分子生物学导论 PPT课件
分子生物学导论--分子生物学实验技术 ppt课件
1. 将1 g叶片用液氮速冻后,迅速研磨成白色粉末,置入1.5 ml 离心管中; 2. 加入600 ul 预热的cTAB提取液65℃水浴提取1 hr,其中每10 min颠倒混
匀1次; 3. 取出离心管,冰浴冷却5 min 后,加入等体积氯仿/异戊醇(24:1),轻
1、根据带的深浅(明暗),估计含量
2、根据杂带的多少,判断纯度
3、根据和对比带(marker)比较, 大概知道片段的大小
Polyacrylamide (聚丙稀酰 胺):
has high resolving capability, and can resolve DNA/RNA that differ from each other as little as a single base pair/nucleotide.
4. 因此,可根据此特性用寡聚脱氧胸苷(OligodT)NA也可用于Northern blot试 验。
提取植物RNA时,要注意的问题:
1)一般用机械研磨的方法破碎植物 组织细胞;
2)要加入蛋白质变性剂,使核蛋白 与RNA分离并释放出RNA;
2.2 植物总RNA的提取与电泳
由于RNA是基因表达过程中非常重要的生物分子,如 mRNA,它携带了DNA的全部编码信息。 RNA的分离是研究基因功能的重要基础之一,在分子生 物学中占有重要的地位。提取的mRNA可用于Northern验。
Agarose (琼脂糖):
(1) a much less resolving
4 kb 3 kb
power than
2 kb
polyacrylamide,
1 kb
(2) but can separate DNA
分子生物学PPT课件
谢谢大家!
高级结构的形成(折叠、亚基缔合、辅基 连接)
靶向输送(翻译-运转同步机制 ,Cotranslation ;翻译后转运,Post-translation )
原
核
生
物 概述 基
因 表
原核基因调节特点
达
调
控
基因表达(Gene expression) 基因表达调控的基本原理 基因表达的调控方式
其与DNA的结合
转座引起插入突变 造成插入位点靶DNA的少量碱基
对重复 插入位点出现新基因 引起染色体畸变 转座引起的生物进化 切除效应 外显子改组
转座机制与细菌的转座子类 似(玉米的Ac-Ds元件、果 蝇的P元件)
转作机制类似逆转录病毒 (果蝇的Copia元件)
RNA
RNA合成的特点
核mRNA的 拼接体的拼接
类型ⅰ 自我拼接
类型ⅱ自我 拼接
剪接、3’末端CCA结构、碱基修饰 内含子切除(核酸酶的作用,不是
转酯反应) 连接外显子
蛋 白 参与蛋白质生物合成的物质 质 的 蛋白质生物合成过程 生 物 蛋白质合成的干扰与抑制 合 成 蛋白质的降解
mRNA tRNA 核蛋白体 酶 供能物质、无机离子
遗传密码 密码子 密码子的特点 ORF
通用性; 连续性; 方向性; 简并性; 摆动性; 专一性。
二级结构
三级结构 种类
起始tRNA 延长tRNA
识别位点
同工tRNA
◆ 氨基校酸正接tR受N位A点
◆ 氨酰—tRNA合成酶识别位 点 ◆ 核糖体识别位点 ◆ 反密码子
功能 类型
对氨基酸有极高的专一性 对tRNA具有极高专一性 校对作用(水解位点)
分子生物学课件ppt
转基因技术
转基因技术是将外源基因导入生物体,实现基因的过 表达或补充。转基因技术的关键在于选择合适的载体 和导入方法。
THANKS
感谢观看
基因编辑技术的应用
基因编辑技术在许多领域都有广泛的应用,如罕见病治疗、癌症免疫治疗、农业育种等。 通过基因编辑技术,可以实现对特定基因的敲除、敲入或修饰,以达到治疗或改良的目的 。
基因编辑技术的伦理问题
虽然基因编辑技术具有巨大的潜力,但也引发了伦理和法律等方面的争议。在应用基因编 辑技术时,需要充分考虑伦理和法律问题,确保技术的合理应用和规范发展。
发展趋势
基因组学、蛋白质组学、代谢组学等 多组学研究,跨学科交叉融合,生物 信息学和计算生物学的发展等。
02
分生物学基本概念
基因与DNA
基因
基因是生物体内携带遗传信息的最小 单位,负责编码蛋白质或RNA分子 。
DNA
DNA是生物体的主要遗传物质,由四 种不同的脱氧核苷酸组成,通过特定 的序列排列储存遗传信息。
高通量测序
高通量测序是指一次可以对大量DNA或RNA分子进行序列测定的技术。高通量测序技术极大地提高了 基因组学和转录组学研究的效率,为生物医学研究提供了强大的工具。
04
分子生物学应用
生物医药研究
01
02
03
药物设计与开发
利用分子生物学技术,研 究药物与靶点的相互作用 ,提高药物的疗效和降低 副作用。
分子生物学前沿研究
表观遗传学研究
01
表观遗传学研究
表观遗传学是研究基因表达的调控机制,通过研究DNA甲基化、组蛋
白修饰等机制,揭示基因表达的调控规律,以及环境因素对基因表达的
影响。
02
第1章 生物分子导论(共29张PPT)
!!
•(+)(-) 表示使平面偏振光扭转的方向.
D、L标记法一般适用于含一个手性碳原子的化合物 。在标记氨基酸和糖类化合物的构型时。仍普遍采用。
R、S标记法:
步骤:
(A)首先把与手性碳原子相连的四个原子或基团按优先 性顺序规则来排列次序,较优的原子或原子团排在前面 。顺序规则是原子序数高的比序数低的原子优先性大。
偏振光 旋光性物质 旋转后的偏振光 在绝大多数情况下,分子有无手性往往与分子中是否含有手性碳原子有关。
人为规定:以甘油醛为标准,分子中的第二个碳原子是不对称碳原子,这个碳上的羟基有两种安排,羟基在右面的指定其构型为D型。 c: 质量浓度,g/ml; (+)(-) 表示使平面偏振光扭转的方向. 我们所处在的地球充满着无数的生物,从最简单的病
生物分子
泛指构成生物的蛋白质、核酸、多糖、脂质以及 它们的构件分子和代谢中间物等。
2. 生物大分子及其构件
➢ 生物分子中最重要的蛋白质、糖和核酸几类物质 ,分子量一般都很大,所以又称为生物大分子。
二、生物分子的三维结构
立体异构与构型
几个重要概念
例如,构成蛋白质的氨基酸都是 L-型,构成多糖的葡萄糖都是 D-型。
2.旋光性:物质能使偏振光的振动平面发生旋转的性质。 通常用比旋光度[α]来表示物质的旋光属性。
泛指构成生物的蛋白质、核酸、多糖、脂质以及它们的构件分子和代谢中间物等。 普通光 尼可尔棱镜 偏振光 c: 质量浓度,g/ml; 观察如下乙酸模型: 这两个模型化合物互为实物和镜像, 但它们不能重合。
具有旋光性的物质叫做旋光性物质。 当普通光通过尼可尔(Nicol)棱镜时,只有振动方向和棱镜晶轴平行的光才能通过,所得到的光就只在一个平面上振动。
分子生物学(共19张PPT)
04
蛋白质的结构与功能
蛋白质的分子组成与结构
氨基酸通过肽键连 接形成多肽链,即 蛋白质的一级结构 。
多条多肽链组合在 一起,形成蛋白质 的三级结构。
蛋白质的基本组成 单位是氨基酸,共 有20种常见氨基酸 。
多肽链经过盘绕、 折叠形成二级结构 ,主要形式包括α螺旋和β-折叠等。
在特定条件下,蛋 白质可形成四级结 构,由多个亚基组 成。
发展历程
从20世纪50年代DNA双螺旋结构 的发现开始,分子生物学经历了 飞速的发展,成为现代生命科学 中最为活跃和前沿的领域之一。
分子生物学的研究对象与任务
研究对象
主要包括DNA、RNA、蛋白质Байду номын сангаас生 物大分子,以及它们之间的相互作用 和调控机制。
研究任务
揭示生物大分子的结构、功能及其相 互作用机制;阐明基因表达调控的分 子机制;探索生物大分子在生命过程 中的作用和意义。
转录因子
01
真核生物中存在大量转录因子,它们与DNA特定序列结合,激
活或抑制基因转录。
表观遗传学调控
02
通过DNA甲基化、组蛋白修饰等方式,改变染色质结构,影响
基因表达。
microRNA调控
03
microRNA是一类小分子RNA,通过与mRNA结合,抑制其翻
译或促进其降解,从而调节基因表达。
基因表达调控的分子机制
发育生物学研究生物体的发育过程,而分子 生物学则揭示了发育过程中基因表达和调控 的分子机制。
02
DNA的结构与功能
DNA的分子组成与结构
DNA的基本组成单位
脱氧核糖核苷酸,由磷酸、脱氧核糖 和碱基组成。
DNA的碱基
DNA的双螺旋结构
分子生物学导论(ppt)
1909年,丹麦遗传学家 W. Johannsen首先使用 “基因”一词。
二十世纪初,美国遗传学家Morgan提
出了基因学说。他指出:种质必须由独
立的要素组成,我们把这些要素称为遗
传因子,或者简单地称为基因。
Morgan及其助手发现了连锁遗传
规律,并且第一次将代表某一性 状的基因,同某一特定的染色体
遗传信息的载体。
1953年Watson和Crick提出DNA右手 双螺旋模型,于1962年和Wilkins共享 诺贝尔生理医学奖。
同年,Sanger首次阐明了胰岛素的一级 结构,开创了蛋白质序列分析的先河, 他于1958年获诺贝尔化学奖。
1954年Crick提出遗传信息传递的
中心法则。 1958年,Meselson和Stahl提出了 DNA的半保留复制。
1982年Prusiner提出“感染性蛋白质颗
粒”的存在;次年将这种蛋白颗粒命名
为朊病毒蛋白(prion protein, PrP)。
1997年,Prusiner因为发现朊病毒而获
得诺贝尔生理医学奖。
1984年,德国人Kohler、美国人
Milstein和丹麦科学家Jern由于发
展了单克隆抗体技术而分享了诺贝
1995年6月,德国正式开始HGP。
任务与进展
遗传图谱(genetic map): 定义
又称连锁图谱(linkage map)或遗传连锁 图谱(genetic linkage map),是指人类 基因组内基因以及专一的多态性DNA标记 (marker)相对位置的图谱,其研究经历了 从经典的遗传图谱到现代遗传图谱的过程。
从生物物理学角度的定义 生命有三要素:物质、能量、信息 在生物体的整个运动过程中,贯 穿了物质、能量、信息三者的变化、 协调和统一。
2024《分子生物学全套》ppt课件
ppt课件contents •分子生物学概述•基因与基因组结构•DNA复制与修复机制•转录与翻译过程调控•蛋白质组学与代谢组学研究方法•现代分子生物学技术应用•生物信息学在分子生物学中应用•分子生物学前沿领域及未来发展趋势目录分子生物学概述分子生物学定义与特点分子生物学定义分子生物学特点以分子为研究对象,阐明生命现象的本质;与多学科交叉融合,推动生命科学的发展;实验技术手段不断更新,提高研究效率和准确性。
分子生物学发展历程早期发展阶段现代分子生物学阶段分子生物学研究内容及方法研究内容研究方法基因与基因组结构基因概念及功能基因功能基因定义基因通过编码蛋白质或参与生物体的各种生理和生化过程,从而控制生物的性状和表现。
基因分类基因组组成与结构特点基因组定义基因组是指一个生物体内所有基因的总和。
基因组组成基因组包括编码区和非编码区,其中编码区包含结构基因和调控基因,非编码区则包含一些重要的调控元件和重复序列。
基因组结构特点不同生物的基因组具有不同的结构特点,如原核生物基因组较小且连续,真核生物基因组较大且存在大量的重复序列和间隔区。
转录后水平调控转录后水平调控主要涉及mRNA 的加工、剪接、运输和降解等过程,通过这些过程可以影响mRNA 的稳定性和翻译效率。
基因表达概念基因表达是指基因转录成mRNA ,再翻译成蛋白质的过程。
基因表达调控机制生物体通过多种机制对基因表达进行调控,包括转录水平调控、转录后水平调控、翻译水平调控和表观遗传调控等。
转录水平调控转录水平调控是最主要的基因表达调控机制,包括启动子、增强子、沉默子等顺式作用元件和反式作用因子的相互作用。
基因表达调控机制DNA复制与修复机制DNA复制过程及影响因素DNA复制过程影响因素DNA损伤类型及修复方式损伤类型包括碱基错配、单链断裂、双链断裂、碱基修饰等,这些损伤可能导致遗传信息的改变或丢失。
修复方式包括直接修复、切除修复、重组修复和跨损伤修复等,这些修复方式能够识别和修复DNA损伤,维护基因组的稳定性。
分子生物学绪论-PPT精选文档30页
RNA聚合酶(RNA polymerase)以DNA中 的一条链为模板合成互补的一条RNA单链, 将DNA中所蕴含的遗传信息以mRNA的形 式带到蛋白质工厂——核糖体中,在核糖 体中作为多肽链合成的直接模板指导蛋白 质的合成。
2019/11/4
15
因为核糖体本身就含有RNA(rRNA), Crick最初认为是这种存在于核糖体上的 RNA指导蛋白质的合成。按照这种学说, 每个核糖体只能合成由该核糖体上的rRNA 编码的蛋白质。
1984年Altman发现RNaseP的核酸组分 M1RNA具有催化活性,而该酶的蛋白质部 分C5蛋白并无酶活性;这一发现改变了生物 催化剂的传统概念,具有催化活性的RNA 被称为核酶(ribozyme)。
1989年美国科学家Sidney Altman和Thomas R.Cech因为各自独立地发现某些RNA也具有 生物催化功能而分享了Nobel化学奖。
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24
2019年美国科学家Leland H. Hartwell和英国 科学家Timothy Hunt以及Paul Nurse因为在 细胞周期调控研究中做出的突出贡献而分 享了Nobel生理医学奖。
2019年英国科学家Sydney Brenner、John E.Sulston、美国科学家H.Robert Horvitz因为 在细胞程序性死亡(PCD)和器官发育方 面的贡献而分获了Nobel生理医学奖。
8
二、基因与蛋白质的关系
1902年,Archibald Garrod在研究“尿黑酸症”
时发现这种疾病符合孟德尔隐性遗传规律,
因此推测这种疾病很可能是由一个基因变异
失效而引起的。病人的主要症状是尿液中黑
色素的积累,Garrod据此认为该病是由某条
分子生物学课件(共51张PPT)(2024)
由两条或两条以上的多肽链组 成的一类结构,每一条多肽链
都有完整的三级结构。
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蛋白质的功能与分类
结构蛋白:作为细胞的结构,如膜蛋白,染色体蛋白等 。 酶:催化生物体内的化学反应。
抗体:参与免疫应答。
2024/1/29
功能蛋白
激素:调节生物体的生理活动。
蛋白质的分类还可以根据其溶解度、形状等进行划分。 例如,根据溶解度可分为清蛋白、球蛋白等;根据形状 可分为纤维状蛋白和球状蛋白等。
RNA的基本组成单位是核糖核苷酸, 由磷酸、核糖和碱基组成。
磷酸二酯键
核糖核苷酸之间通过磷酸二酯键连接 形成RNA链。
碱基
RNA中的碱基主要有腺嘌呤(A)、 鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和尿嘧啶 (U)。
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RNA的种类与结构
mRNA
信使RNA,负责携带遗 传信息并指导蛋白质合
成。
翻译水平调控
通过控制翻译的起始、延伸和 终止来调控基因表达。
蛋白质水平调控
通过控制蛋白质的活性、稳定 性和相互作用来调控基因表达
。
表观遗传学调控
通过改变染色质结构和DNA 甲基化等方式来调控基因表达
。
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05
蛋白质的结构与功能
2024/1/29
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蛋白质的分子组成
氨基酸
蛋白质的基本组成单元,共有20 种标准氨基酸。
2024/1/29
tRNA
转运RNA,负责携带氨 基酸并识别mRNA上的
遗传密码。
rRNA
其他RNA
核糖体RNA,是核糖体 的组成部分,参与蛋白
质合成。
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如miRNA、snRNA等, 在基因表达调控等方面
演示版分子生物学导论-分子生物学研究方法(2).ppt
来自pBR322
质粒的复制起
点(ori)
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(3)pMD19-T质粒
.精品课件.
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2. 噬菌体载体
(1)噬菌体的生物学特性
溶菌周期指噬菌体将DNA注入寄主细胞后很快环化,然后 进行自我复制、蛋白衣壳合成和新噬菌体颗粒的组装,最后使 寄主细胞破裂而释放出大量的子代噬菌体。(烈性噬菌体只具有 溶菌生长周期)
细菌染色体克隆载体(BAC)等。
.精品课件.
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1. 质粒载体
是一种染色体外的稳定遗传因子,大小从1-200kb 不 等,为双链、闭环的DNA 分子,并以超螺旋状态存在于 宿主细胞中。质粒主要发现于细菌、放线菌和真菌细胞中, 它具有自主复制和转录能力,能在子代细胞中保持恒定的 拷贝数,并表达所携带的遗传信息。
可感染分裂和非分裂细胞; 整合到染色体中; 无致病性;免疫原性弱; 可长期表达外源基因; 在骨骼肌、心肌、肝脏、视网膜等组 织中表达较高;
具有嗜神经性;可逆轴突传递; 可潜伏感染; 容量大; 可感染分裂和非.精分品课裂件细. 胞;
适用范围 Ex vivo基因治疗; 肿瘤基因治疗。
In vivo基因治疗; 肿瘤基因治疗; 疫苗。
.精品课件.
3
重组DNA技术史上的主要事件
1967年 第一次发现DNA连接酶
1970年 分离了第一种限制性内切核酸酶,发现了反转录酶
1972年 获得第一个重组DNA分子
1973年 完成第一例细菌克隆
1975-1977年 发明了DNA序列测定技术,1977年完成了全长5387bp
噬菌体f174基因组测定
(3) 按θ形式进行几轮复制之后,基因 Ⅱ 的产物便在RF DNA的正链特定位点 上作切割反应,形成一个缺口。
分子生物学(全套课件396P)pptx
DNA修复机制包括直接修复、 切除修复、重组修复和SOS修 复等,用于维护DNA分子的完 整性和稳定性。
PART 03
RNA结构与功能
REPORTING
RNA种类及特点
mRNA(信使RNA)
携带遗传信息,指导蛋白质合成。
rRNA(核糖体RNA)
与蛋白质结合形成核糖体,是蛋白质合成的 场所。
tRNA(转运RNA)
分子生物学(全套课件 396P)pptx
REPORTING
• 分子生物学绪论 • DNA结构与功能 • RNA结构与功能 • 蛋白质合成与功能 • 基因表达调控机制 • DNA损伤修复与重组技术
目录
PART 01
分子生物学绪论
REPORTING
分子生物学定义与发展
分子生物学的定义
在分子水平上研究生物大分子的结 构和功能,究生物大分子的结构和功能方面有很多交 叉,但分子生物学更侧重于在分子水平上揭示生命现象的本质。
与细胞生物学的关系
分子生物学与细胞生物学在研究细胞的结构和功能方面密切相关,但 分子生物学更侧重于研究细胞内的分子机制和信号传导。
与医学的关系
分子生物学在医学领域有着广泛的应用,如基因诊断、基因治疗和药 物研发等,为医学的发展提供了重要的理论和技术支持。
THANKS
感谢观看
REPORTING
识别并携带氨基酸,参与蛋白质合成。
其他非编码RNA
如microRNA、siRNA等,参与基因表达调 控。
RNA转录后加工与修饰
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03
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5'端加帽
在mRNA的5'端加上甲基鸟嘌 呤帽子结构,保护mRNA不被
降解。
3'端加尾