第十五章核酸
核酸是遗传物质
1868年瑞士Miesher.从脓细胞的细胞核中分离出可溶于碱而不溶于稀酸的酸性物质。
间接证据：同一种生物的不同种类的不同生长期的细胞，DNA含量基本恒定。
直接证据：T2噬菌体DNA感染E.coli
用35S标记噬菌体蛋白质，感染E.coli，又用32P标记噬菌体核酸，感染E.coli
DNA、RNA的分布（DNA在核内，RNA在核外）。
第一节核酸的化学组成
核酸是一种线形多聚核苷酸，基本组成单位是核苷酸。
结构层次：核酸
核苷酸
磷酸核苷
戊糖碱基
组成核酸的戊糖有两种：：D-核糖和D-2-脱氧核糖，据此，可以将核酸分为两种：核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）
P330 表5-1 两类核酸的基本化学组成
一、碱基
1. 嘌呤碱：腺嘌呤鸟嘌呤
2. 嘧啶碱：胞嘧啶尿嘧啶胸腺嘧啶
P331 结构式
3. 修饰碱基
植物中有大量5-甲基胞嘧啶。
E.coli噬菌体中，5-羟甲基胞嘧啶代替C。
稀有碱基：100余种，多数是甲基化的产物。
DNA由A、G、C、T碱基构成。
RNA由A、G、C、U碱基构成。
二、核苷
核苷由戊糖和碱基缩合而成，糖环上C1与嘧啶碱的N1或与嘌呤碱的N9连接。
核酸中的核苷均为β-型核苷
P332 结构式腺嘌呤核苷胞嘧啶脱氧核苷
DNA 的戊糖是：脱氧核糖
RNA 的戊糖是：核糖
三、核苷酸
核苷中戊糖C3、C5羟基被磷酸酯化，生成核苷酸。
1、构成DNA、RNA的核苷酸
P333表5-3
2、细胞内游离核苷酸及其衍生物
①核苷5’-多磷酸化合物
A TP、GTP、CTP、ppppA、ppppG
在能量代谢和物质代谢及调控中起重要作用。
②环核苷酸
cAMP（3’，5’-cAMP）cGMP（3’，5’-cGMP）
它们作为质膜的激素的第二信使起作用，cAMP调节细胞的糖代谢、脂代谢。
③核苷5’多磷酸3’多磷酸化合物
ppGpp pppGpp ppApp
④核苷酸衍生物
HSCoA、NAD+、NADP+、FAD等辅助因子。
GDP-半乳糖、GDP-葡萄糖等是糖蛋白生物合成的活性糖基供体。
第二节DNA的结构
一级：脱氧核苷酸分子间连接方式及排列顺序。
二级：DNA的两条多聚核苷酸链间通过氢键形成的双螺旋结构。
三级：DNA双链进一步折叠卷曲形成的构象。
一、DNA的一级结构
DNA的一级结构是4种脱氧核苷酸（dAMP、dGMP、dCMP、dTMP）通过3/、5/-磷酸二酯键连接起来的线形多聚体。3/、5/-磷酸二酯键是DNA、RNA的主链结构。
P334 图5-1
书写方法：5/ →3/：
5’-pApCpTpG-3’，或5’…ACTG…3’（在DNA中，3/-OH一般是游离的）
在DNA分子中，不变的骨架成分磷酸二酯键被逐渐省略，真正代表DNA生物学意义的是碱基的排列顺序。
遗传信息贮存在DNA的碱基排列顺序中，生物界生物的多样性即寓于DNA分子4种核苷酸千变万化的精确的排列顺序中。
二、DNA的二级结构
1953年，Watson和Crick根据Chargaff 规律和DNA Na盐纤维的X光衍射数据提出了DNA的双螺旋结构模型。
1、Watson-Crick双螺旋结构建立的根据
①Chargaff 规律1950年
a. 所有DNA中，A=T，G=C 且A+G=C+T。
P334表5—4。
b. DNA的碱基组成具有种的特异性，即不同生物的DNA皆有自己独特的碱基组成。
c. DNA碱基组成没有组织和器官的特异性。
d. 年龄、营养状况、环境等因素不影响DNA的碱基组成。
②DNA的Na盐纤维和DNA晶体的X光衍射分析。
相对湿度92%，DNA钠盐结晶，B—DNA。
相对湿度75%，DNA钠盐结晶，A—DNA。
Z—DNA。
生物体内DNA均为B—DNA。
Franklin 的工作
2、Watson-Crick双螺旋结构模型
P335 图5—2
a.两条反平行的多核苷酸链绕同一中心轴相缠绕，形成右手双股螺旋，一条5’→3’，另一条3’→5’
b.嘌呤与嘧啶碱位于双螺旋的内侧，磷酸与脱氧核糖在外侧。磷酸与脱氧核糖彼此通过3/、5/-磷酸二酯键相连接，构成DNA分子的骨架。
宽1.2 nm 宽0.6nm
大沟小沟
深0.85nm 深0.75nm
c.螺旋平均直径2nm
每圈螺旋含10个核苷酸
碱基堆积距离：0.34nm
螺距：3.4nm
d.两条核苷酸链，依靠彼此碱基间形成的氢链结合在一起。碱基平面垂直于螺旋轴。A=T、G=C
P336 图5—4
碱基互补原则具有极重要的生物学意义，DNA的复制、转录、反转录等的分子基础都是碱基互补。
3、稳定双螺旋结构的因素
①碱基堆积力（主要因素）形成疏水环境。
②碱基配对的氢键。GC含量越多，越稳定。
③磷酸基上的负电荷与介质中的阳离子或组蛋白的正离子之间形成离子键，中和了磷酸基上的负电荷间的斥力，有助于DNA稳定。
④碱基处于双螺旋内部的疏水环境中，可免受水溶性活性小分子的攻击。
三、DNA二级结构的不均一性和多型性
（一）DNA二级结构的不均一性
1、反向重复序列（回文序列）
DNA序列中，以某一中心区域为对称轴，其两侧的碱基对顺序正读和反读都相同，即对称轴一侧的片段旋转180°后，与另一侧片段对称重复。
较长的回文结构，在某些因素作用下，可形成茎环式的十字结构和发夹结构。功能还不完全清楚，但转录的终止作用与回文结构有关。
较短的回文序列，可作为一种特别信号，如限制性核酸内切酶的识别位点。
2、富含A T的序列
高等生物中，A+T与C+G的含量差不多相等，但在它们的染色体的某一区域，A T含量可能很高。
在很多有重要调节功能（不是蛋白质编码区）的DNA区段都富含A T碱基对。特别是在复制起点和
启动的Pribnow框的DNA区中，富含A T对。这对于复制和转录的起始十分重要，因为G C对有三个氢键，而A T对只有两个氢键，此处双键易解开。
（二）DNA二级结构的多型性
P339 表5-6 A-、B-、Z-DNA的比较
1、B—DNA：典型的Watson-Crick双螺旋DNA
右手双股螺旋
每圈螺旋10.4个碱基对
每对
螺旋扭角36°
螺距：3.32nm
碱基倾角：1°
2、A-DNA
在相对湿度75%以下所获得的DNA纤维。
A-DNA也是右手双螺旋，外形粗短。
RNA-RNA、RNA-DNA杂交分子具有这种结构。
3、Z-DNA
左手螺旋的DNA。
天然B-DNA的局部区域可以形成Z0-DNA。
4、DNA三股螺旋
在多聚嘧啶和多聚嘌呤组成的DNA螺旋区段，序列中有较长的镜像重复时，可形成局部三股螺旋，称H-DNA。
镜像重复：
TA T配对
C+GC酸对
DNA的三链结构常出现在DNA复制、重组、转录的起始或调节位点，第三股链的存在可能使一些调控蛋白或RNA聚合酶等难以与该区段结合，从而阻遏有关遗传信息的表达。
四、环状DNA
生物体内有些DNA是以双链环状DNA的形式存在，包括：
某些病毒DNA
某些噬菌体DNA
某些细菌染色体DNA
细菌质粒DNA
真核细胞中的线粒体DNA、叶绿体DNA
1、环形DNA的不同构象
P340 图5-8 松驰环、解链环、负超螺旋
（1）、松弛环形DNA
线形DNA直接环化
（2）、解链环形DNA
线形DNA拧松后再环化
（3）、正超螺旋与负超螺旋DNA
线形DNA拧紧或拧松后再环化，成为超螺旋结构。
绳子的两股以右旋方向缠绕，如果在一端使绳子向缠紧的方向旋转，再将绳子两端连接起来，会产生一个左旋的超螺旋，以解除外加的旋转造成的胁变，这样的超螺旋叫正超螺旋。
如果在绳子一端向松缠方向旋转，再将绳子两端连接起来，会产生一个右旋的超螺旋，以解除外加的旋转所造成的胁变，这样的超螺旋称负超螺旋。
对于右手螺旋的DNA分子，如果每圈初级螺旋的碱基对数小于10.4，则其二级结构处于紧缠状态，是正超螺旋。
如果每圈初级螺旋的碱基对数大于10.4，则其二级结构处于松缠状态，是负超螺旋。
2、环形DNA的拓扑学特性
以260bp组成的线形B-DNA为例，螺旋周数260/10.4=25。
P340 图25-8 松驰环、解链环、负超螺旋
①连环数（L）
DNA双螺旋中，一条链以右手螺旋绕另一条链缠绕的次数，以L表示。
松驰环：L=25
解链环：L=23
超螺旋：L=23
②缠绕数（T）
DNA分子中的Watson-Crick螺旋数目，以T表示
松驰环T=25
解链环T=23
超螺旋T=25
③超螺旋周数（扭曲数W）
松驰环W=0
解链环W=0
超螺旋W= -2
L=T+W
④比连环差（λ）
表示DNA的超螺旋程度
λ=（L—L0）/L0
L0是指松驰环形DNA的L值
天然DNA的超螺旋密度一般为-0.03~-0.09，平均每100bp上有3-9个负超螺旋。
负超螺旋DNA是由于两条链的缠绕不足引起，很易解链，易于参加DNA的复制、重组和转录等需要将两条链分开才能进行的反应。
3、拓扑异构酶
此酶能改变DNA拓扑异构体的L值。
①拓扑异构酶酶I（拧紧）
能使双链负超螺旋DNA转变成松驰形环状DNA，每一次作用可使L值增加1，同时，使松驰环状DNA转变成正超螺旋。
②拓扑异构酶酶II（拧松）
能使松驰环状DNA转变成负超螺旋形DNA，每次催化使L减少2，同时能使正超螺旋转变成松驰DNA。
五、染色体的结构
1、大肠杆菌染色体
大肠杆菌染色体是由4.2×106bp组成的双链环状DNA分子，约3000个基因。
大肠杆菌DNA结合蛋白：每个细胞
H 两个28KD的相同亚基30000个二聚体
HU 两个各9KD的不同亚基40000个二体聚体
HLP117KD的亚基20000个单体
P 3KD的亚基未知
这些DNA结合蛋白，使4.2×106bp的E.coli染色体DNA压缩成为一个手脚架形结构，结构中心是多种DNA结合蛋白，DNA双螺旋分子有许多位点与这些蛋白结合，形成约100个小区，每个小区的DNA
都是负超螺旋，一个小区的DNA有两个端点被蛋白质固定，每个小区相对独立。
图
用极微量的DNA酶I处理时，只能使少量小区的DNA成为松驰状态，而其它小区仍然保持超螺旋状态。
2、真核生物染色体
主要由组蛋白和DNA组成。
组蛋白是富含碱性a.a(Lys、Arg)的碱性蛋白质，根据Lys/Arg比值不同，可分为H1、H2A、H2B、H3、H4五种，均为单链蛋白质，分子量11000-21000。
H2A、H2B、H3、H4各两分子对称聚集成组蛋白八聚体。
146bp长度的DNA双螺旋盘绕在八聚体上形成核小体。
核小体间DNA长度15-100bp（一般60bp）其上结合有H1
图
2H2A、2H2B、2H3、2H4组蛋白八聚体146bpDNA 核小体
串联染色质折叠染色体
DNA（直径2nm）
盘绕组蛋白八聚体上，结合H1，压缩比1/7
核小体（一级结构）
螺旋化，压缩比1/6
螺线管（二级结构）
再螺旋化，压缩比1/40
超螺线管（三级结构）
折叠，压缩比1/5
染色单体（四级结构）
总压缩比：1/8400~1/10000
六、DNA的生物学功能
首次直接证明DNA的遗传功能的是Avery的肺炎双球菌转化实验。
P342 1~4 Avery的肺炎双球菌转化实验
第三节RNA的结构
一、RNA的一级结构
RNA是AMP、GMP、CMP、UMP通过3/、5/磷酸二酯键形成的线形多聚体。
P343 图5-10 RNA基本结构
①组成RNA的戊糖是核糖
②碱基中RNA的U替代DNA中的T，此外，RNA中还有一些稀有碱基。
③天然RNA分子都是单链线形分子，只有部分区域是A-型双螺旋结构。双螺旋区一般占RNA分子
的50%左右。
二、RNA的类型
细胞中的RNA，按其在蛋白质合成中所起的作用，主要可分为三种类型。
核糖体RNA rRNA
转运RNA tRNA
信使RNA mRNA
此外，真核生物细胞中有少量核内小RNA（small nuclear RNA snRNA）
P344 表5-7 大肠杆菌中的RNA
沉降系数：单位离心场中的沉降速度，以S为单位，即10-13秒。
如23S rRNA ，单位离心场中沉降23×10-13秒
5S rRNA ，单位离心场中沉降5×10-13秒
三、tRNA的结构
tRNA约占全部RNA的15%
主要功能：在蛋白质生物合成过程中转运氨基酸。
已知一级结构的tRNA有160种，每种tRNA可运载一种特定的a.a，一种a.a可由一种或多种tRNA 运载。
结构特点
①分子量在25kd左右，70-90b，沉降系数4S左右
②碱基组成中有较多稀有碱基
2012年王镜岩版《生物化学》考研参考笔记
10
————安雨（整理）
图
③3’末端为…CpCpA-OH，用来接受活化的氨基酸，此末端称接受末端。
④5’末端大多为pG…或pC…
⑤二级结构是三叶草形
P345 图5-12 tRNA的二级结构（三叶草模型）
1966年Crick对于tRNA能识别几种密码子的现象，提出碱基配对的“摆动学说”：
认为除A-U、G-C配对外，还有非标准配对，I-A、I-C、I-U，并强调密码子的5’端第1、2个碱基严格遵循标准配对，而第3个碱基可以非标准配对，具有一定程度的摆动灵活性。
四、mRNA的结构
mRNA是从DNA上转录而来的，其功能是依据DNA的遗传信息，指导各种蛋白质的生物合成，每一种蛋白质都由一种相应的mRNA编码，细胞内 mRNA种类很多，大小不一，每种含量极低。
从功能上讲，一个基因就是一个顺反子，原核生物的mRNA是多顺反子，真核mRNA是单顺反子。
顺反子：是由顺反试验所规定的遗传单位，相当于一种蛋白质的基因。
1、真核mRNA
（1）、3’-端有一段约30-300核苷酸的polyA。
PolyA是转录后，经polyA聚合酶添加上，polyA聚合酶对mRNA专一。
原核mRNA一般无polyA。polyA与mRNA半寿期有关，新合成的mRNA，其polyA较长；而衰老的mRNA，其polyA较短。
polyA功能：
PolyA是mRNA由核进入胞质所必需的形式。
PolyA大大提高mRNA在胞质中的稳定性。
（2）、5’-帽子帽子
5’末端的鸟嘌呤N7被甲基化，鸟嘌呤核苷酸经焦磷酸与相邻的一个核苷酸相连，形成5’-5’-磷酸二酯键。
P346 帽子结构
帽子的功能：
可抵抗5’核酸外切酶降解mRNA。
可为核糖体提供识别位点，使mRNA很快与核糖体结合，促进蛋白质合成起始复合物的形成。
2012年王镜岩版《生物化学》考研参考笔记11
————安雨（整理）
2、原核mRNA（多顺反子）
原核mRNA由先导区、插入序列、翻译区和末端序列组成。没有5/帽子和3/polyA。
举列：MS2病毒mRNA，3569 b，有三个顺反子，分别编码A蛋白、外壳蛋白和复制酶三种蛋白质。
图MS2病mRNA
5’端先导区中，有一段富含嘌呤的碱基序列，典型的为5’-AGGAGGU-3’，位于起始密码子AUG前约10核苷酸处，此序列由Shine和Dalgarno发现，称SD序列。
SD序列和核糖体16S的rRNA的3’末端富含嘧啶碱基的序列互补，这种互补序列与mRNA对核糖体的识别有关。
原核mRNA代谢很快，半寿期几秒至十几分钟。
五、rRNA的结构
rRNA占总RNA的80%左右。
功能：rRNA是构成核糖体的骨架，与核糖体结合蛋白一起构成核糖体，为蛋白质的合成提供场所。
大肠杆菌中有三类rRNA（原核）
5S rRNA
16S rRNA
23S rRNA
真核细胞有四类rRNA
5S rRNA
5.8S rRNA
18S rRNA
28S rRNA
图原核核糖体（rRNA 部分）
图真核核糖体（rRNA部分）
P346 图5-14 大肠杆菌5S rRNA 结构
第四节核酸的性质
一、解离性质
多聚核苷酸有两类可解离的基团：磷酸和碱基能发生两性解离。
磷酸是中等强度的酸，碱基的碱性较弱，因此，核酸等电点在较低的pH范围内。
DNA等电点4—4.5
RNA 等电点2—2.5
RNA链中，核糖C’2-OH的氢能与磷酸酯中的羟基氧形成氢链，促进磷酸酯羟基氢原子的解离。
二、水解性质
1、碱水解
室温，0.1mol/LNaOH可将RNA完全水解，得到2’-或3’-磷酸核苷的混合物。
图
在相同条件下，DNA不被水解。这是因为RNA中C’2-OH的存在，促进了磷酸酯键的水解。
DNA、RNA水解难易程度的不同具有极为重要的生理意义。
DNA稳定，遗传信息。
RNA是DNA的信使，完成任务后降解。
2、酶水解
生物体内存在多种核酸水解酶
RNA水解酶RNase
DNA水解酶DNase
核酸外一切酶
核酸内切酶最重要的：限制性核酸内切酶
三、光吸收性
碱基具有共轭双键，使碱基、核苷、核苷酸和核酸在240~290nm的紫外波段有强烈的光吸收，λmax=260nm
1、鉴定纯度
纯DNA的A260/A280应为1.8（1.65-1.85），若大于1.8，表示污染了RNA。
纯RNA的A260/A280应为2.0。
若溶液中含有杂蛋白或苯酚，则A260/A280比值明显降低。
2、含量计算
1 ABS值相当于：50ug/mL双螺旋DNA
或：40ug/mL单螺旋DNA（或RNA）
或：20ug/mL核苷酸
3、增色效应与减色效应
P347 图5-15 DNA的紫外吸收光谱
增色效应：在DNA的变性过程中，摩尔吸光系数增大
减色效应：在DNA的复性过程中，摩尔吸光系数减小。
四、沉降特性（DNA）
不同构象的核酸（线形、环形、超螺旋），起密度和沉降速率不同，用Cs-Cl密度梯度离心就可以将它们区分开来，这一方法常用于质粒DNA的纯化。
P348 图5—16 Cs-Cl密度梯度离心纯化质粒DNA
相对沉降常数
线型双螺旋分子 1.00
松驰双链闭环 1.14
切刻双链环 1.14
单链环 1.14
线型单链 1.30
正超或负超螺旋双链环状 1.41
坍缩 3.0
五、变性、复性及杂交
变性、复性是核酸的重要的物化性质，相对蛋白质来说，核酸可以耐受反反复复的变性、复性。这也
是核酸研究技术的基础。
1、变性
（1）、变性：
核酸双螺旋区的氢键断裂，变成单链，不涉及共价键断裂。多核苷酸骨架上共价键的断裂称核酸的降解。
DNA的变性是爆发式的，变性作用发生在一个很窄的温度范围内。
P350 图5-18变性过程
热变性
因素酸碱变性（pH小于4或大于11，碱基间氢键全部断裂）
变性剂（尿素、盐酸胍、甲醛）
260nm吸收值升高。
变性后粘度降低，浮力密度升高。
二级结构改变，部分失活。
（2）、熔解温度（Tm）或称熔点：
DNA的双螺旋结构失去一半时对应的温度。DNA的Tm一般在70—85℃之间。
浓度50ug/mL时，双链DNA A260=1.00，完全变性（单链）A260= 1.37当A260增加到最大增大值一半时，即1.185时，对应的温度即为Tm。
（3）、影响DNA的Tm值的因素
①DNA均一性均一性高，熔解过程发生在很小的温度范围
内。
②G-C含量与Tm值成正比，G-C含量高，则Tm越高，测定Tm，可推知G-C含量。。
G-C%=（Tm-69.3）×2.44
P351图5-19 图5-20 Tm值与GC含量的关系
③介质中离子强度
其它条件不变，离子强度高，Tm高。
P351 图5-21
2、复性
变性DNA在适当（一般低于Tm20—25℃）条件下，两条链重新缔合成双螺旋结构。
变性DNA在缓慢冷却时（快速冷却可防止复性），可以复性。DNA片段越大，复性越慢；DNA浓度越大，复性越快。
复性速度可用C o·t衡量。
C o为变性DNA原始浓度mol·L-1，t为时间，以秒表示。
P352 图5-22，不同DNA的复性时间。
A．1个核苷酸对（A.U）
图上查出C o t1/2=4×10-6mol.s/L
若浓度为C o=1.0m mol/L
则复性50%所需时间t=0.004秒
若要全部复性，C o t=10-4t=0.1秒
B．E.coli 4.2×106碱基对
图上查出C o t1/2=10 mol.s/L
若浓度C o=1.0 umol/L则复性50%所需时间t=107秒，约115天。复性100%C o t=500 mol.s/L
t=5×108秒，5758天。
对于E.coli ，4.2×106bp，浓度达到umol/L级时，浓度已很高。
复性机制：10-20bp成、拉链
3、杂交（DNA—DNA、DNA—RNA）
将不同来源的DNA混合加热，变性后，慢慢冷却使它复性。若这些异源DNA之间，在某些区域有相同的序列，则复性时会形成杂交分子。
第五节核酸研究技术
一、核酸的分离纯化
要求：尽可能保持其天然状态。
条件温和，防止过酸、过碱。
避免剧烈搅拌，抑制核酸酶。
1、DNA分离纯化
真核DNA以核蛋白（DNP）形式存在，DNP溶于水或盐（1mol/L），但不溶于0.14mol/L Nacl中，利用此性质，可将DNP与RNA核蛋白分开，提取出DNP。
DNA核蛋白可用水饱和的酚抽提，去除蛋白质。还可用氯仿异戊醇去除蛋白质。
2、RNA的制备（重点介绍mRNA的分离、纯化）
用0.14mol/L Nacl使DNP沉淀，上清中即为RNA核蛋白（RNP）。
去蛋白：盐酸胍、苯酚等
必须防止RNA酶对RNA的破坏。
二、核酸的凝胶电泳
1、琼脂糖电泳
①核酸分子的大小，迁移率与分子量的对数成反比
②凝胶浓度
③DNA的构象，超螺旋最快，线形其次，环形最慢。
④电流，不大于5V/cm
2、PAGE电泳
三、限制性核酸内切酶（1979年发现）
1、限制修饰系统
图
2、II型核酸内切酶
核酸内切酶有I、II、III三种类型，其中II型酶在DNA克隆中十分有用。
II型酶的特点：限制和修饰活性分开，蛋白质结构是单一成分，辅助因子Mg2+，位点序列旋转对称（反向重复）。
II型酶的切割频率
识别位点4 44=256
6 46=4096
8 48=65536
Not I GCGGCCGC
限制酶的命名：E.coRI
第一位：属名E（大写）
第二、三位：种名的头两个字母小写co
第四位：菌株R
第五位：罗马字，从该细菌中分离出来的这一类酶的编号。
同裂酶：来源不同的限制酶（名称自然不同），识别同样的核苷酸靶序列，产生同样的切割，形成同样的末端。
BamH：GGA TCC 同裂酶BstI
识别位点相同，切割位点相同，产生同样的粘性末端。
同尾酶：来源各异，识别的靶序列不同，但都产生相同的粘性末端。
BamHI：GGA TCC
同裂酶：BstI GGA TCC
同尾酶：BclI TGA TCA BglII AGA TCT
MboI GA TC Sau3A GA TC
星号活力：在一定条件下（低离子强度，碱性pH，或50%甘油），限制酶的特异性降低。结果，它的识别与切割所需的典型的核苷酸序列的数量和种类会发生变化。
例如HindIII AAGCTT
四、DNA物理图谱及构建
（限制酶切图谱、DNA酶切位点图谱）
在研究某一种DNA时，弄清该DNA分子有哪些限制酶切位点是很重要的。建立物理图谱是进一步分析此DNA的基础，末端标记法构建DNA物理图谱：
（1）单酶完全降解和部分降解
（2）双酶降解
图
五、分子杂交
1、Southern Blotting
P353 图5-23
DNA样品酶切电泳变性转膜固定杂交洗涤放射自显影
变性（NaOH 0.5mol/L）
转膜（NC膜）
固定（80℃，4-6h）
杂交（高盐浓度，68℃，几小时）
Southern Blotting可用于DNA之间同源性分析，确定特异性DNA序列的大小和定位。
可用DNA或RNA探针。
2、Northern Blotting
研究对象是mRNA
检测可与探针DNA同源杂交的mRNA分子的存在，因而可以研究细胞内特定mRNA的产生，即特定基因的表达。
mRNA易形成局部二级结构，因此，总RNA或mRNA需在变性条件下电泳，乙二醛、甲醛可防止RNA形成二级结构。
3、Western Blotting
是研究克隆基因表达产物、鉴定克隆株的常用技术。
六、DNA序列分析
（一）化学裂解法（Maxam-Gilbert 法）
DNA一级结构测定原理：
利用特异性的化学裂解法，制备出具有同一标记末端，而另一端是长度只差一个核苷酸的片段群，然后将此片段群在能够分辨长度只差一个核苷酸DNA片段的P AGE上分离。
一定浓度的特测片段
32P-GCT ACGTA
特异性化学裂解
在A处：32P-GCT和32P-GCT ACGT
在G处：32p-GCTA
在C处：32P-G和32P-GCTA
在T处：32P-GC和32P-GCTACG
图
硫酸二甲酯特异切割：G
甲酸特异切割：G和A
肼在Nacl条件下切割：C
肼在无 Nacl条件下切割：T和C
32P *ACTTCGACAA
硫酸二甲酯：*ACTTC
甲酸：*P
*ACTTC
*ACTTCG
*ACTTCGAC
*ACTTCGACA
肼（有Nacl）：*A
*ACTT
*ACTTCGA
肼（无Nacl）：*A
*AC
*ACT
*ACTT
*ACTTCGA
从下往上读：CT ACGT A
末端G不能读出。
（二）双脱氧终止法
英国Sanger
1955 确定牛胰岛素结构
1958 获诺贝尔化学奖
1980 设计出DNA测序法
1980 再获诺贝尔化学奖
合成一段与待测DNA序列互补的DNA片段群。
图
胰岛素的基因工程：A链21a.a 63个核苷酸
B链30a.a 90个核苷酸（三）序列分析仪
四色荧光基团标记的ddNTP
七、DNA合成（合成探针、引物、基因）
1、化学合成——DNA合成仪
DNA固相合成（亚磷酸三酯法）
合成方向：3’5’端
5’-OH用二对甲氧三苯甲基（DMT）保护，
碱基上氨基用苯甲酸保护
3’-OH用氨基磷酸化合物活化
P353 合成过程
保护：5’-OH、活化3’-OH、保护所有NH2
2、DNA的酶合成——PCR
用DNA聚合酶I
必备条件：
①模板DNA（单链）
②引物
③DNA聚合酶
④dA TP、dGTP、dCTP、dTTP
⑤一定浓度的Mg2+
链合成方向：5 ’3’端
新的DNA链合成，从引物DNA的3’-OH开始。
图
链的增长反应是引物DNA的3’-OH，对脱氧核糖核苷三磷酸的α-磷原子亲核进攻的结果。化学合成：方向3’ 5’，不需DNA模板，不用酶。
生物合成：方向5’ 3’，需模板，引物，用酶。
计划：6
实验七动物组织中核酸的提取和鉴定 【原理】 动物组织细胞中的核糖核酸(RNA)与脱氧核糖孩酸(DNA)大部分与蛋白质结合形成核蛋白。核蛋白可被三氯醋酸沉淀，再用95％乙醇加热可以除去附着在沉淀上的脂类杂质，然后用10％NaCl溶液提取出核酸的钠盐，加入醇可使核酸钠沉淀析出。 先用水由动物肝中提出核蛋白，再籍酚将核酸与蛋白质之间的结合键断裂，并用乙醚抽提去蛋白质及其它杂质，最后用乙醇将核酸沉淀。 核酸(RNA、DNA)可被硫酸水解产生磷酸。有机碱（嘌岭、嘧啶）和戊糖（核糖、脱氧核糖）。 此三类化合物可用下列方法鉴定之。 1、磷酸：能与钼酸试剂作用生成磷钼酸，后者在还原剂的作用下。还原成兰色的钼兰。常用的还原剂有氨基苯磺酸、氯化亚锡，维生素C等。 H3PO4＋12H2MoO4→H3PO4·12MoO3 + 12H2O H3PO4·12MoO3H3PO4·6MoO3·3Mo2O5 2、嘌呤碱：能与苦 味酸作用形成针状结晶 3、戊糖： (1)核糖：经与强酸 (盐酸与硫酸)共热生成 糠醛，后者可与3;5二羟 甲基苯缩合成绿色化合 物。 (2)脱氧核糖：在强 酸中加热，可生成ω—羟 基γ—酮基戊醛，后者再 与二苯胺作用生成一蓝 色化合物。 上述二反应如下 【操作】
(一)核酸提取 l、用酚提取法： （1）取小白鼠一只，断头处死，剖腹取肝，置于研钵中，加入玻璃少许，研磨至糊状后，加入蒸馏水3ml，继续研磨约三分钟。 （2）于该研钵中再加酚液5ml，研磨约十分钟后，倒入—-圆底离心管中，离心5分钟（约2000转/分钟）。 （3）用毛细管将上液吸出，置于一圆底离心管中，加乙醚2ml，用拇指将管口按住，用力振摇1—2分钟(提出酚)，离心5分钟后，用毛细滴管吸取全部下层液于一圆底离心管中。 （4）于该管中加入95％乙醇2ml，用玻棒搅拌约2分钟，离心3分钟，取出．去上清液，沉淀部分即为核酸。 2、用三氯醋酸提取法 （1）杀兔；取肝，称重，按每克肝脏4ml比例加入1％三氯醋酸，制成肝匀浆。每组量取肝匀浆5ml于带塞离心管中，3000转／分离心5分钟。 （2）将离心后的上清液倾去，于沉淀中加95％乙醇5ml充分混匀，在水浴中加热至沸2分钟，注意酒精沸腾后将火关小，避免酒精蒸汽燃烧。冷却后离心。 （3）倾去上层乙醇液。于沉淀中再加入10％NaCI溶液4ml，置沸水浴中8分钟，并用玻棒不断搅拌，取出；冷却后再离心， （4）将上清液倾入另一离心管中，再离心一次，除去可能存在的微量残渣，将上清液倒入一试管。 取等量95％的乙醇，逐滴加入到上清液中，即可见白色沉淀逐渐出现，静置10分钟后。将其内容物摇匀后倒入一圆底离心管中，离心5分钟，将上液倾去，所得白色沉淀即为核酸钠。 (二)核酸的水解： 在有核酸沉淀的离心管中加入蒸馏水2ml。振摇至沉淀溶解后，加入10％H2SO42mL摇匀，于沸水浴中加热10分钟，即得核酸水解液，用流水冷却后进行下列定性试验。 (三)鉴定： l、嘌呤碱的鉴定： 取中试管一支，加入饱和苦味酸约2ml，再加入核酸水解液4—6滴，摇匀。静置于室温中，观察有无黄色针状结晶出现，。 2、脱氧核糖的鉴定：
核酸检测基本知识 1.什么是核酸检测 核酸的定义：核酸是由核苷酸或脱氧核苷酸通过3′，5′-磷酸二酯键连接而成的一类生物大分子。 核酸具有非常重要的生物功能，主要是贮存遗传信息 和传递遗传信息。 2.核酸的分类 核酸大分子可分为两类：脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。 3.核酸的组成
DNA和RNA都是由一个一个核苷酸(nucleotide)头尾相连而形成的，由C、H、O、N、P，5种元素组成。DNA是绝大多数生物的遗传物质，RNA是少数不含DNA的病毒（如HIV病毒，流感病毒，SARS病毒等）的遗传物质。RNA平均长度大约为2000个核苷酸，而人的DNA却是很长的，约有3X10^9个核苷酸。 4.核酸的功能 在蛋白质的复制和合成中起着储存和传递遗传信息的 作用。核酸不仅是基本的遗传物质，而且在蛋白质的生物 合成上也占重要位置，因而在生长、遗传、变异等一系列 重大生命现象中起决定性的作用。 DNA与RNA都是核酸，它们在化学组成上有什么区别如 下： DNA与RNA的比较DNA RNA 主要存在部位细胞核细胞质 基本组成单位脱氧核苷酸核糖核苷酸碱基种类A、G、C、T A、G、C、U 五碳糖种类脱氧核糖核糖 核苷酸链两条脱氧核苷酸链一条核糖核苷酸链 5.检测方法 核酸检测方法，主要通过同时进行靶核酸扩增和可检 测信号的生成来检测样品中的靶核酸。可应用于临床微生
物学、血液筛选、遗传病诊断和预防、法医学等领域的核 酸检测。 目前主要使用的方法有以下几种： a.核酸序列依赖性扩增法 NASBA是由一对引物介导的、连续均一的、体外特异性 核苷酸序列等温扩增RNA的新技术。反应在42℃进行,可在2h内将RNA模板扩增约109倍。NASBA原理是提取病毒RNA,加入AMV逆转录酶、RNA酶H、T7RNA聚合酶和引物进行扩增。 整个反应分非循环相和循环相:在非循环相中,引物I与模板RNA退火后在AMV逆转录酶的作用下合成cDNA,形成RNA:DNA 杂合体,随即RNaseH降解RNA,引物Ⅱ与cDNA退火,在反转录酶作用下合成第2条DNA互补链。双链DNA可在T7RNA聚合酶的作用下,经其启动子序列起动而转录RNA，RNA又可在反转录酶的作用下反转录成DNA，进入循环相,对模板进行大量 扩增。 b.转录介导的扩增技术 TMA技术原理与NASBA基本一致，略有不同之处是TMA利用的是MMLV逆转录酶及T7RNA聚合酶两种酶，MMLV逆转录酶既有逆转录酶的活性又具有RNA酶H活性。反应在41.5℃进行,可在1h内将RNA模板扩增约109倍。 c.连接酶酶促链式反应(LCR) LCR是基于靶分子依赖的寡核苷酸探针相互连接的一种
核酸的性质 核酸的理化性质及研究方法内容十分庞杂，本节只可能对若干比较重要的核酸理化性质和研究方法作概要叙述。 一、一般物理性质 1. 溶解度DNA为白色纤维状固体，RNA为白色粉末状固体，它们都微溶于水，其钠盐在水中的溶解度较大。它们可溶于2-甲氧乙醇，但不溶于乙醇、乙醚和氯仿等一般有机溶剂，因此，常用乙醇从溶液中沉淀核酸，当乙醇浓度达50%时，DNA就沉淀出来，当乙醇浓度达75%时RNA也沉淀出来。DNA和RNA在细胞内常与蛋白质结合成核蛋白，两种核蛋白在盐溶液中的溶解度不同，DNA核蛋白难溶于0.14mol/L的NaCl溶液，可溶于高浓度（1~2mol/L）的NaCl溶液，而RNA核蛋白则易溶于0.14mol/L的NaCl溶液，因此常用不同浓度的盐溶液分离两种核蛋白。 2. 分子大小DNA分子极大，分子量在106以上，RNA的分子比DNA分子小得多。核酸分子的大小可用长度、核苷酸对（或碱基对）数目、沉降系数（S）和分子量等来表示。 3. 形状及粘度核酸（特别是线形DNA）分子极为细长，其直径与长度之比可达1：107，因此核酸溶液的粘度很大，即使是很稀的DNA溶液也有很大的粘度。RNA溶液的粘度要小得多。核酸若发生变性或降解，其溶液的粘度降低。 二、核酸的紫外吸收 嘌呤碱和嘧啶碱具有共轭双键，使碱基、核苷、核苷酸和核酸在240~290nm的紫外波段有一强烈的吸收峰，因此核酸具有紫外吸收特性。DNA钠盐的紫外吸收在260nm附近有最大吸收值（图3-25），其吸光率（absorbance）以A260表示，A260是核酸的重要性质，在核酸的研究中很有用处。在230nm处为吸收低谷，RNA钠盐的吸收曲线与DNA无明显区别。不同核苷酸有不同的吸收特性。所以可以用紫外分光光度计加以定量及定性测定。 实验室中最常用的是定量测定小量的DNA或RNA。对待测样品是否纯品可用紫外分光光度计读出260nm与280nm的OD值，因为蛋白质的最大吸收在280nm处，因此从 A260/A280的比值即可判断样品的纯度。纯DNA的A260/A280应为1.8，纯RNA应为2.0。样品中如含有杂蛋白及苯酚，A260/A280比值即明显降低。不纯的样品不能用紫外吸收法作定量测定。对于纯的核酸溶液，测定A260，即可利用核酸的比吸光系数计算溶液中核酸的量，核酸的比吸光系数是指浓度为1μg／mL的核酸水溶液在260nm处的吸光率，天然状态的双链DNA的比吸光系数为0.020，变性DNA和RNA的比吸光系数为0.022。通常以1OD 值相当于50μg／mL双螺旋DNA，或40μg／mL单螺旋DNA（或RNA），或20μg／mL寡核苷酸计算。这个方法既快速，又相当准确，而且不会浪费样品。对于不纯的核酸可以用琼脂糖凝胶电泳分离出区带后，经啡啶溴红染色而粗略地估计其含量。 三、核酸的沉降特性
核酸检测和抗体检测 核酸检测和抗体检测 究竟什么是病毒核酸检测？什么是抗体检测？为什么可以用核酸检测结果作为新型冠状病毒肺炎的确诊依据？我们来了解一下这些问题。 病毒核酸检测是什么？ 病毒核酸检测是常见的病毒感染检查方法，并不局限于新型冠状病毒。在埃博拉、流感、禽流感等多种病毒性疾病诊断中，都会应用到病毒核酸检测技术，区别就在于所检测的病毒特异性基因不一样。 核酸检测是实验室确诊的主要方法。可通过实时荧光PCR检测咽拭子、痰液或血液等标本中2019-nCoV核酸阳性，或通过病毒基因测序，如与已知的2019-nCoV高度同源即为病原学阳性。 它既不需要开刀也不需要打针，采集人体分泌物后，进行留样保存，在实验室条件下，利用PCR技术进行检测，进行临床病原学的确诊。 抗体检测是什么？ 血清抗体检测，简称抗体检测。血清检测大多使用三类方法：间接免疫荧光（IIFT）、间接法 ELISA 和胶体金法。 血清抗体检测冠状病毒感染并不能像病毒核酸检测阳性一样作为病毒感染的“金标准”，因为抗体检测的准确性受制于检测方法、灵敏度、特异性、血样制备等因素。 如何判断有没有新冠病毒？ 最直接的方法就是通过分子生物学技术检测出属于新型冠状病毒的RNA，这就像法医找到嫌疑人的DNA一样，是可以帮助我们找到“幕后凶手”的直接证据。目前检测新型冠状病毒核酸的方法主要包括实时荧光RT-PCR（简称为定量PCR）检测和基因测序，而新型冠状病毒核酸检测试剂盒就基于前者，也是最常用的方法。 核酸检测的流程 新型冠状病毒核酸检测样本一般来自咽拭子。检测时，医生会用一个像棉签一样的拭子去擦拭扁桃体和咽隐窝附近的分泌物，也可以通过鼻腔取鼻咽后部的分泌物，然后放到试管里面，再交给检验部门做相应的病毒核酸的检查。因此，咽拭子采样前应提前漱口。 核酸检测需要经过取样、留样、保存、核酸提取、上机检测五个步骤。
一、核酸 核苷酸单体聚合而成的生物大分子，是生物细胞最基本和最重要的成分。一般认为，生物进化即始于核酸，因为在所有生命物质中只有核酸能够自我复制。今天已知核酸是生物遗传信息的贮藏所和传递者。一种生物的蓝图就编码在其核酸分子中。核酸是1869年米歇尔(F.Miescher)在脓液的白细胞中发现的。他当时称之为核素。阿尔特曼(R.Altmann)于1889年认识其酸性后，定名为核酸。 二、核酸的分类和功能 核酸分为核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)两大类。这两类核酸有某些共同的结构特点，但生物功能不同。 DNA贮存遗传信息，在细胞分裂过程中复制，使每个子细胞接受与母细胞结构和信息含量相同的DNA；RNA主要在蛋白质合成中起作用，负责将DNA的遗传信息转变成特定蛋白质的氨基酸序列。 核酸的基本结构单元是核苷酸，核苷酸含有含氮碱基、戊糖和磷酸3种组分。碱基与戊糖构成核苷，核苷的磷酸酯为核苷酸。DNA和RNA中的戊糖不同，RNA中的戊糖是D-核糖；DNA不含核糖而含D-2-脱氧核糖(核糖中2位碳原子上的羟基为氢所取代)。核酸就是根据其中戊糖种类来分类的，DNA和RNA的碱基也有所不同。 三、核酸的理化性质 RNA和核苷酸的纯品都呈白色粉末或结晶，DNA则为白色类似石棉样的纤维状物。除肌苷酸、鸟苷酸具有鲜味外，核酸和核苷酸大都呈酸味。DNA、RNA和核苷酸都是极性化合物，一般都溶于水，不溶于乙醇、氯仿等有机溶剂，它们的钠盐比游离核酸易溶于水，RNA钠盐在水中溶解度可达40g/L，DNA钠盐在水中为10g/L，呈黏性胶体溶液。在酸性溶液中，DNA、RNA易水解，在中性或弱碱性溶液中较稳定。天然状态的DNA 是以脱氧核糖核蛋白(DNP)形式存在于细胞核中。要从细胞中提取DNA 时，先把DNP抽提出来，再把P除去，再除去细胞中的糖，RNA 及无机离子等，从中分离DNA 。 四、细胞裂解： （一）裂解原理在核酸提取过程中，细胞裂解是非常重要的。经典的裂解液几乎都含有去污剂(如SDS、Triton X-100、NP-40、Tween 20 等) 和盐(如Tris、EDTA、NaCl 等)。 盐的作用，除了提供一个合适的裂解环境(如Tris)，还包括抑制样品中的核酸酶在裂解过程中对核酸的破坏(如EDTA)、维持核酸结构的稳定(如NaCl) 等。去污剂则是通过使蛋白质变性，破坏膜结构及解开与核酸相连接的蛋白质，从而实现核酸游离在裂解体系中。裂解体系中还可能加入蛋白酶，利用蛋白酶将蛋白质消化成小的片段，促进核酸与蛋白质的分开，同时，也便于后面的纯化操作以及获得更纯的核酸。也有直接使用高浓度的蛋白质变性剂(如GIT、GuHCl 等) 裂解的，该方法已经成为了RNA 抽提的主流，却不是基因组DNA 抽提的主流。 （二）细胞的裂解方法
第十五章核酸的物理化学性质和研究方法答案 一．选择题 1-7 ③③②④①④ 二．判断题 1-4是否否否 5-9 是是是是是 三．名词解释 cot：是DNA复性的动力学常数，数值上等于单链DNA初始浓度Co和复性完成一1. 1 2 半所需时间的乘积，其大小代表DNA顺序的复杂程度。 2 增色效应：由于DNA变性引起的光吸收增加称增色效应,也就是变性后DNA 溶液的紫外吸收作用增强的效应。 四．问答题 1、RNA比DNA更不稳定，为什么？ RNA的磷酸酯键易被碱水解，因为RNA的核糖上有2 ’-OH,在碱作用下形成磷酸三酯，磷酸三酯极不稳定，随即水解产生核苷2’，3’-环磷酸酯。该环磷酸酯继续水解产生2’-核苷酸和3’-核苷酸。DNA的脱氧核糖没有2 ’-OH，不能形成碱水解的中间产物，故对碱有一定抗性。 2、何谓变性？是否所有能引起蛋白质变性的因素都能引起核酸变性，或者引起核酸变性的因素都能引起蛋白质变性？ 变性作用是指核酸双螺旋结构被破坏，双链解开，从而核酸的天然构象和性质发生改变，但共价键并未断裂。 3、何谓Southern杂交？何谓Northern杂交？它们的原理和用途是什么？ Southern杂交是将凝胶电泳分开的DNA限制片段转移到硝酸纤维膜上进行杂交。其基本原理是将待检测的DNA样品固定在固相载体上，与标记的核酸探针进行杂交，在与探针有同源序列的固相DNA的位置上显示出杂交信号。该项技术广泛被应用在遗传病检测、DNA 指纹分析和PCR产物判断等研究中。 Northern杂交将变性的RNA转移到硝酸纤维膜上，通过分子杂交以检测特异的RNA。原理：在变性条件下将待检的RNA样品进行琼脂糖凝胶电泳，继而按照同Southern Blot相同的原理进行转膜和用探针进行杂交检测。用途：检测样品中是否含有基因的转录产物（mRNA）及其含量。 4、琼脂糖凝胶电泳对核酸研究有何用途？ 分离DNA分子大小从上百kb到数百bp, 凝胶电泳后可以用嵌合荧光染料显色，凝胶电泳后核酸样品可用多种方法自凝胶上回收。 5、为制备变性胶，常在琼脂糖和聚丙烯酰胺凝胶中添加什么变性剂？它们有何用途。 为制备变性胶，常在琼脂糖凝胶中添加氢氧化甲基汞或甲醛，RNA在变性凝胶中电泳时，相对分子质量的对数才与迁移率成反比。 在聚丙烯酰胺凝胶中添加8mol/L尿素或98%甲酰胺，DNA和RNA的二级结构已被破
A.精密度、准确 2.基因芯片技术的本质是(单项)该题正确答案: A、核酸分子杂交技术 3.新型冠状病毒肺炎患者行有创机械通气时,正确的方法是(。(单项)该题正确答案: D.小潮气量和低吸气压力 4.合成RNA的原料是:(单功该题正确答案: C、NTP 5.个人防护装置是用于防止人员个体受到生物性、化学性或物理性等()伤害的器材和用品。(单项该题正确答案:A危险因子 6.标记的参与杂交反应的已知核酸序列是(单项该题正确答案 探针 7.级A1型和A2型生物安全柜的通风连接是使用:(单项该题正确答案 A套管“或“伞型罩“连接 8.第三代测序技术的特征(单项该题正确答案 E、单分子测序 9.新冠病毒核酸检测实验室中,不属于净化实验室专用门特点的是:(单项该题正确答案D以上均不是 10.以下对应关系正确的是()(单项)该题正确答案: B.敏感性一一真阳性/真阳性+假阴性)*100% 11.目前的DNA自动化测序技术可以一次性读取的序列长度约(单项) 该题正确答案 D、1000bp 关于分子信标技术的描述,不正确的是(单项该题正确答案 E、分子信标设计简单 13.国内的生物安全实验室一定要按照国务院发布的()进行管理。(单项)该题正确答案: A《病原微生物实验室生物安全管理条例》 14.从鼻咽拭子中提取的检测新型冠状病毒的剩余核酸提取物不可用于哪种病原体诊断(单项该题正确答案 D丙型肝炎病毒 15.退火温度是决定PCR反应特异性的关键因素,通常退火温度为()该题正确答案 减5℃ 16.实验室人员培训的主要内容:0(单项该题正确答案E以上都是 17.下列关于 Taq DNA聚合酶的描述,正确的是(单项该题正确答案 E、在引物的3-OH末端加入脱氧单核苷酸,形成3',5磷酸二酯键 18.下列关于恒温金属浴的使用说法错误的是()(单项该题正确答案 D孔位不足时,可将管放入加热孔中进行热裂解,加热时间不变。 9.脱卸三级防护装备的顺序是:0(单项该题正确答案: A.鞋套→护目镜→外层手套→防护服→帽子→内层手套→口罩 20.下列哪项不是临床分子生物学检验分析前质量控制的内容()(单功该题正确答案 E.进行核酸提取的有效性评价 21.在核酸检测体系中加入内质控,其作用不是监控的是(单项) 该题正确答案
核酸化学及研究方法 名词解释： 正向遗传学：是指通过生物个体或细胞的基因组的自发突变或人工诱变，寻找相关的表型或性状改变，然后从这些特定性状变化的个体或细胞中找到对应的突变基因，并揭示其功能。 核小体组蛋白修饰：核小体组蛋白八聚体中每个组蛋白多肽链的N末端游离在核心之外，常被一些化学基团修饰，组蛋白修饰的种类包括①乙酰化：赖氨酸的乙酰化②甲基化：赖氨酸和精氨酸的甲基化③磷酸化：丝氨酸的磷酸化③磷酸化：丝氨酸的磷酸化 位点特异性重组：（site-specific recombination）是遗传重组的一类。这类重组依赖于小范围同源序列的联会，重组也只发生在同源的短序列的范围之内，需要位点特异性的蛋白质分子参与催化，重组的蛋白不是rec 系统而是int 转座机制：细菌转座子通过“剪切-黏贴”机制进行转录，转座酶两个不同亚基结合在转座子的特定序列上，两个亚基靠在一起形成有活性的二聚体，导致转座子的切除，转座酶-转座子复合物结合到靶DNA上，通过转座酶的催化将转座子整合到新位点上 基因敲除：利用DNA 同源重组原理，用设计的同源片段替代靶基因片段，外源DNA 与受体细胞基因组中序列相同或相近的基因发生同源重组，从而代替受体细胞基因组中的相同/相似的基因序列，整合入受体细胞的基因组中。此法可产生精确的基因突变，从而达到基因敲除的目的。 Sanger双脱氧终止法：核酸模板在核酸聚合酶、引物、四种单脱氧碱基存在条件下复制或转录时，如果在四管反应系统中分别按比例引入四种双脱氧碱基，只要双脱氧碱基掺入链端，该链就停止延长，链端掺入单脱氧碱基的片段可继续延长。如此每管反应体系中便合成以共同引物为5’端，以双脱氧碱基为3’端的一系列长度不等的核酸片段。反应终止后，分四个泳道进行电泳。以分离长短不一的核酸片段（长度相邻者仅差一个碱基），根据片段3’端的双脱氧碱基，便可依次阅读合成片段的碱基排列顺序 荧光实时PCR技术原理：
收稿:2003年4月,收修改稿:2003年7月 3国家杰出青年科学基金(N o.20025311)、国家自然科学基金重大项目(N o.20299034)资助33通讯联系人 e 2mail :dw pang @https://www.doczj.com/doc/b47434070.html, 核酸与蛋白质相互作用研究的新技术与新方法 3 吕鉴泉 1,2 庞代文 133 (1.武汉大学化学与分子科学学院 武汉430072;2.湖北师范学院化学系 黄石435002) 摘 要 蛋白质和核酸是组成生命的主要生物大分子,两者的相互作用构成了诸如生长、繁殖、运动、遗 传和代谢等生命现象的基础。因此,研究它们间的相互作用是人们解开生命奥秘的关键所在,在学术及应用上都具有极其重要的意义。探讨蛋白质和核酸相互作用涉及到众多学科的技术与方法,是多学科的前沿交叉领域。总体上该方面工作尚处于起步阶段,深入研究有待于研究手段的进步与创新。本文从研究手段与分析方法上对近年来该领域所采用的技术及其最新进展进行了评述。 关键词 新技术 相互作用 核酸 蛋白质中图分类号:Q51;Q52 文献标识码:A 文章编号:10052281X (2004)0320393207 N e w Techniques and Methodologies for the I nvestigation of the I nteractions of Nucleic Acids with Proteins L üJianquan 1,2 Pang Daiwen 133 (1.Department of Chemistry ,Wuhan University ,Wuhan 430072,China ;2.Department of Chemistry ,Hubei Normal University ,Huangshi 435002,China ) Abstract Nucleic acids and proteins are m ost im portant biomacrom olecules.G enome regulation is critical step for all organisms.Protein 2DNA interactions play a key role in biological processes.The current technologies and methodolo 2gies for the investigation of the interactions of nucleic acids with proteins are summarized ,and the perspectives on the fu 2ture development are als o proposed. K ey w ords new techniques ;interaction ;nucleic acids ;proteins 生命科学是20世纪最重要的前沿研究领域之 一,其重点在于了解各种生命活性物质的结构、功能 及它们间的相互关系[1] 。蛋白质和核酸是组成生命的主要生物大分子,它们各自具有其结构特征和特定功能。核酸具有传递遗传信息等功能,而蛋白质则贯穿生命的所有生理过程。宏观上,两者的配合与作用构成诸如生长、繁殖、运动、遗传和代谢等生命现象的基础。 目前,DNA 的测序研究已告一段落,DNA 的多级结构、类别和组成及其碱基对的连接次序已弄清,许多DNA 结合蛋白质(含它们的DNA 复合体)的结 构及其基元(m otif )相继被确认[2] 。蛋白质组(蛋白 质的组成、结构和功能)的研究正在蓬勃兴起[3] 。由 于蛋白质种类繁多、结构及其构象(空间结构)十分复杂,蛋白质组的研究尚需要投入大量的人力、财力 和物力[4] 。但基因组和蛋白质组的研究仅仅是揭开生命奥秘的序幕,生命科学的核心工作在于在表征各种生物分子的结构、弄清各类生物分子功能的基础上,通过对它们间相互作用的表述进而掌握物质代谢、信息传递规律并实施调节及调控。许多复杂的课题已经紧迫地摆在科学家面前,蛋白质和核酸的相互作用就是其中的一个重要领域,是今后一段 时间内亟待研究的重大课题[5] 。 对于蛋白质和核酸的相互作用,过去曾用生物 第16卷第3期2004年5月 化 学 进 展 PROG RESS I N CHE MISTRY Vol.16No.3 May ,2004
植物检疫专业核酸检测方法验证程序（试行） 第一章总则 1.1 目的 为提高植物检疫专业核酸检测方法的科学性和适用性，规范验证流程，特制定本程序。 1.2 范围 本程序适用于标准制修订过程中核酸检测方法的验证，包括采用现有方法和自主研发的新方法制修订的标准。此外，实验室采用非标准方法及自主研发新方法时,也可参照本程序用以判定其可靠性，不做强制性要求。 若所制定的标准为等同采用国际标准，仅采用第二章中本实验室验证程序即可，但鼓励标准制修订方进行完整的验证流程。若所制定的标准为修改采用国际标准，且修改了关键性技术，则应进行完整的验证流程。 1.3 组织机构 植物检验检疫标准化专业技术委员会（以下简称“委员会”）负责本专业有害生物核酸检测方法验证的组织、审核等管理工作。委员会通过下设秘书处承担具体职责，包括审核验证实验室的资质，指定并组织验证实验室开展验证工作，组织专家进行验证材料的审核及验证数据的统计分析等。 1.4 术语与定义 1.4.1核酸检测方法验证 核酸检测方法验证（以下简称：检测方法验证）是确认某一核酸检测方法
适用于某一检测对象的过程。 1.4.2 本实验室验证 标准制修订实验室在合理的时间间隔内，以方法适用范围内不同样品为对象，对同一方法的验证指标进行确证的过程，初步判断方法可靠性。 1.4.3 独立实验室验证 独立于标准制修订方的实验室验证，判定方法的验证指标能否达到预期用途。 1.5 验证程序 开展验证工作的具体步骤如下，验证程序图见附录A。 1.5.1 本实验室验证 （1）标准制修订方完成方法草案，并设计验证方案。 （2）标准制修订方根据验证方案完成验证，并向秘书处提交验证材料。验证材料应包括标准草案、验证方案和验证报告。 （3）秘书处组织专家审核验证材料的完整性与有效性。 1.5.2 独立实验室验证 （1）标准制修订方的验证材料审核通过后，秘书处组织实验室进行独立实验室验证。 （2）验证实验室完成验证后，直接提交验证实验报告及验证评价报告至秘书处。秘书处组织专家审核独立实验室的验证评价结果。 1.6 验证结果的应用
核酸提取（样本处理） 血液： 使用QIAamp? DNA Mini Kit（组织）进行核酸提取，提取步骤如下。 开始前需要注意： 1、所有的离心步骤都在室温下进行（15-25℃） 2、200ul的全血会产生3-12ugDNA，如果需要更多的DNA产量需要准备血沉棕黄层。 (血沉棕黄层是全血中富含白细胞的部分，从全血中准备血沉棕黄层很容易，并且会比等体积的全血中DNA的产量高5到10倍；制备血沉棕黄层通过在室温中（15-25℃）将全血在2500×g离心10min，离心后会出现3个分层：最上层清晰的是血浆，中间的分层是血沉棕黄层，最底下的分层包含浓缩的红细胞) 实验开始前准备工作： 1、确保室温在15-25℃。 2、将恒温金属浴调到56℃，以备步骤4使用。 3、将Buffer AE或蒸馏水置于室温以备步骤11的洗脱。 4、确保Buffer AW1、Buffer AW2、蛋白酶K处理完毕。 （确保Buffers AW1和Buffers AW2已经按照瓶体的指示加上适量的96-100%的乙醇；当使用QIAamp? DNA Blood Mini Kit(50)，参照标签说明，将 1.2ml蛋白酶溶剂吸取到冻干的蛋白酶中溶解。当使用QIAamp DNA Blood Mini Kit(250)，参照标签说明，将5.5ml蛋白酶
溶剂吸取到冻干的蛋白酶中溶解；溶解的冻干蛋白酶在2-8℃能存放12个月） 5、如果在加入Buffer AL后产生沉淀，那么56℃水浴溶解。 实验步骤： 1、吸取20ul的凯杰蛋白酶（或蛋白酶K）到1.5ml离心管中。 2、在离心管中加入200ul样本，可以是全血、血清、血浆、血沉棕黄层。 (如果样本体积少于200ul，加PBS到200ul；如果需要无RNA的基因组DNA，那么在加入Buffer AL之前要加入4ul的RNase A) 3、样本中加入200ul的Buffer AL，脉冲涡流混合15s。 （为了确保高效的溶解，必须将样本与Buffer AL充分混匀才能获得均一的溶液；如果样本体积多于200ul，成比例地增加蛋白酶K （或凯杰蛋白酶）、Buffer AL的量，例如，400ul的样本体积需加40ul蛋白酶K（或凯杰蛋白酶）、40ul的Buffer AL，如果样本体积大于400ul，那么推荐使用QIAamp DNA Blood Midi or Maxi Kits，这个试剂盒能处理到2ml或到10ml样本。注意：不要将凯杰蛋白酶或蛋白酶K直接加到Buffer AL中） 4、56℃孵育10min。 （在56℃溶解10min后DNA的产量会达到最大化，更长的孵育时间不会影响DNA的产量和质量） 5、将1.5ml离心管短暂离心，确保将管盖和管壁的溶液离心到管底。 6、加入200ul的96-100%乙醇，脉冲涡流混匀15s，短暂离心。
核酸提取方案 一、DNA提取 1．向离心管中加入200μl样品, 200μl消化液，涡旋震荡15秒 2．加入蛋白酶K 10μl混匀（RnaseA根据需要决定是否添加） 3．56℃孵育15分钟，短暂离心，将管壁上的溶液收集到管底 4.加入250 μl无水乙醇，涡旋震荡15秒，室温放置5分钟，短暂离心，将管壁上的溶液收集到管底 5.将步骤4中所得溶液加入到已装入收集管（RNaseFree Tube 2 ml）的吸附柱（RNaseFree Column RS）中，若一次不能加完溶液，可分多次转入，8,000 rpm离心1分钟6．向吸附柱中加入500 μl洗液（使用前检查是否已加入无水乙醇），8,000 rpm 离心1分钟，倒掉收集管中的废液，将吸附柱重新放回收集管中 7．向吸附柱中加入500 μl无水乙醇，8,000 rpm离心1分钟，倒掉收集管中的废液，将吸附柱重新放回收集管中 8．12,000 rpm（13,400×g）离心3分钟，倒掉收集管中的废液。将吸附柱置于室温数分钟，以彻底晾干 9．将吸附柱置于一个新的收集管（RNaseFree Tube 1.5 ml）中，向吸附柱膜的中间部位悬空加入20-150 μl Buffer RE或灭菌水，室温放置2-5分钟，10,000 rpm离心1分钟，收集核酸溶液 二、RNA提取 1．向离心管中加入200μl样品，加入500μl裂解液，充分混匀，静置3～5min（有杂质离心） 2．将吸附柱套入收集管，样品处理液转入吸附柱中(尽量不要吸到颗粒杂质，以免堵塞柱子)，4℃条件下12000rpm，离心1min 3．弃去收集管中液体，加入500μL洗液，4℃条件下12000rpm，离心1min 4．重复步骤3； 5．弃去收集管中液体，瞬离除去残液； 6．将吸附柱转入新的无RNA酶的1.5ml EP管中，向柱中央加入20-30μL洗脱液，室温静置2min溶解RNA, 4℃条件下12000rpm，离心1min,管中液体即为模板RNA
1. 乙醇沉淀乙醇沉淀乙醇沉淀乙醇沉淀DNA原理是什么原理是什么原理是什么原理是什么？？？？乙醇能够消除核酸的水化层，使带负电荷的磷酸基团暴露出来。Na＋之类的平衡离子能够与这些带电基团结合，在沉淀形成部位降低多核苷酸链之间的排斥作用。因此只有在阳离子的量足以中和暴露的磷酸残基的电荷时才会发生乙醇沉淀。 最常用的阳离子：1）醋酸铵：贮存液10.0mol/L 终浓度 2.0~2.5mol/L 常用于减少多余的杂质（如DNTP及多糖）与核酸的共沉淀。例如在2mol/L醋酸铵存在的情况下连续两次DNA沉淀可从DNA制品中除去>99％的dNTP。在通过琼脂糖酶消化琼脂糖之后沉淀核酸时，使用醋酸铵也是最佳选择，这种阳离子可以减少寡糖消化产物共沉淀的可能性。然而若用沉淀的核酸进行磷酸化时，就不要用醋酸铵沉淀核酸，因为铵离子能够抑制T4噬菌体多核苷酸激酶。2）氯化锂：贮存液8.0mol/L 终浓度0.8mol/L 常用于需高浓度乙醇进行的沉淀（如沉淀RNA）。LiCl在乙醇溶液中的溶解度很高而且不随核酸共沉淀。小分子RNA（如tRNA及5S RNA）在高离子强度下（没有乙醇时）是可溶的，而大分子RNA则不溶。可以利用这个差异在高浓度LiCl（0.8mol/L)中纯化大分子RNA。3）氯化钠：贮存液 5.0mol/L 终浓度0.2 mol/L （0.2 mol/L）用于DNA样品中存在SDS时。这种去污剂在70％乙醇中仍为可溶。4）醋酸钠：贮存液 3.0mol/L（ph5.2）终浓度0.3 mol/L （0.3mol/L，ph5.2）在DNA和RNA的常规沉淀中最为常用。 2. 乙醇沉淀乙醇沉淀乙醇沉淀乙醇沉淀DNA和异丙醇沉淀和异丙醇沉淀和异丙醇沉淀和异丙醇沉淀DNA的区别是什么的区别是什么的区别是什么的区别是什么？？？？ 异丙醇和酒精都是有机溶剂，一般来讲，提取质粒的时候一开始都要用异丙醇沉淀，因为异丙醇沉淀的效果要好一些，如二楼所讲，但最后大多用酒精沉淀，因为酒精容易挥发，对下游的实验影响小。异丙醇比较疏水，能很更好地沉淀核酸，用乙醇的目的是去盐，它比异丙醇更亲水，所以能去掉一些盐离子。有时还用70%的乙醇洗样品也是为了增加盐的溶解度。在沉淀核酸时可用乙醇与异丙醇，乙醇的极性要强于异丙醇，所以一般用2倍体积乙醇沉淀，但在多糖、蛋白含量高时，用异丙醇沉淀可部分克服这种污染，尤其用异丙醇在室温下沉淀对摆脱多糖、杂蛋白污染更为有效。异丙醇沉淀核酸时，高浓度盐存在将使大量多糖存在在溶液中，从而可达到去多糖的作用。但高浓度的盐存在会影响核酸的进一步操作，因此必须用乙醇多次洗涤脱盐。 异丙醇沉淀核酸：优点：为所需容积小且速度快，适用于浓度低，而体积大DNA样品的沉淀。0.54~1.0倍体积的异丙醇可选择性沉淀DNA和大分子rRNA和mRNA；但对5sRNA、tRNA和多糖产物不产生沉淀，一般不需要在低温条件下长时间放置。缺点：易使盐类（如NaCl、蔗糖）与DNA共沉淀；在DNA沉淀中异丙醇难以挥发除去，所以常规需要用70％的乙醇漂洗DNA沉淀数次。 乙醇沉淀核酸：沉淀DNA乙醇是首选的有机溶剂，对盐类沉淀少，DNA沉淀中所含的衡量乙醇易蒸发去处，不影响以后的实验。在适当的盐浓度下，2倍样品容积的95％乙醇可有效沉淀DNA，对于RNA则需要将乙醇量增加至2.5倍. 缺点是总体积较大。需在-20度放置很长时间，30分钟-1小时。同样需要70%乙醇洗涤 “蛋白质的变性”是指蛋白质分子中的次级键被破坏。主要是氢键和离子键。甲醇、乙醇、丙酮等有机溶剂可以提供自己的羟基或羰基上的氢或氧去形成氢键，从而破坏了蛋白质中原有的氢键，使蛋白质变性。而引起蛋白质沉淀的原因一方面是由于甲醇、乙醇、丙酮等有机溶剂加入水中使溶剂介电常数降低，增加了相反电荷的吸引力，另一方面是因为这些有机溶剂是强亲水试剂，争夺蛋白质分子表面的水化水，破坏蛋白质胶体分子表面的水化层而使分子聚集沉淀。
第六章 第一节分子生物学基本知识 一、DNA禾口RNA DNA是脱氧核糖核酸的英文缩写。DNA以核苷酸排列顺序形式储存遗传信息。 DNA分子由4种核苷酸组成，由碱基互补维持DNA双螺旋结构。 在动植物、细菌和真菌中都含有DNA,但在病毒中不一定含DNA DNA为长丝状分子相互纠缠，其溶液十分黏稠。 它对紫外线有最强的吸收，通常用260nm波长测DNA溶液浓度，它在近中性环境中带负电荷，DNA变性后0D值会升高。 因DNA不溶于乙醇，常用二倍量乙醇沉淀DNA。 在变性温度时，它的黏性突然降低。淬火是为了保持DNA单恋状态。 DNA变性后溶液慢慢冷却，DNA会自动回复双螺旋结构。 RNA是核糖核酸的英文缩写，在大多数生物类型中，RNA起遗传信息传递 作用并指导合成蛋白质，但在一部分病毒中，RNA也是遗传信息的保存者。 RNA分子中除了含有核糖而不是脱氧核糖外，凡DNA中出现胸腺嘧啶的地方都代之以尿嘧啶。 二、DNA的复制和修复 细胞分裂一次，染色体DNA就合成一次。 DNA分子拆开成两条链，每一条单链按照碱基配对的原则合成另一条新的单链，成为半保留复制。 在合成DNA时限制性核酸内切酶不是合成DNA的必要条件。 DNA多聚酶只能结合在一长段DNA单链的一小段局部双链结构上，才能顺利开始DNA合成。
在DNA合成中单核苷酸分子必须顺序以共价链连接在已形成核酸链3?末端的羟基上。 在合成大声错误时，DNA多聚酶会切除错误核苷酸，在那个位置上重新加一个正确核苷酸。 在人工合成DNA时，至加一种或两种三磷酸单核苷酸，那么和成就会停止在缺失的核苷酸位置上。 在大肠菌DNA损伤修复时填补缺口最重要的酶是DNA聚合酶I,而复制最主要的DNA聚合酶是DNA聚合酶II。 该酶的核心聚合酶中，具有3?-5?外切酶活性。DNA修复过程中尿嘧啶糖基酶系统不包括S I 核酸酶。 逆转录酶的RNAaseH活性是一般DNA聚合酶所不具备的。 三、转录 在生物体内，DNA知道的RNA合成过程称为转录。 它是按照储存在DNA尚的遗传信息合成。 合成RNA时DNA双链也要解旋，解旋部位称启动子。 大肠菌的RNA聚合酶有5个亚基，其°亚基有启动子作用。 四、翻译 再合成各种不同RNA中，tRNA具有搬运氨基酸功能。 构成核糖体骨架的是rRNA而mRNA直接决定蛋白质的结构。 4 种核苷酸排列组成遗传信息,很撑蛋白质时转换成20 种氨基酸的排列顺序,遗传信息的这种转换称为翻译。 3 个核苷酸排列顺序代表一种氨基酸密码，表示蛋白质合成开始的密码有一 种，DNA3个终止密码子分别是UAA、UAG、UGA。 在细菌里，依靠rRNA和mRNA之间一段互补序列能发现蛋白质合成开始的位
核酸提取常见试剂的 作用原理
异硫氰酸胍 强用力的蛋白质变性剂，能迅速溶解蛋白质，导致细胞结构破碎，核蛋白由于其二级结构的破坏消失而迅速与核酸分离。胍盐是破坏蛋白质三维结构的离液剂，在通常使用的蛋白质变性剂中作用最强的是异硫氰酸胍，它们可以使多数蛋白质转换成一随机的卷曲状态。含有强力的阴离子和阳离子基团，它们可以形成较强的氢键。在还原剂存在的情况下，异硫氰酸胍可以断裂氢键，而去垢剂，如SDS存在的情况下，可以破坏疏水作用。 盐酸胍、尿素 盐酸胍是一个核酸酶的强抑制剂，它并不是一种足够强的变性剂，可以允许完整的RNA从富含RNase的组织中提取出来。 4-8M可断裂氢键，有两种可能机制：1变性蛋白和盐酸胍、尿素优先结合，形成变性蛋白-变性剂复合物，当复合物被除去，从而引起N-D反应平衡向右移动，随着变性剂浓度增加，天然状态的蛋白不断转变为复合物，最终导致蛋白质完全变性；2盐酸胍、尿素对氨基酸的增溶作用，能形成氢键，当浓度高时，能破坏水的氢键结构，结果盐酸胍、尿素就称为非极性残基的较好溶剂，使蛋白质内部的疏水残基伸展和溶解性加强，盐酸胍、尿素引起的变性往往是不可逆的。 高浓度尿素使蛋白质变性并抑制Rnase活性 十二烷基肌氨酸钠 使蛋白质解体变性 巯基试剂 1防止蛋白质或酶等（如辅酶A）分子中SH基团氧化成二硫键，2在某些酶反应过程中维持体系的还原环境。DTT，DDTE、巯基乙醇应用最广，谷胱甘肽也常应用，由于他是生物体内的还原剂，同时氧化后能被谷胱甘肽还原酶原位释放。DNA提取中，常使用巯基乙醇，维持缓冲液的还原环境，防止多酚类氧化，由于具有一定的毒性，浓度不应高于2%。 巯基乙醇 β-巯基乙醇的主要作用是破坏RNase蛋白质中的二硫键（肽和蛋白质分子中的半胱氨酸残基中的键）。
核酸检测基本知识 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
核酸检测基本知识 1.什么是核酸检测 核酸的定义：核酸是由核苷酸或脱氧核苷酸通过3′，5′-磷酸二酯键连接而成的一类生物大分子。 核酸具有非常重要的生物功能，主要是贮存遗传信息和传递遗传信息。 2.核酸的分类 核酸大分子可分为两类：脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。 3.核酸的组成
DNA和RNA都是由一个一个核苷酸(nucleotide)头尾相连而形成的，由C、H、O、N、P，5种元素组成。DNA是绝大多数生物的遗传物质，RNA是少数不含DNA的病毒（如HIV病毒，流感病毒，SARS病毒等）的遗传物质。RNA平均长度大约为2000个核苷酸，而人的DNA却是很长的，约有3X10^9个核苷酸。 4.核酸的功能 在蛋白质的复制和合成中起着储存和传递遗传信息的作用。核酸不仅是基本的遗传物质，而且在蛋白质的生物合成上也占重要位置，因而在生长、遗传、变异等一系列重大生命现象中起决定性的作用。 DNA与RNA都是核酸，它们在化学组成上有什么区别如下： 核酸检测方法，主要通过同时进行靶核酸扩增和可检测信号的生成来检测样品中的靶核酸。可应用于临床微生
物学、血液筛选、遗传病诊断和预防、法医学等领域的核酸检测。 目前主要使用的方法有以下几种： a.核酸序列依赖性扩增法 NASBA是由一对引物介导的、连续均一的、体外特异性核苷酸序列等温扩增RNA的新技术。反应在42℃进行,可在2h内将RNA模板扩增约109倍。NASBA原理是提取病毒RNA,加入AMV逆转录酶、RNA酶H、T7RNA聚合酶和引物进行扩增。整个反应分非循环相和循环相:在非循环相中,引物I与模板RNA退火后在AMV逆转录酶的作用下合成cDNA,形成RNA:DNA 杂合体,随即RNaseH降解RNA,引物Ⅱ与cDNA退火,在反转录酶作用下合成第2条DNA互补链。双链DNA可在T7RNA聚合酶的作用下,经其启动子序列起动而转录RNA，RNA又可在反转录酶的作用下反转录成DNA，进入循环相,对模板进行大量扩增。 b.转录介导的扩增技术 TMA技术原理与NASBA基本一致，略有不同之处是TMA利用的是MMLV逆转录酶及T7RNA聚合酶两种酶，MMLV逆转录酶既有逆转录酶的活性又具有RNA酶H活性。反应在41.5℃进行,可在1h内将RNA模板扩增约109倍。 c.连接酶酶促链式反应(LCR) LCR是基于靶分子依赖的寡核苷酸探针相互连接的一种
收稿日期：2014-05-07 *通信作者：E-mail: bdd114@https://www.doczj.com/doc/b47434070.html, 核酸定量检测方法研究进展谢浩，胡志迪，赵明，甘绍举，丁先锋* (浙江理工大学生命科学学院，杭州 310018) 摘要：核酸相关的研究和应用广泛存在于各个学科领域，与之相关的核酸定量检测技术越来越受到研究人员的重视。本文对目前实验室广泛采用的和近几年进展迅速的核酸定量方法(包括紫外分光光度法、荧光染料法、实时荧光定量PCR法、数字PCR法等)进行介绍，着重阐述其检测原理和优缺点，为研究人员今后进行相关研究提供参考。 关键词：核酸；定量；检测方法 Research progress of the methods for nucleic acid quantitive detection XIE Hao, HU Zhidi, ZHAO Ming, GAN Shaoju, DING Xianfeng* (College of Life Science, Zhejiang Sci-Tech University, Zhejiang 310018, China) Abstract: Nucleic acid-related research and applications is widespread in various disciplines. Researchers pay increasing attention to the nucleic acid quantitative detection technologies. Focusing on the detection prin-ciple and the merits and demerits, we will introduce some technologies (including ultraviolet spectrophotom-etry, fluorescent dye method, RQ-PCR, dPCR, etc.) that are widely used in laboratories and the rapid research progress of those technologies in recent years, so as to provide a reference for the future researches. Key Words: nucleic acid; quantitation; detection method 核酸(nucleic acid)是由核苷酸组成的一类生物大分子，是组成生物的最基本物质之一，具有贮存和传递遗传信息等生物学功能。与核酸定量技术相关的应用十分广泛，例如定量检测血浆中游离的循环DNA(free circulating DNA)用于疾病诊断[1]，法医取证DNA用于案件侦破[2]、组织病理学和基因测序技术的研究[3]，建立核酸的分子信标[4]等。往往定量方法的灵敏度及准确度需要达到较高的标准，紫外分光光度法是实验室常用的DNA定量方法，但随着仪器的进步，用于定量的核酸已从μg 发展到ng级别。国外普遍采用放射免疫法、荧光分光光度法、定量PCR法和DipstickTM试剂盒等进行DNA定量研究。 由于放射免疫法涉及同位素，而荧光分光光度仪、定量PCR仪和DipstickTM试剂盒又价格昂贵，因此在很大程度上限制了此类研究的开展。如何做到简便精确地定量核酸是生物计量研究的重点之一，也是现代化学和生物学领域研究面临的难题之一[5]。在许多微量核酸定量检测的方法中，检测样品易受到盐离子浓度、pH及残留的核酸提取试剂的影响，而且样品的核酸含量受到提取技术的限制，容易遗损，一旦影响到检测结果，就会造成很大的误差。常见的核酸定量方法种类繁多，但多数方法都需要一种基准方法，用于核酸分析和核酸定量水平进行评估，最新核酸定量基准的潜在方法有酶解同位素稀释质谱法，电感耦合等离子体联用定磷法和数字PCR拷贝数计数法，但是三种基准方法均不成熟，国际上尚