DNA 合 成 简 介
dna的简并性名词解释
dna的简并性名词解释DNA，即脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid）是构成生物体遗传信息的基本单位。
作为生命的基础，DNA的研究一直是科学界的热门话题之一。
在DNA研究中，有一个重要的概念，那就是简并性（degeneracy）。
简并性是指DNA密码子与氨基酸的对应关系并不是一一对应的。
换言之，不同的密码子可以对应到同一个氨基酸，这种现象被称为简并性。
简而言之，简并性是指遗传密码中的冗余，也可以理解为基因密码的冗余性。
在DNA的序列中，一段连续的核苷酸序列被称为密码子。
而每个密码子由3个核苷酸（也即碱基）组成。
由于DNA的碱基有4种，即腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胸腺嘧啶（T）和胞嘧啶（C），因此3个碱基的排列组合共有64种。
这意味着，一个氨基酸可以有多个密码子与之对应。
简单来说，简并性的存在使得基因密码的翻译过程更加灵活，简化了基因组的复杂性。
简并性的存在意味着即便有突变或改变，仍然可以保证正确翻译成蛋白质，确保生物体的正常运作。
让我们来看一个例子来更好地理解简并性。
举例来说，甲和乙是两种密码子，它们分别由碱基A、T和G组成，这两个密码子都可以编码同一个氨基酸。
这就是简并性的体现。
如果发生一个碱基的突变，例如从A变成G，虽然密码子发生了改变，但由于简并性的存在，氨基酸的编码仍然是正确的。
这意味着生物体能轻松应对一些突变的情况，避免蛋白质功能的失效。
简并性对生物学的研究具有重要意义。
首先，简并性为生物进化提供了灵活性。
在进化过程中，由于简并性的存在，适应环境变化的机会更大，生物体能更好地求生。
其次，简并性使得基因序列的稳定性增强。
即使发生了基因序列的突变，也有可能保持蛋白质的功能性不变。
这对于减少疾病的发生和发展具有一定的意义。
最后，简并性的研究有助于我们更好地理解遗传信息的传递和转录过程，为基因工程和生物技术的发展提供基础。
总结而言，简并性是DNA中一种重要的现象，使得不同的密码子可以对应到同一个氨基酸。
第13章 DNA生物合成(简明生物化学)
Dna A辨认复制启始点，然后引物酶进入（DnaG 蛋白） ，加上解螺旋酶、 DnaB蛋白和DnaC蛋 白等，与DNA的起始复制区域形成引发体。
DNA聚合酶Ⅲ 由其β亚单位辨认引物，新链的 第一个脱氧核苷酸与引物的3-OH形成磷酸二酯键， 开始复制
滚动环式：单向复制，低等生物如质粒 共价闭环双链分子的正链由核酸内切酶在一特
定位点切开，游离出的5’-磷酸基末端固定在细胞膜 上，然后以环状负链为模板，从正链的3’-OH末端 延长形成正链。不需要另外合成引物。
3′ 5′
5′
3′
领头链
5′Leabharlann 5′ 随从链3′ 3′
5′
（二）引发体的生成
复制过程需要引物--短链RNA
拓扑异构酶 单链结合蛋白 解链酶 引物酶及引发体 DNA聚合酶 DNA连接酶 引物
冈崎片段
领头链 3′ 5′
随从链 3′
5′
五、 DNA连接酶（ligase）
• 催化两段DNA之间的连接
′
5P
3′ OH
+ 5′ P
γ
P O-
β
O PO Oα-
3′
OH
DNA
ligase +AMP
5′ P
PPi
O 3′ OH
一种是全部轻的14N-14N。为1∶1； 3代：仍有两种分子，但14N-14N增多，为
1∶3； 4代：两者比为1∶7。
DNA半保留复制的证据
细菌 （含15N-DNA)
普通培养基
第一代
普通培养基
普通DNA
普通DNA 重DNA
第二代
重DNA
DNA的结构
DNA的结构DNA（脱氧核糖核酸）是构成生物体基因的重要物质。
它的结构组成和功能非常复杂，对于理解生物遗传和进化过程至关重要。
本文将介绍DNA的结构以及它在生物体内的作用。
DNA分子是由两条互补的链构成的双螺旋结构，类似于梯子的形状。
这种结构被称为DNA的“双螺旋结构”。
每条链由一系列称为核苷酸的单元组成。
核苷酸由三个基本部分组成：一个五碳糖分子（称为脱氧核糖），一个磷酸基团，以及一个氮碱基。
氮碱基有四种类型：腺嘌呤（A）、胞嘧啶（C）、鸟嘌呤（G）和胸腺嘧啶（T）。
这四种基于是DNA的信息存储的基础。
DNA的双螺旋结构是由两条互补的链通过氢键相互连接在一起。
A氮碱基会与T氮碱基形成两个氢键，而C和G氮碱基则会形成三个氢键。
这种碱基配对是稳定DNA螺旋结构的基础，它确保了两条链之间的互补性。
例如，如果一条链上有A氮碱基，那么与之配对的另一条链上必然会有T氮碱基。
DNA的结构还包括螺旋层面（包括糖和磷酸基团）以及碱基的平面。
DNA的螺旋层面是由两条链以反向方向缠绕形成的，并呈右旋形态。
这种结构使得DNA能够紧密地包裹起来，容纳巨大的数量的遗传信息。
DNA分子的长度可以长达数百万个核苷酸。
碱基平面则是垂直于螺旋层面的，它们是形成分子编码信息的关键。
DNA的结构也具有一定的空间结构。
碱基对之间的间距是固定的，从而确定了分子的宽度。
每条链上的相邻核苷酸之间的距离也是固定的。
这些固定的间隔和结构使得DNA能够在复制和转录过程中准确地进行。
DNA在生物体内具有多种功能。
最重要的功能是存储和传递遗传信息。
由于DNA的碱基配对规则以及双螺旋结构的复制方式，每一条DNA链都可以通过互补配对来复制。
这种复制过程使得生物体可以在细胞分裂过程中将遗传信息传递给下一代。
此外，DNA还能被转录成为RNA，RNA则能进一步翻译成蛋白质。
蛋白质是细胞和生物体功能的关键组成部分，它们通过为生物体提供结构、催化反应和传递信号等方式发挥作用。
脱氧核糖核酸结构简式
脱氧核糖核酸结构简式
摘要：
一、脱氧核糖核酸简介
二、脱氧核糖核酸结构简式
三、脱氧核糖核酸的功能与作用
四、结论
正文：
脱氧核糖核酸（Deoxyribonucleic acid，简称DNA）是生物体内的一种重要物质，它包含了生物体遗传信息。
DNA 以双螺旋结构著称，是由两条互相缠绕的链条组成的。
下面我们来介绍一下脱氧核糖核酸的结构简式。
脱氧核糖核酸的结构简式为：CH2OH-CHOH-CHOH-CH2-CHO。
这个简式表示了脱氧核糖核酸的基本组成单位——脱氧核糖核苷酸。
每个脱氧核糖核苷酸由一个脱氧核糖、一个磷酸基团和一个含氮碱基组成。
其中，脱氧核糖是脱氧核糖核酸名称的来源，它与核苷酸中的磷酸基团通过酯键相连。
含氮碱基有四种，分别是腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）。
两条链条上的碱基通过氢键相连，形成双螺旋结构。
脱氧核糖核酸的主要功能是储存和传递遗传信息。
在生物体的生长、发育和繁殖过程中，脱氧核糖核酸通过复制、转录和翻译等过程，实现遗传信息的传递和表达。
复制是指在细胞分裂时，脱氧核糖核酸将遗传信息复制到新的DNA 分子中；转录是指在细胞核中，脱氧核糖核酸将遗传信息转录成信使核糖核酸（mRNA）分子；翻译是指在细胞质中，信使核糖核酸指导蛋白质的合
成。
总之，脱氧核糖核酸是一种非常重要的生物大分子，它以双螺旋结构为基础，储存和传递遗传信息。
DNA纳米结构设计、合成及应用研究进展简述
第42卷总第122期2021年6月Vol.42,No.2June,2021西北民族大学学报(自然科学版)Journal of Northwest Minzu University(Natural Science)DNA纳米结构设计、合成及应用研究进展简述段金伟(长安大学理学院，陕西西安710064)［摘要］dna不仅仅是遗传物质的载体，还因qr身特殊8可编程性和寻址性被用来实现材料r下而上的自组装，是合成纳米材料的理想原材料之一，被称为DNA纳米技术.近年来.随着核酸设计软件8开发和合成技术8逐渐成熟，DNA纳米技术初步实现了从材料设计合成到应用开发8过渡，DNA纳米材料8研究取得了长足进步.文章从核酸设计软件、DNA纳米材料8合成方法及应用研究三个方面进行简单综述，以期帮助读者全面了解该领域8研究进展.［关键词］DNA纳米材料；软件设计；合成方法；应用研6［中图分类号］06-1!+献标识码］A［文章编号］1009-2102(2021)02-0004-10在原子尺度上操纵材料从而实现定制材料性能的可能性是化学和材料科学发展的重要目标之一，然而时至今日这依旧是巨大的挑战.在过去的几十年里，科学家们始终在寻找具控制且模块化性质的材料，希望能够推动纳米结构领域的快速发展.不同于传统的有机和无机材料，DNA具有良好的可寻址性、可控性、以及存在于DNA链的弱相互作用，使得DNA被认为是合成纳米材料的理想原材料之一％*4&传统观点认为DNA仅仅是携带遗传信息的载体，但随着纽约大学N.C.Seeman教授的发现，这一观念彻底被颠覆.N.C.Seeman无意间发现能够利用DNA黏性末端将设计好的分支结构连接起来形目标结构，于是在1991年人了性的DNA立方体⑸，扌了DNA纳米领域的研究大门［6*13］.DNA纳米技术是利用Watson-Crick碱基互补配对的特异性和DNA自身的性质，以自组装为基础，以构筑二维和方向上重为目标的新颖的分子纳米技术［1'14*15］.Seeman提岀以DNA为原材料合成纳米结构的设想后，科学家们先后开发了一系列帮助进行结构设计的算法和％6*2(&，优化、改进并提岀了多种新的方法%7,0,4*29&，并将DNA纳米结构应用物、和治疗、荧光成像等领域［30*37］.1DNA结构设计软件为了实现精确操作原子,达到合成目标DNA纳米结构的目的，需要根据目标结构来进行结构设计，这个过要耗费大量的人力和物力，而且耗时极长.早期的DNA纳米结构设计软件使用的是pdb、mol等标准化结构的现有分子建模工具.这些工具允许设计者在原子对DNA结构进行，结构建模大多是在面动的.然而，这计过程中结构，制了设计和操作多结构的能力..DNA纳米结构的开发，需要大量的计算和f使［收稿日期］2021-02-26［基金项目］陕西省自然科学基金项目(2020JM-266) #中央高校基本科研业务费专项(310812151001)［作者简介］段金伟，男，副教授，博士，主要从事生物大分子自组装设计及方面的研究.4用通用建模工具％8&.DNA纳米结构的构建通常包括一条长链的路径（大约8000个核昔酸），钉书针的放置和序列的确定，对于大型纳米结构是一项挑战性任务.在功能化日高和结构设计性提升的驱动下，为了促进新的DNA纳米结构发展，并让用了解DNA折叠的性，科学家们基于不同用途开发了一系列建模工具和可视化程序，主要包括：Tiamat%8］，CaDNAno%7］，vHelix%9］，NU-PACK［40］‘ATHENA%1,Adentia［23］和MrDNA%2等.DNA结构设计软件的界面对使用者越来越友好，功能也越来越强大，极大地降低了结构设计过程的•在降低定制DNA分子的生产和提升结构操纵的可能性方面取得了重大进展.本文中，选择性地介绍其中比较常用的4款软件.1.1CaDNAnoCaDNAno是Douglas等人2009年开发的一款支持利用DNA折纸技术进行结构设计的开源软件包，配套安装Python或Autodesk Maya运行，其官网地址为/.CaDNAno简化和增强了设计DNA折纸纳米结构的过程.通过用户友好的2D和3D界面，计者己的：进行计创建•CaDNAn。
DNA的结构
假定某大肠杆菌含14N的DNA的相对分子 质量为a，若将其长期培养在含15N的培养 基中，便得到含15N的DNA，相对分子质 量为b。现将含15N的DNA大肠杆菌再培养 在含14N的培养基中，那么子二代DNA的 相对分子质量平均为（ B ） A (a+b)/2 C (2a+3b)/2 B (3a+b)/4 D (a+3b)/4
“点－－线－－面－－体”
（2）立体结构：规则的双螺旋结构
主链（外侧） 碱基对（内侧）
Ｇ、Ｃ含量 脱氧核糖与磷酸交替连 碱基之间以氢键连接 越高的ＤＮ 接，构成基本骨架。 Ａ分子，稳 定性越高。 两条链反向平行 碱基互补配对： A T C G 盘旋成双螺旋结构 碱基对平面之间平行
（3）DNA分子的特性：
4. 分析一个双链DNA分子中，发现30% 的脱氧核苷酸是腺嘌呤脱氧核苷酸，由 此可知该分子一条链上鸟嘌呤含量的最 大值可占此链碱基总数的（ C ）
A 20%
B 30%
C 40%
D 70%
DNA分子的复制
① 概念：以亲代DNA分
子为模板，合成子代 DNA分子的过程。
② 时间：有丝分裂间期
和减数分裂间期。
染色体是DNA的 染色体 主要载体
每个染色体上有一 个DNA分子
DNA是主要的 遗传物质 基因是有遗传效应 的DNA片断 基因中的脱氧核苷 酸排列顺序代表着 遗传信息
DNA
每个DNA分子 上有许多基因 每个基因由许多 脱氧核苷酸组成
基因
脱氧核苷 酸
重点应用——碱基互补配对
• 双链DNA分子
• 规律一：A=T、G=C。 • A+G=T+C或A+C=T+G=总碱基数一半 • A+G/T+C比值为1，鉴定DNA为单链/双链
DNA基本简介
基本简介单体脱氧核糖核酸聚合而成的聚合体——脱氧核糖核酸链，也被称为DNA。
在繁殖过程中，父代把它们自己DNA的一部分（通常一半，即DNA双链中的一条）复制传递到子代中，从而完成性状的传播。
因此，化学物质DNA会被称为“遗传微粒”。
原核细胞的拟核是一个长DNA分子。
真核细胞核中有不止一个染色体，每条染色体上含有一个或两个DNA。
不过它们一般都比原核细胞中的DNA分子大而且和蛋白质结合在一起。
DNA分子的功能是贮存决定物种性状的几乎所有蛋白质和RNA分子的全部遗传信息;编码和设计生物有机体在一定的时空中有序地转录基因和表达蛋白完成定向发育的所有程序；初步确定了生物独有的性状和个性以及和环境相互作用时所有的应激反应。
除染色体DNA外，有极少量结构不同的DNA存在于真核细胞的线粒体和叶绿体中。
病毒的遗传物质也是DNA，极少数为RNA，极其特别的病毒以蛋白质为遗传物质（朊病毒）。
DNA是一种长链聚合物，组成单位称为脱氧核苷酸，而糖类与磷酸分子借由酯键相连，组成其长链骨架。
每个糖分子都与四种碱基里的其中一种相接，这些碱基沿着D NA长链所排列而成的序列，可组成遗传密码，是蛋白质氨基酸序列合成的依据。
读取密码的过程称为转录，是根据DNA序列复制出一段称为RNA的核酸分子。
多数R NA带有合成蛋白质的讯息，另有一些本身就拥有特殊功能，例如rRNA、snRNA与siRNA。
四链体DNASundpuist和Klug在模拟1种原生动物棘毛虫的端粒DNA时,人工合成了1段D NA序列,发现在一定条件下模拟的富G单链DNA可形成四链体DNA结构。
由此推测染色体端粒尾的单链之间也形成了四链体。
Kang等人分别用实验证实在晶体和溶液中，富G DNA也能够形成四链体DNA结构。
四链体DNA的基本结构单位是G-四联体，即在四联体的中心有1个由4个带负电荷的羧基氧原子围成的“口袋”通过G-四联体的堆积可以形成分子内或分子间的右手螺旋，与DNA双螺旋结构比较，G-四联体螺旋有2个显著的特点：1、它的稳定性决定于口袋内所结合的阳离子种类，已知钾离子的结合使四联体螺旋最稳定；2、它的热力学和动力学性质都很稳定。
dna结构归纳总结
dna结构归纳总结DNA（Deoxyribonucleic Acid，脱氧核糖核酸）是构成生物遗传信息的基本分子。
它以其特有的双螺旋结构而闻名，这一结构是由四种碱基、磷酸、脱氧核糖和磷酸等部分组成的。
本文将对DNA的结构进行归纳总结，以便更好地理解和应用DNA。
一、碱基配对DNA由四种碱基组成，它们分别是腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）。
这些碱基按照一定的规则配对，形成稳定的碱基对。
具体来说，A与T之间形成两个氢键连接，G与C之间形成三个氢键连接。
这种有序的碱基配对保证了DNA的稳定性和准确的复制。
二、螺旋结构DNA的双螺旋结构是其最显著的特征。
DNA的两条链通过碱基间的氢键连接相互缠绕，形成一种右旋的双螺旋结构。
这种结构使得两条链互补，并且具有一定的稳定性。
双螺旋结构的发现不仅揭示了DNA的基本构造，而且对于解读DNA的序列信息具有重要意义。
三、多级结构DNA的结构不仅仅局限于双螺旋，还存在多级结构。
在较小的尺度上，DNA会发生自旋、弯曲和环绕等变形，形成一系列结构，如DNA超螺旋、DNA簇和DNA环等。
在较大的尺度上，DNA会卷曲成染色体的形态，形成复杂的三维结构。
这些多级结构对于调控基因的表达以及维持染色体的稳定性至关重要。
四、特殊结构除了基本的双螺旋结构外，DNA还存在一些特殊的结构。
其中最具代表性的是四链DNA，它由两对碱基通过氢键相互连接而成，形成四条链。
这种结构在某些情况下具有重要的生物学功能，如在基因调控、DNA复制和基因重组等过程中发挥作用。
五、DNA的应用DNA的结构不仅仅是一种科学研究的对象，也有广泛的应用。
例如，在医学上，通过解读DNA序列可以诊断和预测遗传性疾病，指导个体化治疗。
在法医学中，通过DNA检验可以确定犯罪嫌疑人和亲子关系等。
此外，DNA还被应用于基因工程、遗传改良、种子保护和生物信息学等领域。
六、未来展望随着科学技术的不断进步，人们对于DNA结构的认识也在不断深化。
DNA合成和分解的生物化学反应
DNA合成和分解的生物化学反应生物化学反应是指生物体内发生的化学反应。
这些反应是生命活动的基础，包括分解和合成反应。
分解反应是指把复杂分子分解成简单分子的反应，而合成反应是指把简单分子合成成复杂分子的反应。
DNA合成和分解的生物化学反应是生命活动中非常重要的过程，下面将详细介绍它们的过程和机制。
一、DNA分解DNA分解是指将DNA分子分解成单个核苷酸。
DNA分解的过程中，DNA酶是必不可少的。
DNA酶是一类酶，它能够识别DNA双链中的特定序列，并将DNA分子剪开。
DNA酶在生物体内起到了重要的作用，在DNA复制、DNA修复、DNA重组以及基因转录等过程中都有重要的作用。
DNA分解的过程中还需要其他辅助因素，例如水分子和游离基等。
DNA分子在生物体内处于双螺旋状态，因此需要通过水分子的帮助才能够进行裂解。
水分子是一种极性分子，它的两端带有相反的电荷，在DNA的双螺旋结构中很容易进入到DNA骨架中并将其分解。
游离基也可以促进DNA的分解。
游离基是指分子中失去了电子而带有正电荷或负电荷的分子，它们可以与DNA分子中的碱基反应，生成DNA单项链。
二、DNA合成DNA合成是指将单个核苷酸合成成DNA分子的过程。
DNA合成是一种复杂的生物化学反应，涉及到多种化学物质和酶的参与。
首先，DNA合成需要DNA聚合酶。
DNA聚合酶是一种酶，它能够将单个核苷酸与已有的DNA链连接起来，并扩大DNA的长度。
DNA合成还需要新的核苷酸，这些核苷酸需要与DNA聚合酶相互作用才能完成DNA合成的过程。
DNA合成还需要ATP（腺苷酸三磷酸）的参与。
ATP是生物体内最重要的能量来源之一，它能够为DNA合成提供必要的能量。
DNA合成受到ATP浓度的影响，当ATP浓度不足时，DNA合成的速度会受到影响。
总的来说，生物体内的DNA分解和合成是非常重要的生物化学反应。
DNA分解和合成能够影响到生物的基因表达，对生命活动的调控起着非常重要的作用。
DNA重组的机理---精华版
异常分离与基因转变
在一个杂合体中，如果一染色体把基因A交给它的 同源染色体，则它的同源染色体必定把基因a交回给 它，所以在真菌中，一个座位上的两等位基因分离时 ，应该呈现2：2或1：1：1：1或1：2：1的分离(表8-1) ，这就说明重组通常总是交互的。可是Lindegren在面 包酵母（Saccharomyces cerevisiae）中发现，有的子囊 含有（3A+1a）或（1A+3a）的子囊孢子。以后在脉 孢霉、酿酒酵母、子囊菌Ascobolus immersus及果蝇中 也发现这种现象。
•片段重组体：切开的链与原来断裂 的是同一条链，重组体含有一段异源 双链区，其两侧来自同一亲本DNA。 •拼接重组体：切开的链并非原来断 裂的链，重组体异源双链区的两侧来 自不同亲本DNA。
电镜下的Holliday结构
Meselson-Radding单链侵入模型
Holliday模型中为对称的杂合双链， 而实际情况有不均等分离现象，1975年 Meselson-Radding 提出模型解释这种不 对称重组现象。
基因重组的相关概念 同源重组 转座重组 位点特异性重组 DNA重组技术简介
一、基因重组
• • 英文名称：gene recombination 定义：是指由于不同DNA链的断裂和连 接而产生的DNA片段的交换、插入等的 重新组合，形成新的DNA分子的过程。 包括发生在生物体内(如减数分裂中异源 双链的核酸交换)和在体外环境中用人工 手段使不同来源DNA重新组合的过程。
真核生物的转座子
Barbara McClintock
Nobel Prize for Physiology Medicine 1983
玉米的Ac-Ds系统
真核生物的转座子根据其DNA结构和转座 机理的不同,分为两类,第一类是反转座子，其 转座过程是DNA→RNA→DNA，需要RNA中 间体；第二类是DNA转座子，其转座过程是 DNA→DNA，无RNA中间体。
DNA简介
ＤＮＡ（脱氧核糖核酸）是核酸的一类，因分子中含有脱氧核糖而得名。
ＤＮＡ分子极为庞大（分子量一般至少在百万以上），主要组成成分是腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸和胸腺嘧啶脱氧核苷酸。
ＤＮＡ存在于细胞核、线粒体、叶绿体中，也可以以游离状态存在于某些细胞的细胞质中。
大多数已知噬菌体、部分动物病毒和少数植物病毒中也含有ＤＮＡ。
除了ＲＮＡ（核糖核酸）和噬菌体外，ＤＮＡ是所有生物的遗传物质基础。
生物体亲子之间的相似性和继承性即所谓遗传信息，都贮存在ＤＮＡ分子中。
１９５３年，詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克描述了ＤＮＡ的结构：由一对多核苷酸链相互盘绕组成双螺旋。
他们因此与伦敦国家工学院的物理学家弗雷德里克·威尔金斯共享了１９６２年的诺贝尔生理学或医学奖。
丰富多彩、引人入胜的生命现象，历来是人们最为关注的课题之一。
在探索生物之谜的历史长河中，一批批生物学家为之奋斗、献身，以卓越的贡献扬起生物学“长风破浪”的航帆。
今天，当我们翻开群星璀璨的生物学史册时，不能不对J·沃森（JinWatson）、F·克里克（FrancisCrick）的杰出贡献，予以格外关注。
50年前，正是这两位科学巨匠提出了DNA 双螺旋结构模型的惊世发现，揭开了分子生物学的新篇章。
如果说十九世纪达尔文进化论在揭示生物进化发展规律、推动生物学发展方面，具有里程碑意义的话，那么，DNA双螺旋结构模型的提出，则是开启生命科学新阶段的又一座里程碑。
由此，人类开始进入改造、设计生命的征程50年前发现DNA双螺旋结构的功臣1953年2月28日中午，剑桥大学的两位年轻的科学家弗朗西斯·克里克和詹姆斯·沃森步入老鹰酒吧，宣布他们的发现：DNA是由两条核苷酸链组成的双螺旋结构。
这家著名的酒吧位于剑桥大学国王学院斜对面，酒吧的标志是一只展开翅膀的老鹰，英文名字就叫The Eagle Pub。
23-重组DNA简介
转染宿主细胞，筛选出含有目的基因的转
化子细胞，经扩增提取获得大量同一DNA
分子。
基因克隆（分子克隆molecular cloning）--通过体外重组技术，将 一段目的DNA经切割、连接插入适 当载体，并导入受体细胞，扩增形 成大量子代分子的过程。 基因克隆的核心--体外重组 (recombination) : 人工将一段目 的DNA插入一个载体的过程。
工具酶 （tool enzymes）
restriction enzymes （Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）
目的基因（target gene) 基因载体 （vectors）
DNA克隆
（基因克隆或重组DNA）
应用酶学的方法, 在体外将各种来源的 遗传物质（DNA）与载体DNA连接成具有 自我复制能力的DNA分子，再通过转化或
转基因/转基因动(植)物 cDNA/Genomic DNA li）& 克隆化（cloning） DNA克隆（DNA cloning）
分子克隆（molecular cloning） 重组DNA （recombinant DNA）
基因拼接技术或DNA重组 基因工程的别名 技术
操作环境
操作对象 操作水平 基本过程 实质 结果
生物体外
基因 DNA分子水平 剪切拼接导入表达 基因重组 人类需要的基因产物
基因工程培育抗虫棉的简要过程
苏云金芽孢杆菌 提取
普通棉花(无抗虫特性)
与运载体DNA拼接， 导入 抗虫基因
棉花细胞(含抗虫基因)
能否让微生物产生出人的 胰岛素等珍贵药物？
可以利用生物反应器制造 蛋白质和药物吗？ 可以导入好基因和破坏坏 基因吗？
这些定向改造基因 的设想能实纪70年代 创立了可以定向改造生物的 新技术。
DNA简介
脱氧核糖核（苷）酸DNA一、理化性质DNA是一种长链聚合物，组成单位为四种脱氧核苷酸，即：腺嘌呤脱氧核苷酸（dAMP）、胸腺嘧啶脱氧核苷酸（dTMP ）、胞嘧啶脱氧核苷酸（dCMP）、鸟嘌呤脱氧核苷酸（dGMP）。
而脱氧核糖（五碳糖）与磷酸分子借由酯键相连，组成其长链骨架，排列在外侧，四种碱基排列在内侧。
每个糖分子都与四种碱基里的其中一种相连，这些碱基沿着DNA长链所排列而成的序列，可组成遗传密码，指导蛋白质的合成。
读取密码的过程称为转录，是以DNA 双链中的一条单链为模板转录出一段称为mRNA（信使RNA）的核酸分子。
多数RNA带有合成蛋白质的讯息，另有一些本身就拥有特殊功能，例如rRNA、snRNA与siRNA。
在细胞内，DNA能与蛋白质结合形成染色体，整组染色体则统称为染色体组。
对于人类而言，正常的人体细胞中含有46条染色体。
染色体在细胞分裂之前会先在分裂间期完成复制，细胞分裂间期又可划分为：G1期-DNA合成前期、S期-DNA合成期、G2-DNA合成后期。
对于真核生物，如动物、植物及真菌而言，染色体主要存在于细胞核内；而对于原核生物，如细菌而言，则主要存在于细胞质中的拟核内。
染色体上的染色质蛋白，如组织蛋白，能够将DNA进行组织并压缩，以帮助DNA与其他蛋白质进行交互作用，进而调节基因的转录。
DNA是高分子聚合物，DNA溶液为高分子溶液，具有很高的粘度，可被甲基绿染成绿色。
DNA对紫外线（260nm）有吸收作用，利用这一特性，可以对DNA进行含量测定。
当核酸变性时，吸光度升高，称为增色效应；当变性核酸重新复性时，吸光度又会恢复到原来的水平。
较高温度、有机溶剂、酸碱试剂、尿素、酰胺等都可以引起DNA分子变性，即DNA双链碱基间的氢键断裂，双螺旋结构解开—也称为DNA的解螺旋。
分子结构DNA是由许多脱氧核苷酸按一定碱基顺序彼此用3’，5’-磷酸二酯键相连构成的长链。
大多数DNA含有两条这样的长链，也有的DNA为单链，如大肠杆菌噬菌体φX174、G4、M13等。
混合简并引物
混合简并引物1. 简介混合简并引物是一种在分子生物学研究中广泛应用的技术，用于扩增特定DNA序列。
通过使用多个引物的混合，可以提高扩增反应的特异性和灵敏度，从而增加目标序列的检测准确性和成功率。
本文将介绍混合简并引物的原理、设计方法和应用领域。
2. 原理混合简并引物的设计基于引物的碱基序列和碱基对的配对规则。
在DNA扩增反应中，引物与目标DNA序列的两个互补部分结合，形成一个稳定的双链结构。
引物的碱基序列决定了扩增反应的特异性和选择性。
通过引入简并位点，即允许多个碱基在同一位点出现，可以增加引物的变异性，从而提高目标序列的扩增准确性。
混合简并引物的设计过程包括以下步骤：1.确定目标DNA序列：根据研究需要，确定待扩增的目标DNA序列。
2.引物设计：根据目标DNA序列，设计一组简并引物，其中包含多个简并位点。
简并位点可以使用IUPAC碱基代码表示，例如R表示A或G，S表示C或G。
3.引物评估：使用计算工具或软件评估引物的特异性和选择性。
确保引物与目标DNA序列的互补部分匹配，并避免与非目标序列的互补部分匹配。
4.引物合成：将设计好的引物合成，并进行质量检测。
3. 设计方法混合简并引物的设计方法可以根据目标DNA序列的长度和复杂性进行调整。
以下是常用的设计方法：1.单简并位点设计：适用于目标DNA序列较短且没有复杂结构的情况。
在引物的特定位点引入一个简并位点，例如使用Y表示C或T。
这种方法简单快捷，但对于复杂的目标序列可能不够灵活。
2.多简并位点设计：适用于目标DNA序列较长或具有复杂结构的情况。
在引物的多个位点引入简并位点，可以使用多个不同的IUPAC码。
例如，可以使用R、Y、S等表示不同的碱基组合。
这种方法可以增加引物的变异性，提高扩增反应的特异性。
3.引物长度调整：根据目标DNA序列的长度和复杂性，调整引物的长度。
较长的引物可以提高特异性，但也增加了非特异性扩增的风险。
4. 应用领域混合简并引物在分子生物学研究中有广泛的应用，包括：1.基因突变检测：通过扩增目标基因的特定区域，可以检测和鉴定基因突变。
DNA到蛋白质蛋白质表达的转录和翻译过程简介
DNA到蛋白质蛋白质表达的转录和翻译过程简介DNA到蛋白质：蛋白质表达的转录和翻译过程简介DNA是细胞内的遗传物质，其中含有编码生物体所有蛋白质的基因序列。
蛋白质则是生物体内许多重要分子的组成部分，扮演着关键的功能和调控角色。
DNA到蛋白质的转录和翻译过程是一种基本的生物信息传递过程，本文将对其进行简要介绍。
一、转录（Transcription）转录是指DNA序列被RNA聚合酶（RNA polymerase）读取，并合成成一种称为mRNA（messenger RNA）的分子。
在转录过程中，RNA 聚合酶会沿着DNA的模板链进行移动，读取特定的基因序列。
1. 启动子和终止子在转录开始之前，RNA聚合酶需要识别和结合到特定的DNA序列，这些序列被称为启动子（promoter）。
启动子位于转录起始点上游一段距离的位置，它能够提供给RNA聚合酶一个结合的信号。
另外，转录过程在到达蛋白质编码区域终止时，需要一个终止子（terminator）来告知RNA聚合酶停止转录。
2. 编码和非编码链DNA的两条链被称为编码链（sense strand）和非编码链（antisense strand）。
转录过程中，RNA聚合酶沿着非编码链进行读取，合成其互补的mRNA分子。
3. 加工在转录结束之后，mRNA并不是马上可以被翻译成蛋白质。
它还需要经过一系列的加工步骤，包括5'端帽（cap）的加上、剪接（splicing）和3'端聚腺苷酸（poly-A tail）的加上。
这些加工步骤使得mRNA在离开细胞核，进入细胞质进行翻译的同时更加稳定和有效。
二、翻译（Translation）翻译是指mRNA上的遗传信息被转化成蛋白质序列的过程，发生在细胞质的细胞器——核糖体（ribosome）中。
1. 起始子和终止子mRNA编码蛋白质的部分被称作开放阅读框（Open Reading Frame, ORF），一般以起始子（start codon）"AUG"开始，以终止子（stop codon）"UAA"、"UAG"或"UGA"结束。
DNA聚合酶简介
Polymerization： 从模板链的3‘末端，以dNTP为底物，按模板DNA上的指令由DNA pol 逐个将 寡核苷酸加上去，就是DNA pol 的聚合作用。dNTP进入结合位点后，聚合酶 促进3‘-OH与5’-PO4结合生成磷酸二酯键，这一过程使酶的构象发生变化。
2. dNTP 每种dNTP摩尔浓度一般在200～250umol/L。总dNTP浓度高至4～6mmol/L 时, 酶活力要降低20～30%，即底物抑制。
3. 有机溶剂 对聚合酶活力影响视不同浓度有所不同 4. 金属离子螯合剂 可以抑制DNA Polymerase的活性。
Solution /en/buffer_for_restriction_enzymes
Thanks!
DNA聚合酶的改造方法：
1. 酶活性中心稳定化：通过定向结构修饰来提高酶活性中心区域的刚性 保持酶活性中心原有骨架基础上，提高其内部二级结构稳定性 2.延伸因子和特异Priming： 人工合成酶-延伸因子复活物，在复活物的前端加上特异的priming区域 提升延伸性和反应速度，提高特异性的priming
Miguel Garcia-Diaz, CRC Crit Rev Plant Sci. 2007 March ; 26(2): 105–122.
specific action
translesion synthesis
跨损伤修复：跨损伤修复( translesion synthesis, TLS)是一类复制后修复; 最先发现于原 核细胞中。当DNA链在复制过程中遇到损伤而使复制停顿时; 机体启动跨损伤修复系统 以忽略存在的损伤; 继续进行DNA复制。
sso7denzymeactivitydeterminationenzymeunits1生物发光技术dna聚合酶催化dna分子的聚合过程中伴随着焦磷酸ppi的生成利用atp硫酰化酶将焦磷酸定量转化成atp再利用虫荧光素酶系统发光检测atp的量从而确定ppi的量以pcr反应体系中ppi的量来反映聚合酶的活性商业化试剂盒2荧光标记法每一个dntp被聚合sybrgreeni嵌入双链产生荧光
基因合成相关流程简介
基因合成
菌检
蓝白斑筛选
基因合成
菌检
基因合成
菌检
菌检选取大小正确阳性克隆，接菌放大培养，可自己使用单管或者锥形瓶进行放 大培养，也可使用48孔深空板送至测序部培养，抽提质粒，测序
基因合成
测序结果分析
基因合成
测序结果分析
基因合成
测序结果分析
基因合成
测序结果分析
基因合成
订单设计
GGTACCCTCCTCGCTGCCCAGCCGGCGATGGCCATGGCTCAAGAACCAGTAAAAGGACCCGTTTCGACCAAACCGGGCAGTTGC CCCATCATCCTGATTCGTTGTGCAATGTTGAACCCGCCTAATCGCTGCCTGAAAGATACGGACTGTCCGGGCATTAAGAAGTGCTG CGAGGGTAGCTGCGGTATGGCATGTTTCGTTCCGCAGACCGGTGCATCTCCGGCAGCGCCAGCTCCGGCGAGCCCGGCCGCAC CGGCTCCGAGCGCACCAGCGGCATCCCCGGCGGCACCGGCGCCAGCGAGCCCGGCCGCGCCGGCCCCTTCCGCGCCTGCCGC TAGCCCGGCGGCACCCGCGCCTGCGAGCCCGGCGGCGCCGGCGCCGAGCGCACCGGCTGCTTCCCCGGCGGCACCAGCCCCT GCGAGCCCGGCGGCGCCGGCTCCGAGCGCACCGGCTGCTTCCCCGGCAGCCCCAGCGCCAGCTTCTCCTGCCGCCCCGGCAC CGAGTGCCCCAGCTGCGTCCCCGGCTGCGCCGGCGCCGGCCAGCCCGGCTGCGCCCGCGCCAAGCGCGCCAGCAGCGTCGCC GGCAGCGCCGGCGCCAGCATCTCCGGCGGCGCCGGCGCCTAGCGCACCGGCCGCGAGCCCGGCTGCCCCGGCGCCTGCATCT CCTGCCGCTCCGGCACCTAGCGCACCGGCCGCAAGCCCGGCTGCACCCGCCCCGGCGTCTCCTGCGGCTCCGGCGCCGAGCG CCCCAGCCGCTTCTCCGGCGGCCCCGGCGCCGGCGTCCCCGGCGGCGCCGGCGCCGAGTGCCCCAGCAGCGTCCCCGGCAGC ACCTGCACCGGCGTCCCCGGCCGCCCCGGCCCCGTCAGCGCCAGCGGCATCGCCGGCTGCTCCGGCACCGGCTAGCCCCGCG GCACCGGCTCCGAGCGCACCGGCGGCAAGCCCGGCAGCTCCCGCGCCGGCATCTCCGGCTGCCCCAGCTCCGTCTGCTCCGG CGGCGAGCCCGGCCGCACCGGCGCCAGCGAGCCCTGCGGCGCCGGCGCCGTCAGCCCCCGCCGCGAGCCCGGCTGCTCCGG CTCCGGCAAGTCCGGCAGCGCCGGCACCGAGCGCCCCGGCTGCTTCCCCCGCCGCGCCTGCACCTGCCAGCCCGGCCGCGCC GGCGCCTTCTGCTCCGGCTGCGAGCCCGGCGGCCCCGGCTCCGGCGAGTCCGGCAGCACCCGCGCCGAGCGCGCCTGCTGCC TCTCCGGCTGCCCCTGCACCTGCCAGCCCTGCGGCACCGGCTCCGTCCGCGCCGGCCGCAAGCCCGGCTGCGCCGGCGCCAG CGAGCCCAGCGGCGCCGGCACCGAGTGCACCGGCTGCGTCGCCGGCAGCGCCGGCACCGGCGAGCCCGGCAGCGCCGGCTC CAAGCGCACCGGCGGCGTCACCGGCTGCACCTGCGCCGGCATCGCCGGCTGCACCGGCGCCGTCTGCCCCAGCGGCTTCCCCA GCAGCTCCGGCACCGGCGAGCCCGGCTGCACCTGCTCCGTCCGCACCAGCTGCTTCACCGGCTGCCCCGGCGCCGGCTTCTCC GGCGGCTCCGGCGCCGAGCGCACCGGCGGCAAGCCCGGCTGCCCCGGCGCCTGCCAGCCCGGCGGCCCCTGCCCCGTCAGC CCCGGCAGCATCGCCGGCAGCGCCGGCTCCGGCTAGCCCGGCCGCACCGGCGCCGAGCGCACCGGCAGCCTCCCCGGCAGCC CCGGCTCCGGCGTCCCCGGCGGCGCCAGCACCGAGCGCGCCGGCGGCTTCGCCGGCGGCACCGGCGCCAGCATCTCCGGCTG CCCCTGCGCCAAGCGCACCAGCCGCCAGCCCAGCTGCCCCTGCACCGGCTTCGCCGGCCGCGCCGGCGCCGAGCGCGCCGGC GGCTTCTCCGGCGGCGCCAGCGCCGGCCTCCCCGGCAGCGCCAGCGCCGAGCGCGCCGGCTGCAAGCCCGGCGGCACCGGCA CCGGCGAGCCCGGCCGCGCCGGCGCCATCTGCGCCGGCGCTGGTGCCGCGTGGTAGCCATCATCACCACCACCATTAAGGATC CGAATTCGAGCTCCGTCGACAAGCTTCCTGCAGG
核糖环式结构简式
核糖环式结构简式脱氧核糖核酸(DNA)的核糖环式结构简介DNA是构成生物体遗传信息的重要分子，其核心结构是由核苷酸单元组成的双螺旋结构。
而核苷酸单元则由糖分子、磷酸分子和氮碱基组成。
其中，核苷酸的糖分子是由五个碳原子构成的氧化脱氢核糖或脱氧核糖。
脱氧核糖核酸(DNA)中的糖分子是脱氧核糖，其化学式为C5H10O4。
脱氧核糖的分子结构是一个五元环，由五个碳原子和一个氧原子构成。
这五个碳原子依次标号为1'-5'，而氧原子则与1'碳原子连接。
在DNA中，核糖的1'碳原子与氮碱基连接，2'碳原子连接一个氢原子或一个羟基，3'碳原子连接到一个磷酸基团，而4'、5'碳原子则分别连接到相邻核苷酸的3'碳原子和5'碳原子。
DNA的双螺旋结构是由两条互补的单链DNA通过氢键相互缠绕而成。
每条单链DNA上的核糖环式结构呈现出规则的排列方式。
在DNA双螺旋结构中，两条单链DNA呈反平行排列，即一个链末端的5'碳原子与另一个链末端的3'碳原子相对。
这种排列方式使得DNA具有了极高的稳定性和可复制性。
DNA分子中的氮碱基是通过氢键与核糖分子相连的。
DNA中共有四种氮碱基，分别是腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C)。
其中，腺嘌呤和鸟嘌呤属于嘌呤类碱基，其结构中包含一个五元环和一个六元环；胸腺嘧啶和胞嘧啶则属于嘧啶类碱基，其结构中只有一个六元环。
在DNA的双螺旋结构中，两条单链DNA之间的互补碱基配对是通过特定的氢键相互连接的。
具体来说，腺嘌呤(A)和胸腺嘧啶(T)之间通过两个氢键相连，鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)之间则通过三个氢键相连。
这种互补碱基配对使得DNA具有了高度的稳定性和可复制性，同时也决定了DNA的遗传信息传递方式。
总结起来，脱氧核糖核酸(DNA)的核糖环式结构是由脱氧核糖和氮碱基组成的。
核糖的五个碳原子构成了一个五元环，同时与磷酸分子和氮碱基相连。
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游离状态→ 游离状态 不发荧光
杂交状态→ 杂交状态 不发荧光
酶切之后→ 酶切之后 两端都发荧光
AllGlo Probes(Type II)
(中间标记) 中间标记
5´ 游离状态→ 游离状态 不发荧光 3´
杂交状态→ 杂交状态 不发荧光
酶切之后→ 酶切之tra: 500/525 nm (FAM region)
1000 nM 500 nM 250 nM 125 nM
1000 nM 500 nM 250 nM 125 nM
AllGlo (MAR)
TaqMan® (FAM/TAM)
0
10
20
30 40 Cycle Number
50
60
* Optics optimized for FAM; All conditions are same except labels
AllGlo Probe 灵敏度和 灵敏度和Mix的关系 的关系
谢 谢！
打造最专业的DNA合 合 打造最专业的 成及标记公司
李辉 2008-12-10
DNA 合 成 简 介
亚磷酰胺法
亚磷酰胺法示意图 亚磷酰胺法示意图
• 合成流程
荧光标记的方法
1. 亚磷酰胺法单体
5’-Biotin
3’-Biotin
荧光标记的方法
2. 活化脂
5’-Aminolink
活化脂
影响合成质量的因素
一. 原料
1. 超世生物基本合成试剂全部采用原装进口Sigma（Proligo）（DNA合成稳定性） 超世生物基本合成试剂全部采用原装进口 （ ） 合成稳定性） 合成稳定性 2. 超世生物采用的标记及修饰原料全部是经过严格测试筛选，固定下来几家全球 超世生物采用的标记及修饰原料全部是经过严格测试筛选， 知名的染料供应商： 知名的染料供应商：Biotium、Glenresearch、Biosearch Technologies、Proligo等 、 、 、 等 （试剂纯度高、标记效率高、荧光稳定） 试剂纯度高、标记效率高、荧光稳定）
常用荧光基团波长及淬灭基团选择
Black Hole Quenchers
新一代实时定量探针－ 新一代实时定量探针－AllGlo Probe
• • • • • • • 不需要专门的报告或淬灭基团 合成简单 灵敏度高 大大提高tm值 大大提高 值 设计简单 合成周期短 适用领域广
AllGlo Probes (Type I)
多通道荧光选择
(Blue region)
Reactive oligo
(Cy5 region)
(FAM region)
(TexasRedTM region)
(VICTM region)
(TAMRA region)
AllGlo Probe实时定量曲线 实时定量曲线
Relative Fluorescence
二. 技术及理念
工业化给我们的带来了很多！ 工业化给我们的带来了很多！可能丢失了合成其实也是分子生物学一部分
三. 仪器及环境
TaqMan法 法
Taq酶的外切活性 酶的外切活性
如何确定阈值：基线的作用
基线的范围： 阈
标 准 基线范围 偏
值 高 度
差
从第3个循环起 3 到指数增长前3个循环。 一般取3-15循环。 根据实验结果调整。