核酸适配体ppt课件
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核酸适配体
S 1989年，悉尼· 奥尔特曼、托马斯· 切赫因为对RNA的催化
作用的研究共同获得诺贝尔化学奖。
支持RNA为生命起源假说的可能证据：
S 如果我们能找到完全或者主要依赖RNA进行生命活动的生
物；
S 如果在现存生物的基因组里找到负责基本生命活动的功能
性RNA的"痕迹"；
S 如果我们能够从随机RNA序列库中筛选到能够完成基本生
核酸适配体的化学本质与识别 机理
S 核酸适配体的化学本质是核酸，它与配体的结合是基于单
链核酸结构和空间构象的多样性。在靶分子存在的条件下， 它可通过链内某些互补碱基间的配对以及静电作用、氢键 作用等自身发生适应性折叠形成发卡(hairpin)、假结 (pseudoknot)、凸环(stem loop)、G2四分体(G2quartet)等稳 定的三维空间结构。这样形成的适配体结构与靶分子之间 有较大的接触面积，能与靶物质的紧密结合，具有高亲和 力和高特异性。
APTAMER
适配体
S
Aptamers
(from the Latin aptus - fit, and Greek meros - part)
S 核酸适配体（Nucleic Acid aptamers） S 多肽适配体（Peptide aptamers）
什么是核酸适配体？
S 核酸适配体是具有稳定的二级结构，能够和靶标分子特异性结合
核酸适配体的应用
S 核酸适配体在分析化学中的应用 S 核酸适配体与疾病诊断和新药研发
核酸适配体在分析化学中的应用
S 靶物质的分析与检测
该方面应用的基本思路是将各种报告基团，如荧光试剂，定点标 记在aptamer核苷酸上，然后在一定条件下，使aptamer与靶物质 发生相互作用，再通过对报告基团的信号检测实现对靶物质的定 性检测或定量分析。 Tan等将aptamer应用于分子信标研究，发展了一种高效、高灵敏 检测生物分子的方法—分子aptamer信标(MAB)。他们将凝血酶 aptamer的5´和3´端分别标记上荧光素和猝灭剂，凝血酶不存在时， aptamer分子呈茎环结构，两端的荧光素与猝灭剂相互靠近发生 能量转移而观察不到荧光；在结合凝血酶后aptamer分子构象改 变，致使MAB的荧光素与猝灭剂分开从而可以检测到荧光信号， 并且随着凝血酶浓度的增加荧光强度增强。
核酸适配体简介
核酸适配体简介
nucleic acid oligonucleotides aptamers
适配体的类型：
★反义核苷酸链
★随机核苷酸链
反义核苷酸链
通常包含15-20个核苷酸,其碱基组成与它们的 靶序列是互补的。但是在实际应用中, 存在反 义寡核苷酸容易被核酸酶降解、对特定靶位点 的识别不够好、有一定毒性等问题,所以要对 适配体中的核苷酸进行了各种各样的化学修饰。 修饰位点一般在碱基、磷酸骨架等。★
寡核苷酸序列形 成可与配体特异 性共价结合的二 级结构，配体如 氨基酸、多肽、 甚至金属离子都 可以同随机 相互作用Selex技术简介
Selex技术简介
核酸适配体的应用
随着筛选技术研究的发展,越来越多靶分子获 得高亲和力的、高特异性的适配体,并广泛应 用于多个研究领域,特别是分子识别检测领域。 与成熟的抗体实验相比,目前适配体可以补充 抗体性能的不足, 但是不能完全取代抗体。
前景展望
核酸适配体（Aptamer）是一类新型的识别分子。 与单克隆抗体相比，其分子量较低（15-50碱基）， 没有免疫源性和毒性，可通过化学合成制备、结构 改造以及标记，化学稳定性好，能可逆的变性与复 性，可在常温下保存和运输。这些优点使适体有望 取代和超过抗体，在生命分析中起重要的作用 。
基于目前的现状和机遇，我们可以从以下四个方面 开展核酸适体的研究工作： 1.首先根据研究和实际应用的需要，筛选重要的生物 活性分子的适体，从而发展系列的针对特定分子的 分析方法。而不囿于现有适体的缺乏。 2.研究所筛选适体的结构特性，优化、改造适体的结 构，从而进一步缩小适体的分子大小、提高生物稳 定性、增加在复杂生物体系中特异性。 3.针对应用的需要，发展更巧妙、更简便的适体分子 探针；构建方便、实用的检测方法（如目视比色分 析、传感分析、原位成像分析等）。 4.模拟适体分子的结构，设计和筛选小分子量的识别 分子，构建可自由透过细胞膜的小分子探针，用于 生命活体分析。
【新教材人教版化学】核酸PPT完美课件1
下列相关叙述中，错误的是( A )
A．小分子物质a只含有C、H、O、N B．过程④和③都发生于核糖体上 C．遗传信息位于A上，密码子位于D上 D．B折叠成E的过程可能在内质网上完成
解析： 从图中A、B、D的关系及染色体的成分可判断，A是DNA，D是RNA，B是多 肽，E是蛋白质，进一步可判断a是脱氧核苷酸，b是氨基酸。脱氧核苷酸含有的元素是 C、H、O、N、P，故A错误。
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【新教材人教版化学】核酸PPT完美课 件1
题组二 核酸与蛋白质及其内在关系
C 4．(2019·山东潍坊检mR测NA)下作列为翻关译于的蛋模白板质，t和RN核A酸作为的运叙输述氨中基，酸的正工确具的，是rRNA( 是组 ) 成核糖体（翻译的场所）的重要成分
A．在蛋白质的合成过程中蛋 胞，白 质R质 中N的 均A合 可仅成 合发在 成挥细 （模胞 主质 要板中在的的细作核胞用糖核体中上），但RNA在细胞核和细 B．蛋白质的合成在细胞质中，RNA的合成只在细胞核中
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【新教材人教、核苷酸及碱基的情况
2.由于DNA含有A、T、C、G四种碱基，RNA含有 A、U、C、G 四种碱基，因此研究DNA的复制时可标记胸腺嘧啶(T)，研究RNA的 形成时可标记尿嘧啶(U)。
【新教材人教版化学】核酸PPT完美课 件1
C．蛋白密码质子的只结位构于具mR有N多A上样，性反，密其码子根才本位原于因tR是NAD上NA的多样性
D．密码子既可位于mRNA上，也可以位于tRNA上
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【新教材人教版化学】核酸PPT完美课 件1
5．如图是人体细胞中两种重要有机物A和E的元素组成及相互关系图。
适配体
Aptamers•适配体（aptamer）是指利用指数富集的配体系统进化（SELEX）技术，从人工合成的寡核苷酸文库中筛选获得的能够与靶分子特异结合的短单链DNA和RNA分子。
筛选得到的适配体可以与DNA，RNA，蛋白质或其它靶分子结合，影响这些靶分子的性质，从而起到改变与靶分子相关的生物学功能的效果。
•1.高亲和性•2.高特异性支持RNA为生命起源的三个假说：一、如果我们能找到完全或者主要依赖RNA进行生命活动的生物；二、如果在现存生物的基因组里找到负责基本生命活动的功能性RNA的"痕迹"；三、如果我们能够从随机RNA序列库中筛选到能够完成基本生命活动的RNA序列。
1、Tuerk C, Gold L. 1990. Systematic evolution of ligands by exponential enrichment: RNA ligands to bacteriophage T4 DNA polymerase.Science 249:505–102、Ellington AD, Szostak JW. 1990. In vitro selection of RNA molecules that bind specific ligands.Nature 346:818–221.Ellington和Szostak创造了适配体(aptamer)这个名词，以指代从SELEX技术中针对靶标系统进化出的核酸配体。
2.Tuerk和Gold描述了提出并命名了SELEX技术。
S ystematic E volution ofL igands by E xponentiale nrichment指数富集的配体系统进化技术——基本流程：1.设计并人工合成单链寡核苷酸文库2.文库与靶分子结合3.将与靶分子结合的适配子分离出来4.扩增分离出的适配子成次级文库5.再与靶分子结合进行下一次筛选6.克隆、测序适配体抗体体外体内靶分子范围极广靶分子具有免疫原性不易产生免疫反应易产生免疫反应适配体siRNA靶分子存于胞内靶分子存于胞内或胞外通过碱基互补作用多种作用力形式表现症状：痢疾、呕吐和腹部疼痛据报道10 -1000000个菌体细胞就可引起食物中毒引起的食物中毒事件的沙门氏菌前3 位依次为：肠炎沙门氏菌(S.enteritidis)鼠伤寒沙门氏菌（S.typhimurium）鸭沙门氏菌(S. anatum)沙门氏菌属属于肠杆菌科(Enterbac teriaceal)•Kaccffmamn-White Scheme 系统根据体细胞，鞭毛和荚膜抗原的差异把沙门氏菌分为不同血清群或血清型•根据发酵不同糖的能力，抗生素抵抗力，噬菌体类型和质粒特征来划分应用传统的检测方法整个过程需要48-72h利用快速检测技术与富集培养基技术（SELEX）相结合能使整个过程所需时间减少•以活的肠炎沙门氏菌作为产生分子探针的靶标，建立一个单链DNA文库。
核酸适配体 PPT
经过SELEX技术反复筛选的适配体能与靶分子以极高的亲 和力和特异性相结。核酸适体与靶物质亲和力极高，kd值 多在pmol/L-nmol/L之间。
Structure of an RNA aptamer specific for biotin. The aptamer surface and backbone are shown in yellow. Biotin (spheres) fits snugly into a cavity of the RNA surface
Aptamer巨大的应用前景
APTAMERS: AN EMERGING CLASS OF THERAPEUTICS（.Annu. Rev. Med. 2005. 56:555–83）
Analytical Applications of Aptamers(Andrew D. Ellington .Annual Review of Analytical Chemistry (2008). Volume 1, Jul 2008)
核酸适配体
Aptamers
(from the Latin aptus - fit, and Greek meros - part)
核酸适体（Nucleic Acid aptamers） 多肽适配体（Peptide aptamers）
什么是核酸适配体？
核酸适配体是具有稳定的二级结构，能够和靶标分子特异性结合 的，人工合成的核酸。它可以是RNA 也可以是DNA，长度一般 为25~60个核苷酸。它是一系列单链核酸分子，与长度相同的特 异靶分子相结合，特异性如同抗体一样，对可结合的配体有严格 的识别能力和高度的亲和力。核酸适配体可以结合的靶分子有小 分子、蛋白、细菌、病毒、细胞和组织等。
Structure of an RNA aptamer specific for biotin. The aptamer surface and backbone are shown in yellow. Biotin (spheres) fits snugly into a cavity of the RNA surface
Aptamer巨大的应用前景
APTAMERS: AN EMERGING CLASS OF THERAPEUTICS（.Annu. Rev. Med. 2005. 56:555–83）
Analytical Applications of Aptamers(Andrew D. Ellington .Annual Review of Analytical Chemistry (2008). Volume 1, Jul 2008)
核酸适配体
Aptamers
(from the Latin aptus - fit, and Greek meros - part)
核酸适体（Nucleic Acid aptamers） 多肽适配体（Peptide aptamers）
什么是核酸适配体？
核酸适配体是具有稳定的二级结构，能够和靶标分子特异性结合 的，人工合成的核酸。它可以是RNA 也可以是DNA，长度一般 为25~60个核苷酸。它是一系列单链核酸分子，与长度相同的特 异靶分子相结合，特异性如同抗体一样，对可结合的配体有严格 的识别能力和高度的亲和力。核酸适配体可以结合的靶分子有小 分子、蛋白、细菌、病毒、细胞和组织等。
适配体
适配体的类型：
★反义核苷酸链 ★随机核苷酸链
反义核苷酸链
通常包含15-20个核苷酸,其碱基组成与 它们的靶序列是互补的。但是在实际应用中, 存在反义寡核苷酸容易被核酸酶降解、对特 定靶位点的识别不够好、有一定毒性等问题, 所以要对适配体中的核苷酸进行了各种各样 的化学修饰。修饰位点一般在碱基、磷酸骨 架等。★
前景与展望
正是基于寡核苷酸适配体的高特异性、高亲和 力、易体外合成及修饰等特性,寡核苷酸适配体可作 为配基应用于靶分子的分离;其高特异性和高亲和力 地与靶分子结合特性使其可应用于靶分子的捕获;适 配体还被用作分子信标定量检测靶分子。适配体在 分析化学,在蛋白质组研究、临床医学、药物研发及 基因调控等领域已经成为重要的研究工具。随着寡 核苷酸适配体的研究进展,以及在多学科之间的广泛 渗透,其在许多领域将具有更广泛的应用前景。
通过筛选获得的特异识别肿瘤细胞的适配 体,本身就可在不需要知道正常细胞和肿瘤细 胞之间的差异成分的情况下,直接用于肿瘤的 诊断和导向治疗。而这些适配体所特异结合 的蛋白质或其它成分正是正常细胞和肿瘤细 胞之间的差异成份,因此只要能够将这些差异 成分进行纯化、鉴定和检测,新的分子标志物 就有可能被发现,它们有可能成为新的特异性 肿瘤标志物。
亲和介质筛选：一些具有亲和表面的介
质也用于适配体的筛选,如琼脂糖、纤维素及 具有亲和表面的小珠或小柱等。利用这些亲 和介质可以筛选一些小分子物质,如金属、毒 素的适配体。 ★
CE-SELEX
毛细管电泳为基础的SELEX技
术(CE-SELEX),在众多改进的适配体筛选方法 中发展较快。该方法最显著的特点是整个筛 选过程只需要4个循环。
SELEX技术大致可以分为以下几步:
①建立寡核苷酸库。 ②适配体的筛选、分离和EX筛选技术
核酸适配体识别原理
核酸适配体识别原理核酸适配体识别原理是基于生物化学原理，通过适配体的选择性亲和性识别目标核酸序列的一种技术。
本文将从以下几个方面介绍核酸适配体的原理和相关知识。
一、核酸适配体的基本定义和作用核酸适配体是一种单链的DNA或RNA分子，它们具有特定的空间结构和亲和性，可以与目标核酸的特定位点结合，实现对目标核酸的无标记检测、定量和成像等。
二、核酸适配体的选择方法核酸适配体的选择可以通过体外进化技术，如选体法、SELEX法等。
选体法是利用化学标记的核酸诱导选择反应，筛选出具有亲和性的核酸适配体。
SELEX法则是通过多轮体外进化演化产生高亲和力的核酸适配体。
这两种方法的主要区别在于，选体法通过将两个核酸结合起来，筛选出与目标核酸结合最紧密的分子，而SELEX法要求在体外化学和物理环境下不断利用多轮筛选获得高亲和力的分子。
三、核酸适配体的结构和特点核酸适配体的结构通常是单链的DNA或RNA分子，具有平面或马鞍形。
它们能够通过空间结构方法识别目标核酸的特定序列，同时还具有高亲和力和选择性。
此外，核酸适配体的合成成本低，易于制备，因此被广泛应用于生物医学、生物技术等领域。
四、核酸适配体的应用核酸适配体的应用非常广泛，主要包括生物分析、诊断、药物传递和治疗等领域。
常见的应用，如荧光标记技术，可以通过搭配不同颜色的标记使实验结果更加直观。
此外，核酸适配体还可用于分析单个分子，对单个分子进行检测，避免了外部信息对分子系统的影响。
五、核酸适配体的发展前景核酸适配体作为一种新兴的生物技术，拥有广阔的应用前景。
目前在生物医学和生物技术领域的应用中，核酸适配体技术已经成为了切实可行的分析方式之一。
未来，随着逐渐成熟的技术和更加精细的研究，核酸适配体技术无疑会为更多领域的发展带来新的可能和机遇。
综上所述，核酸适配体技术的发展让人们看到了一个全新的生物接口，它将以自身独特的方式推动生物学和医学的研究。
未来，我们有理由相信，核酸适配体技术将在更广泛的领域得到应用。
核酸适配体在生化分离及检测领域的应用课件
通过比对大量序列，发现共有的模式和变异，推断出物种间的进化关系。
基因组学
研究生物体内所有基因的结构和功能，以及它们在生物体内的相互关系。
THANKS
[ 感谢观看 ]
CHAPTER 06
相关技术及研究方法介绍
分子生物学实验技术及方法简介
基因克隆技术
通过该技术，将感兴趣的DNA片段插入到载体中，进 而转入宿主细胞进行复制和表达。
反转录PCR
以mRNA为模板，通过反转录酶和特异性引物进行 PCR扩增，获得特定基因的cDNA。
生物信息学在核酸适配体研究中的应用
序列比对
核酸适配体的纯化与鉴定
纯化
通过色谱技术（如凝胶电泳、高效液相色谱等）对合成的核酸适配体进行纯化，以去除杂质和未反应 的原料。
鉴定
使用光谱技术和质谱技术对核酸适配体的序列和结构进行鉴定，以确保其质量和活性。
核酸适配体的稳定性与活性
稳定性
核酸适配体在溶液中应具有一定的稳 定性，以保持其结构和功能。影响其 稳定性的因素包括pH值、温度、离 子强度等。
详细描述
核酸适配体能够识别生物样品中的目标物质 ，并将其富集或去除杂质，从而提高检测的 准确性和灵敏度。例如，在血清样本中，核 酸适配体可以结合目标蛋白质或核酸，用于 疾病标志物的富集和检测；在食品样本中， 核酸适配体可用于有害物质的识别和去除，
保障食品安全。
CHAPTER 04
核酸适配体在检测领域的应用
基于核酸适配体的荧
详细描述
灵敏度高、特异性好、操作简便、可定量分析
核酸适配体可与目标分子特异性结合，通过荧光信号的输 出实现对目标分子的检测。该方法具有较高的灵敏度和特 异性，同时操作简便，可实现快速、便捷的检测。此外， 通过荧光信号的强度，还可以对目标分子进行定量分析。
基因组学
研究生物体内所有基因的结构和功能，以及它们在生物体内的相互关系。
THANKS
[ 感谢观看 ]
CHAPTER 06
相关技术及研究方法介绍
分子生物学实验技术及方法简介
基因克隆技术
通过该技术，将感兴趣的DNA片段插入到载体中，进 而转入宿主细胞进行复制和表达。
反转录PCR
以mRNA为模板，通过反转录酶和特异性引物进行 PCR扩增，获得特定基因的cDNA。
生物信息学在核酸适配体研究中的应用
序列比对
核酸适配体的纯化与鉴定
纯化
通过色谱技术（如凝胶电泳、高效液相色谱等）对合成的核酸适配体进行纯化，以去除杂质和未反应 的原料。
鉴定
使用光谱技术和质谱技术对核酸适配体的序列和结构进行鉴定，以确保其质量和活性。
核酸适配体的稳定性与活性
稳定性
核酸适配体在溶液中应具有一定的稳 定性，以保持其结构和功能。影响其 稳定性的因素包括pH值、温度、离 子强度等。
详细描述
核酸适配体能够识别生物样品中的目标物质 ，并将其富集或去除杂质，从而提高检测的 准确性和灵敏度。例如，在血清样本中，核 酸适配体可以结合目标蛋白质或核酸，用于 疾病标志物的富集和检测；在食品样本中， 核酸适配体可用于有害物质的识别和去除，
保障食品安全。
CHAPTER 04
核酸适配体在检测领域的应用
基于核酸适配体的荧
详细描述
灵敏度高、特异性好、操作简便、可定量分析
核酸适配体可与目标分子特异性结合，通过荧光信号的输 出实现对目标分子的检测。该方法具有较高的灵敏度和特 异性，同时操作简便，可实现快速、便捷的检测。此外， 通过荧光信号的强度，还可以对目标分子进行定量分析。
核酸适配体ppt课件
22
基于适配体的生物传感器是用适配体作为识别元件来特异 性地检测其相应的靶物质。
目前适配体生物传感器（Aptasensors）尚处于起步阶段。 Chunyan Yao等将IgE适配体固定在石英晶体微平衡生物传 感器阵列，建立了适配体压电石英生物传感器模型，用于 特异性检测标准溶液和人血清中的IgE。该方法最低可在标 准和人血清溶液中分别检测出2.5-200 ug/L的IgE，整个检 测时间只需15 min，而且固定在金膜表面的适配子在反复 洗脱后并不影响其灵敏度。
17
超滤离心膜分离
超滤离心膜有两部分组成，一部分为滤膜滤芯．另一部分 为套管，进行分离离心时套管套住滤芯，将需要分离的液 体加在滤芯上．通过高速离心将不与靶标结合的游离寡核 苷酸滤掉，将与靶标特异性结合的ssDNA留在超滤离心膜 上。超滤滤离心膜在SELEX技术中的应用可以满足分离要 求，而且操作简便。
18
亲和介质分离
一些具有亲和表面的介质也用于适配体的筛选，如琼脂糖、 纤维素及具有亲和表面的小珠或小柱等。
如J.Colin Cox等人利用链霉亲和素标记的磁珠完成了溶菌 酶适配体的自动化筛选。具体流程为：通过链酶亲和素与 生物素的相互作用，将生物素化的靶蛋白固定在磁珠上。 随后特异结合序列的分离，RT-PCR扩增和转录都通过设 定的程序自动完成，最后筛选得到的序列克隆到载体中进 行测序鉴定。通过这种自动化筛选工作台，Cox等只用了 不到两天的时间就完成了12轮的筛选。
19ppt课件核酸适配体的应用s核酸适配体在分析化学中的应用s核酸适配体与疾病诊断和新药研发20ppt课件核酸适配体在分析化学中的应用s靶物质的分析与检测该方面应用的基本思路是将各种报告基团如荧光试剂定点标记在aptamer核苷酸上然后在一定条件下使aptamer与靶物质发生相互作用再通过对报告基团的信号检测实现对靶物质的定性检测或定量分析
基于适配体的生物传感器是用适配体作为识别元件来特异 性地检测其相应的靶物质。
目前适配体生物传感器（Aptasensors）尚处于起步阶段。 Chunyan Yao等将IgE适配体固定在石英晶体微平衡生物传 感器阵列，建立了适配体压电石英生物传感器模型，用于 特异性检测标准溶液和人血清中的IgE。该方法最低可在标 准和人血清溶液中分别检测出2.5-200 ug/L的IgE，整个检 测时间只需15 min，而且固定在金膜表面的适配子在反复 洗脱后并不影响其灵敏度。
17
超滤离心膜分离
超滤离心膜有两部分组成，一部分为滤膜滤芯．另一部分 为套管，进行分离离心时套管套住滤芯，将需要分离的液 体加在滤芯上．通过高速离心将不与靶标结合的游离寡核 苷酸滤掉，将与靶标特异性结合的ssDNA留在超滤离心膜 上。超滤滤离心膜在SELEX技术中的应用可以满足分离要 求，而且操作简便。
18
亲和介质分离
一些具有亲和表面的介质也用于适配体的筛选，如琼脂糖、 纤维素及具有亲和表面的小珠或小柱等。
如J.Colin Cox等人利用链霉亲和素标记的磁珠完成了溶菌 酶适配体的自动化筛选。具体流程为：通过链酶亲和素与 生物素的相互作用，将生物素化的靶蛋白固定在磁珠上。 随后特异结合序列的分离，RT-PCR扩增和转录都通过设 定的程序自动完成，最后筛选得到的序列克隆到载体中进 行测序鉴定。通过这种自动化筛选工作台，Cox等只用了 不到两天的时间就完成了12轮的筛选。
19ppt课件核酸适配体的应用s核酸适配体在分析化学中的应用s核酸适配体与疾病诊断和新药研发20ppt课件核酸适配体在分析化学中的应用s靶物质的分析与检测该方面应用的基本思路是将各种报告基团如荧光试剂定点标记在aptamer核苷酸上然后在一定条件下使aptamer与靶物质发生相互作用再通过对报告基团的信号检测实现对靶物质的定性检测或定量分析
《核酸》PPT精品课件人教版1
2. 生物间的分布差异 细胞生物同时含有DNA和RNA。 病毒只有DNA或RNA中的一种。
《 核 酸 》 PP T精品课 件人教 版1
《 核 酸 》 PP T精品课 件人教 版1
六、实验：观察细胞中DNA、RNA的分布
1. 染料 DNA：甲基绿 RNA：吡罗红
2. 步骤 ①取材 ②烘干 ③盐酸水解
可用于染色体染色的是？ 龙胆紫、醋酸洋红、改良苯酚品红溶液→深色
《 核 酸 》 PP T精品课 件人教 版1
《 核 酸 》 PP T精品课 件人教 版1
口腔上皮细胞制成的两种临时装片
⑴染色剂用碘液 ⑵原理：蛋白质遇碘变黄 ⑶操作步骤无需水解
《 核 酸 》 PP T精品课 件人教 版1
《 核 酸 》 PP T精品课 件人教 版1
P
脱氧
脱氧
A
T
核糖
核糖
P
P
脱氧
A
核糖
脱氧
T
核糖
P
DNA的结构
P 核糖
U
RNA的结构
7. 核苷酸链
每个核酸分子是由几十个乃至上亿个核 苷酸连接而成的长链，因此DNA和RNA都是 高分子化合物。
通常DNA为双链、RNA为单链。
四、核酸结构的多样性
虽然构成每种核酸的核苷酸只有4种，但若数量不 限，在连成长链时，排列顺序就是极其多样化的，其 种类也就多种多样。
P
脱氧 核糖
G
鸟嘌呤脱氧核苷酸
P
脱氧
C
核糖
胞嘧啶脱氧核苷酸
P
脱氧
T
核糖
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
P
核糖
A
腺嘌呤核糖核苷酸
P
核糖
G
《 核 酸 》 PP T精品课 件人教 版1
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六、实验：观察细胞中DNA、RNA的分布
1. 染料 DNA：甲基绿 RNA：吡罗红
2. 步骤 ①取材 ②烘干 ③盐酸水解
可用于染色体染色的是？ 龙胆紫、醋酸洋红、改良苯酚品红溶液→深色
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口腔上皮细胞制成的两种临时装片
⑴染色剂用碘液 ⑵原理：蛋白质遇碘变黄 ⑶操作步骤无需水解
《 核 酸 》 PP T精品课 件人教 版1
《 核 酸 》 PP T精品课 件人教 版1
P
脱氧
脱氧
A
T
核糖
核糖
P
P
脱氧
A
核糖
脱氧
T
核糖
P
DNA的结构
P 核糖
U
RNA的结构
7. 核苷酸链
每个核酸分子是由几十个乃至上亿个核 苷酸连接而成的长链，因此DNA和RNA都是 高分子化合物。
通常DNA为双链、RNA为单链。
四、核酸结构的多样性
虽然构成每种核酸的核苷酸只有4种，但若数量不 限，在连成长链时，排列顺序就是极其多样化的，其 种类也就多种多样。
P
脱氧 核糖
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鸟嘌呤脱氧核苷酸
P
脱氧
C
核糖
胞嘧啶脱氧核苷酸
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脱氧
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核糖
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
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腺嘌呤核糖核苷酸
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核糖
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核酸适配体简介PPT课件
第7页/共21页
核酸适体与配体结合特点
第8页/共21页
SELEX技术
• SELEX是指数富集配体系统进化的简称.它的基本 原理就是就是利用分子生物基 (aptamer) ，经反复扩增、筛选数个循环，即可 使与该靶分子特异结合的寡核苷酸序列得到富集。
3.针对应用的需要，发展更巧妙、更简便的适体分 子探针；构建方便、实用的检测方法（如目视比 色分析、传感分析、原位成像分析等）。
4.模拟适体分子的结构，设计和筛选小分子量的识 别分子，构建可自由透过细胞膜的小分子探针， 用于生命活体分析。
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通过这些研究，希望开发出一系列拥有自主知识产权的分离基质、诊断试剂和工具，以成功的应用来促进 适体在生命分析应用中的发展。
第16页/共21页
前景展望
核酸适配体（Aptamer）是一类新型的识别分子。 与单克隆抗体相比，其分子量较低（15-50碱 基），没有免疫源性和毒性，可通过化学合成制 备、结构改造以及标记，化学稳定性好，能可逆 的变性与复性，可在常温下保存和运输。这些优 点使适体有望取代和超过抗体，在生命分析中起 重要的作用 。
通常包含15-20个核苷酸,其碱基组成与它们的靶序列是互补的。 但是在实际应用中, 存在反义寡核苷酸容易被核酸酶降解、对 特定靶位点的识别不够好、有一定毒性等问题,所以要对适配体 中的核苷酸进行了各种各样的化学修饰。修饰位点一般在碱基、 磷酸骨架等。★
第5页/共21页
是在反义核苷酸链的作用基础上发展来的。随机核苷酸链作用的靶序列除 了核酸外还可以是蛋白质、有机小分子等。随机核苷酸链一般比反义核苷
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核酸适体的应用 ▲在蛋白质组学的研究中，用aptamer制备成的核
酸配基阵列更是具有抗体芯片和2-D胶不可比拟 的优势，成为备受青睐的一项工具.
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核酸适配体的化学本质与识别 机理
核酸适配体的化学本质是核酸，它与配体的结合是基于单 链核酸结构和空间构象的多样性。在靶分子存在的条件下， 它可通过链内某些互补碱基间的配对以及静电作用、氢键 作用等自身发生适应性折叠形成发卡(hairpin)、假结 (pseudoknot)、凸环(stem loop)、G2四分体(G2quartet)等稳 定的三维空间结构。这样形成的适配体结构与靶分子之间 有较大的接触面积，能与靶物质的紧密结合，具有高亲和 力和高特异性。
8
核酸适配体的பைடு நூலகம்一个临床应用
2005年12月20日，美国FDA宣布批准哌加 他尼钠注射液（Macugen）用于治疗眼科 疾病新生血管型（湿性）老年黄斑病变 （Age-Related Macular Degeneration， AMD）患者的视力缓慢丧失。
Macugen是一种选择性血管内皮生产因子 （vascular endothelial growth factor， VEGF）拮抗剂。
5
生命活动的基础是什么？-Binding!
如果我们都能找出一个有相当强亲和性和特异性的RNA序列，那 我们就向证明"RNA起源说"迈出了一步。
1990年，两个研究组几乎同时用T4 DNA polymerase与几种有 机染料做靶分别筛选出了特异性结合的RNA分子，并把这种 RNA叫做aptamer。
13
SELEX筛选流程
首先，确立筛选方法。根据不同的配体选择具有不同特性 的适配体并以此确定具体的苷酸的随机序列库，随机序列的两端为固定序列，是之 后PCR循环中要用的，如果是筛选RNA-aptamer，要在5´ 端引物中加上一段T7启动子，以便识别转录过程中所需要 的T7 RNA聚合酶，把靶分子加入到该库中，充分结合后， 将与靶分子结合的寡核苷酸序列分离出来。
3
核酸适配体概念的提出
1989年，悉尼·奥尔特曼、托马斯·切赫因为对RNA的催化 作用的研究共同获得诺贝尔化学奖。
4
支持RNA为生命起源假说的可能证据：
如果我们能找到完全或者主要依赖RNA进行生命活动的生 物；
如果在现存生物的基因组里找到负责基本生命活动的功能 性RNA的"痕迹"；
如果我们能够从随机RNA序列库中筛选到能够完成基本生 命活动的RNA序列。
RNA ligands to bacteriophage T4 DNA polymerase. Science 249:505–10；
2 Ellington AD, Szostak JW. 1990. In vitro selection of RNA molecules that bind
specificligands. Nature 346:818–22
7
Aptamer巨大的应用前景
APTAMERS: AN EMERGING CLASS OF THERAPEUTICS（.Annu. Rev. Med. 2005. 56:555–83）
Analytical Applications of Aptamers(Andrew D. Ellington .Annual Review of Analytical Chemistry (2008). Volume 1, Jul 2008)
12
核酸适配体的筛选策略
核酸适配体的体外筛选是利用SELEX技术（Systematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment) ）来 完成的，SELEX是指数富集配体系统进化的简称，它的基 本原理就是就是利用分子生物基(aptamer) ，经反复扩增、筛选数个循环，即 可使与该靶分子特异结合的寡核苷酸序列得到富集。
6
自然界中Aptamer存在的证据： Riboswitches
Riboswitches: the oldest mechanism for the regulation of gene expression
核糖开关是2002年，由耶鲁大学的分子生物学家 Ronald Breaher和他的同事在受Andrew等人的研究成果 启发下发现并命名的，它是能够与代谢物或其他小分子配 体结合，通过构象变化调控目的基因转录或翻译的RNA结 构元件。
1992年Ellington和Szostak又用相似的方法筛选出了可以和靶分 子特异性结合的单链DNA分子，从而证明了单链DNA也可以折 叠成特殊的三维结构，并暗示DNA可能也会具有催化活性。
1Tuerk C, Gold L. 1990. Systematic evolution of ligands by exponential enrichment:
APTAMER
适配体
1
Aptamers
(from the Latin aptus - fit, and Greek meros - part)
核酸适配体（Nucleic Acid aptamers） 多肽适配体（Peptide aptamers）
2
什么是核酸适配体？
核酸适配体是具有稳定的二级结构，能够和靶标分子特异性结合 的，人工合成的核酸。它可以是RNA 也可以是DNA，长度一般为 25~60个核苷酸。它是一系列单链核酸分子，与长度相同的特异靶 分子相结合，特异性如同抗体一样，对可结合的配体有严格的识别 能力和高度的亲和力。核酸适配体可以结合的靶分子有小分子、蛋 白、细菌、病毒、细胞和组织等。
经过SELEX技术反复筛选的适配体能与靶分子以极高的亲 和力和特异性相结。核酸适体与靶物质亲和力极高，kd值 多在pmol/L-nmol/L之间。
10
11
Structure of an RNA aptamer specific for biotin. The aptamer surface and backbone are shown in yellow. Biotin (spheres) fits snugly into a cavity of the RNA surface
核酸适配体的化学本质与识别 机理
核酸适配体的化学本质是核酸，它与配体的结合是基于单 链核酸结构和空间构象的多样性。在靶分子存在的条件下， 它可通过链内某些互补碱基间的配对以及静电作用、氢键 作用等自身发生适应性折叠形成发卡(hairpin)、假结 (pseudoknot)、凸环(stem loop)、G2四分体(G2quartet)等稳 定的三维空间结构。这样形成的适配体结构与靶分子之间 有较大的接触面积，能与靶物质的紧密结合，具有高亲和 力和高特异性。
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核酸适配体的பைடு நூலகம்一个临床应用
2005年12月20日，美国FDA宣布批准哌加 他尼钠注射液（Macugen）用于治疗眼科 疾病新生血管型（湿性）老年黄斑病变 （Age-Related Macular Degeneration， AMD）患者的视力缓慢丧失。
Macugen是一种选择性血管内皮生产因子 （vascular endothelial growth factor， VEGF）拮抗剂。
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生命活动的基础是什么？-Binding!
如果我们都能找出一个有相当强亲和性和特异性的RNA序列，那 我们就向证明"RNA起源说"迈出了一步。
1990年，两个研究组几乎同时用T4 DNA polymerase与几种有 机染料做靶分别筛选出了特异性结合的RNA分子，并把这种 RNA叫做aptamer。
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SELEX筛选流程
首先，确立筛选方法。根据不同的配体选择具有不同特性 的适配体并以此确定具体的苷酸的随机序列库，随机序列的两端为固定序列，是之 后PCR循环中要用的，如果是筛选RNA-aptamer，要在5´ 端引物中加上一段T7启动子，以便识别转录过程中所需要 的T7 RNA聚合酶，把靶分子加入到该库中，充分结合后， 将与靶分子结合的寡核苷酸序列分离出来。
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核酸适配体概念的提出
1989年，悉尼·奥尔特曼、托马斯·切赫因为对RNA的催化 作用的研究共同获得诺贝尔化学奖。
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支持RNA为生命起源假说的可能证据：
如果我们能找到完全或者主要依赖RNA进行生命活动的生 物；
如果在现存生物的基因组里找到负责基本生命活动的功能 性RNA的"痕迹"；
如果我们能够从随机RNA序列库中筛选到能够完成基本生 命活动的RNA序列。
RNA ligands to bacteriophage T4 DNA polymerase. Science 249:505–10；
2 Ellington AD, Szostak JW. 1990. In vitro selection of RNA molecules that bind
specificligands. Nature 346:818–22
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Aptamer巨大的应用前景
APTAMERS: AN EMERGING CLASS OF THERAPEUTICS（.Annu. Rev. Med. 2005. 56:555–83）
Analytical Applications of Aptamers(Andrew D. Ellington .Annual Review of Analytical Chemistry (2008). Volume 1, Jul 2008)
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核酸适配体的筛选策略
核酸适配体的体外筛选是利用SELEX技术（Systematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment) ）来 完成的，SELEX是指数富集配体系统进化的简称，它的基 本原理就是就是利用分子生物基(aptamer) ，经反复扩增、筛选数个循环，即 可使与该靶分子特异结合的寡核苷酸序列得到富集。
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自然界中Aptamer存在的证据： Riboswitches
Riboswitches: the oldest mechanism for the regulation of gene expression
核糖开关是2002年，由耶鲁大学的分子生物学家 Ronald Breaher和他的同事在受Andrew等人的研究成果 启发下发现并命名的，它是能够与代谢物或其他小分子配 体结合，通过构象变化调控目的基因转录或翻译的RNA结 构元件。
1992年Ellington和Szostak又用相似的方法筛选出了可以和靶分 子特异性结合的单链DNA分子，从而证明了单链DNA也可以折 叠成特殊的三维结构，并暗示DNA可能也会具有催化活性。
1Tuerk C, Gold L. 1990. Systematic evolution of ligands by exponential enrichment:
APTAMER
适配体
1
Aptamers
(from the Latin aptus - fit, and Greek meros - part)
核酸适配体（Nucleic Acid aptamers） 多肽适配体（Peptide aptamers）
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什么是核酸适配体？
核酸适配体是具有稳定的二级结构，能够和靶标分子特异性结合 的，人工合成的核酸。它可以是RNA 也可以是DNA，长度一般为 25~60个核苷酸。它是一系列单链核酸分子，与长度相同的特异靶 分子相结合，特异性如同抗体一样，对可结合的配体有严格的识别 能力和高度的亲和力。核酸适配体可以结合的靶分子有小分子、蛋 白、细菌、病毒、细胞和组织等。
经过SELEX技术反复筛选的适配体能与靶分子以极高的亲 和力和特异性相结。核酸适体与靶物质亲和力极高，kd值 多在pmol/L-nmol/L之间。
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Structure of an RNA aptamer specific for biotin. The aptamer surface and backbone are shown in yellow. Biotin (spheres) fits snugly into a cavity of the RNA surface