERFORD發(fā)現(xiàn)慢性粒細(xì)胞白血病的患者中,有一個(gè)很小的近端著絲粒染色體,稱(chēng)為費(fèi)城染色體(PHILADELPHIACHROMOSOME,PH)。PH染色體現(xiàn)已被公認(rèn)為是慢性粒細(xì)胞性白血病的特異標(biāo)記染色體。,CABL原癌基因的易位激活,CABL,,,CABL原癌基因,經(jīng)重排后插入到BCR基因的啟動(dòng)子后,使其轉(zhuǎn)錄活性增加,從而引起慢性粒細(xì)胞性白血病。,(三)基因擴(kuò)增,原癌基因可通過(guò)基因擴(kuò)增(GENEAMPLIFICATION)使基因拷貝數(shù)可升高幾十甚至上千倍不等,發(fā)生擴(kuò)增的機(jī)制目前尚不清楚?;驍U(kuò)增可致編碼產(chǎn)物過(guò)量表達(dá),細(xì)胞發(fā)生轉(zhuǎn)化。,蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)未變化,但總量大大提高,CMYC基因,CMYC基因是禽類(lèi)白血病增生病毒(ALV)癌基因的同系物。在細(xì)胞靜止期,CMYC幾乎不表達(dá),但在有絲分裂原刺激下迅速表達(dá)促使細(xì)胞由G0期進(jìn)入G1期,增加細(xì)胞數(shù)量。因此,CMYC原癌基因與細(xì)胞周期調(diào)控有關(guān)。CMYC原癌基因激活的主要機(jī)制擴(kuò)增、重排和異常高表達(dá)。另外,CMYC基因低甲基化可能為其激活的另一重要機(jī)制。1985年,SHIBUYA首次在部分胃癌細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)CMYC基因擴(kuò)增和高表達(dá)。,(四)點(diǎn)突變,原癌基因在射線或化學(xué)致癌劑作用下,發(fā)生單個(gè)堿基的替換點(diǎn)突變POINTMUTATION,從而改變了表達(dá)蛋白的氨基酸組成,造成蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的變異?;螯c(diǎn)突變是癌基因活化的主要方式。1982年,美國(guó)3家研究機(jī)構(gòu)(麻省理工大學(xué)、國(guó)立癌癥研究所和哥倫比亞大學(xué))幾乎同時(shí)發(fā)表這樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果人膀胱癌細(xì)胞EJ株的惡性轉(zhuǎn)化是由于其原癌基因CHRAS(356個(gè)堿基)的點(diǎn)突變所致。,1234567891011121314正常細(xì)胞HRAS堿基序列ATGACGGAATATAAGCTGGTGGTGGTGGGCGCCGGCGGTGTG腫瘤細(xì)胞HRAS堿基序列ATGACGGAATATAAGCTGGTGGTGGTGGGCGCCGTCGGTGTG正常P21蛋白氨基酸序列METTHRGLUTYRLYSLEUVALVALVALGLYALAGLYALAVAL腫瘤P21蛋白氨基酸序列METTHRGLUTYRLYSLEUVALVALVALGLYALAVALALAVAL,,,突變的RAS癌基因蛋白質(zhì)被鎖定在激活狀態(tài),,,GDP,,,GDP,GTP,GTP,PI,,,,,,,,,無(wú)活性的RAS蛋白,有活性的RAS蛋白,輸入的信號(hào)刺激GDPGTP交換,內(nèi)源性GTP酶活性,輸出信號(hào),突變的RAS癌基因蛋白質(zhì)被鎖定在激活狀態(tài),,HARREY和KIRFEN鼠肉瘤病毒上發(fā)現(xiàn),稱(chēng)HRAS、KRAS,人神經(jīng)母細(xì)胞瘤上發(fā)現(xiàn)NRAS,基因突變往往發(fā)生在12、13和61密碼子,以12密碼子最常見(jiàn)。,癌基因活化的4種機(jī)制示意圖,出現(xiàn)新的表達(dá)產(chǎn)物出現(xiàn)過(guò)量的正常表達(dá)產(chǎn)物出現(xiàn)異常、截短的表達(dá)產(chǎn)物,癌基因激活的結(jié)果,作用于細(xì)胞膜上的受體系統(tǒng)或直接被傳遞至細(xì)胞內(nèi),通過(guò)蛋白激酶活化轉(zhuǎn)錄因子,引發(fā)一系列基因的轉(zhuǎn)錄激活。,三、原癌基因的產(chǎn)物與功能,CSIS表達(dá)蛋白P28和PDGF一樣能促進(jìn)血管的生長(zhǎng)。,(一)細(xì)胞外生長(zhǎng)因子,例如,,,4NUCLEARPROTEINSTRANSCRIPTIONFACTORS,5CELLGROWTHGENES,,3CYTOPLASMICSIGNALTRANSDUCTIONPROTEINS,,,,,,,,,,1SECRETEDGROWTHFACTORS,2GROWTHFACTORRECEPTORS,,,,(二)跨膜的生長(zhǎng)因子受體,接受細(xì)胞外的生長(zhǎng)信號(hào)并將其傳入胞內(nèi)。受體的胞質(zhì)結(jié)構(gòu)區(qū)具有特異的蛋白激酶活性,通過(guò)磷酸化作用使其結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,增加激酶對(duì)底物的活性,促進(jìn)生長(zhǎng)信號(hào)在胞內(nèi)的傳遞。,例如,CSRC、CABL有酪氨酸特異的蛋白激酶活性。CMOS和RAF所編碼的激酶使絲氨酸和蘇氨酸殘基磷酸化。,非受體酪氨酸激酶SRC、ABL、絲氨酸/蘇氨酸激酶RAF,RAS蛋白HRAS、KRAS和NRAS及磷脂酶CRK產(chǎn)物。,(三)細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)分子,原癌基因的產(chǎn)物作為胞內(nèi)信息傳遞體系成員,或者通過(guò)影響第二信使作用,將接受到的信號(hào)由胞內(nèi)傳至核內(nèi),促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)。,例如,(四)核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子,某些癌基因表達(dá)蛋白定位于細(xì)胞核內(nèi),與靶基因的順式調(diào)控元件相結(jié)合直接調(diào)節(jié)靶基因的轉(zhuǎn)錄活性。,例如,CFOS是一種即刻早期反應(yīng)基因IMMEDIATEEARLYGENE,IEG。作為傳遞信息的第三信使。,原癌基因BRAF所編碼的蛋白質(zhì)屬于絲/蘇氨酸激酶,是MAPK信號(hào)通路的重要組成分子,在調(diào)控細(xì)胞增殖、分化等方面發(fā)揮重要作用。,四、癌基因及其靶向治療,約60的黑素瘤中BRAF發(fā)生突變,其第600位氨基酸從纈氨酸突變?yōu)楣劝彼幔╒600E)最為常見(jiàn),導(dǎo)致BRAF的持續(xù)激活。,(一)BRAF,例如,維羅非尼,HER2是表皮生長(zhǎng)因子受體家族成員,具有蛋白酪氨酸激酶活性,能激活下游信號(hào)通路,從而促進(jìn)細(xì)胞增殖和抑制細(xì)胞凋亡。,在30的乳腺癌中HER2基因發(fā)生擴(kuò)增或者過(guò)度表達(dá),其表達(dá)水平與治療后復(fù)發(fā)率和不良預(yù)后顯著相關(guān)。,(二)HER2,例如,赫賽汀,慢性粒細(xì)胞白血病患者的9號(hào)染色體與22號(hào)染色體之間發(fā)生易位,從而融合產(chǎn)生了癌基因BCRABL,編碼的蛋白質(zhì)BCRABL具有持續(xù)活化的蛋白酪氨酸激酶活性,能促進(jìn)細(xì)胞增殖,并增加基因組的不穩(wěn)定性。,在95的慢性粒細(xì)胞白血病患者中都伴隨有BCRABL融合基因的產(chǎn)生,在一些急性淋巴白血病患者中也有發(fā)現(xiàn)。,(三)BCRABL,例如,伊馬替尼,腫瘤抑制基因TUMORSUPPRESSORGENE,第二節(jié),腫瘤抑制基因TUMORSUPPRESSORGENES,腫瘤抑制基因的概念,也稱(chēng)抗癌基因(ANTICANCERGENES)或抑癌基因,是調(diào)節(jié)細(xì)胞正常生長(zhǎng)和增殖的基因。當(dāng)這些基因不能表達(dá),或者當(dāng)它們的產(chǎn)物失去活性時(shí),細(xì)胞就會(huì)異常生長(zhǎng)和增殖,最終導(dǎo)致細(xì)胞癌變。反之,若導(dǎo)入或激活它則可抑制細(xì)胞的惡性表型。,早在20世紀(jì)20年代,TBOVERI就提出正常細(xì)胞中存在特異的抑制細(xì)胞增殖的因素,并假定與染色體有關(guān)。20世紀(jì)60年代,HHARRIS開(kāi)創(chuàng)了雜合細(xì)胞的致癌性研究AKNUDSON在研究視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤(RETINOBLASTOMA,RB)時(shí)發(fā)現(xiàn),這種腫瘤的發(fā)生與RB基因的失活有關(guān)。,一、腫瘤抑制基因的發(fā)現(xiàn),細(xì)胞雜交試驗(yàn),,,二、腫瘤抑制基因的功能,常見(jiàn)的某些腫瘤抑制基因及其功能,(一)視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤基因(RB基因),G0G1期,S期,E2F,,DNA,MRNA,DNA,三、腫瘤抑制基因失活促進(jìn)腫瘤發(fā)生發(fā)展,RB磷酸化與細(xì)胞周期控制,視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤(RETINOBLASTOMA,RB),兒童期就發(fā)病的眼科惡性腫瘤,貓眼。遺傳型多為雙側(cè)發(fā)病,發(fā)病早,有家族史。非遺傳型多為單側(cè)發(fā)病,且在2歲以后才發(fā)病。,(二)TP53,P53蛋白,解鏈酶,復(fù)制因子A,,P21蛋白,細(xì)胞停滯于G1期,,細(xì)胞調(diào)亡,DNA損傷,,P53蛋白,P53蛋白,P53的結(jié)構(gòu)及其在清除DNA損傷細(xì)胞中的作用,P53基因突變不僅失去野生型P53抑制腫瘤增殖的作用,而且突變本身又使該基因具備癌基因功能。突變的P53蛋白與野生型P53蛋白相結(jié)合,形成的這種寡聚蛋白不能結(jié)合DNA,使得一些癌變基因轉(zhuǎn)錄失控導(dǎo)致腫瘤發(fā)生。,(三)PTEN,PTEN基因(PHOSPHATASEANDTENSINHOMOLOGDELETEDONCHROMOSOMETEN,第10號(hào)染色體缺失的磷酸酶及張力蛋白同源基因)是繼TP53基因后發(fā)現(xiàn)的另一個(gè)與腫瘤發(fā)生關(guān)系密切的腫瘤抑制基因。,PTEN通過(guò)阻斷PI3K/AKT信號(hào)通路抑制細(xì)胞的生長(zhǎng),,四、癌基因與腫瘤抑制基因在腫瘤發(fā)生中的作用特點(diǎn),在基因水平上,或通過(guò)外界致癌因素,或由于細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的惡化,突變基因數(shù)目增多,基因組變異逐步擴(kuò)大;在細(xì)胞水平上則要經(jīng)過(guò)永生化、分化逆轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)化等多個(gè)階段,細(xì)胞周期失控細(xì)胞的生長(zhǎng)特性逐步得到強(qiáng)化。結(jié)果組織從增生、異型變、良性腫瘤、原位癌發(fā)展到浸潤(rùn)癌和轉(zhuǎn)移癌。,(一)細(xì)胞癌變的多基因協(xié)同,63,HANAHANWEINBERG2000,,,,,SUMMARYOF30YEARSOFRESEARCH19712001,WWWNATURECOM/REVIEWS/CANCER,從基因角度認(rèn)識(shí)結(jié)腸癌的發(fā)生和發(fā)展,(二)細(xì)胞周期和細(xì)胞凋亡的分子調(diào)控是腫瘤進(jìn)展的關(guān)鍵,癌基因和腫瘤抑制基因與細(xì)胞周期細(xì)胞周期調(diào)控體現(xiàn)在細(xì)胞周期驅(qū)動(dòng)和細(xì)胞周期監(jiān)控兩個(gè)方面,后者的失控與腫瘤發(fā)生發(fā)展的關(guān)系最為密切。細(xì)胞周期監(jiān)測(cè)機(jī)制由DNA損傷感應(yīng)機(jī)制、細(xì)胞生長(zhǎng)停滯機(jī)制、DNA修復(fù)機(jī)制和細(xì)胞命運(yùn)決定機(jī)制等構(gòu)成。,癌基因、腫瘤抑制基因與細(xì)胞凋亡細(xì)胞除了生長(zhǎng)、增生和分化等現(xiàn)象之外,還存在細(xì)胞死亡現(xiàn)象,即程序性細(xì)胞死亡或凋亡。有些腫瘤抑制基因的過(guò)量表達(dá)可誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生凋亡,而與細(xì)胞生存相關(guān)的癌基因的激活則可抑制凋亡,細(xì)胞凋亡異常與腫瘤的發(fā)生發(fā)展的密切相關(guān)。,促進(jìn)正常細(xì)胞向腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)化的因素,生長(zhǎng)因子GROWTHFACTORS,第三節(jié),生長(zhǎng)因子GROWTHFACTOR,一類(lèi)由細(xì)胞分泌的、類(lèi)似于激素的信號(hào)分子,多數(shù)為肽類(lèi)(含蛋白類(lèi))物質(zhì),具有調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)與分化的作用。,,內(nèi)分泌ENDOCRINE旁分泌PARACRINE自分泌AUTOCRINE,作用模式,一、生長(zhǎng)因子的分類(lèi)和功能,(一)生長(zhǎng)因子的分類(lèi),(二)生長(zhǎng)因子的功能,生長(zhǎng)因子的生物學(xué)效應(yīng)主要表現(xiàn)在促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)、分化、促進(jìn)個(gè)體發(fā)育等方面。但是有些生長(zhǎng)因子具有雙重調(diào)節(jié)作用或負(fù)調(diào)節(jié)作用。同一生長(zhǎng)因子對(duì)不同細(xì)胞的作用有所不同一種細(xì)胞也可受不同生長(zhǎng)因子調(diào)節(jié)具有負(fù)調(diào)節(jié)作用的生長(zhǎng)因子比較少,人們通常把這種負(fù)調(diào)節(jié)因子(NEGATIVEGROWTHFACTOR)稱(chēng)為細(xì)胞生長(zhǎng)抑制因子。,產(chǎn)生相應(yīng)第二信使,胞內(nèi)相關(guān)蛋白質(zhì)被磷酸化,與膜受體結(jié)合,酪氨酸激酶活化,蛋白激酶活化,核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子活化,基因轉(zhuǎn)錄,與胞內(nèi)受體結(jié)合,,,,,,,,生長(zhǎng)因子受體復(fù)合物,活化相關(guān)基因,,,,二、生長(zhǎng)因子作用機(jī)制,腫瘤的發(fā)生除了與癌基因的異?;罨约澳[瘤抑制基因的異常失活密切相關(guān)外,其與生長(zhǎng)因子及其受體的高度活化亦緊密相關(guān),如EGF、VEGF、TNF及IGF、PDGF等的過(guò)度表達(dá)能導(dǎo)致相應(yīng)的腫瘤發(fā)生。,三、生長(zhǎng)因子與疾病,(一)生長(zhǎng)因子與腫瘤,
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