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过程分子生物学(1 2012)[优质ppt]

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分子生物学全套课件96P课件

分子生物学全套课件96P课件

Molecular Biology: The biology (structure and function) of macro-molecules
Protein Nucleic acid (DNA/ RNA/
Coding-/ non-coding/ functional/ junk/ ... Fatty acid Polysaccharide (sugar) Small molecules
Then what?
Amplification (PCR) +Separation
ROCHE Strategy
Emulsion PCR; 1 fragment/ bead
Primer
dNTP (each)
Polymerase
Template
Not clearly demonstrated
PCR amplification (Chain extension) Emulsion breaking Template dissociation
FOCUSing on NUCLEIC ACID; Molecular Genetics
DNA Sequrncing
Cost: Speed: Effeciency: Method:
Generation: DNA cloning:
...:
Expensive – morderately expensive – relatively cheap Time consumming – below endurnce – fast Low – fast - high throughput PAGE+autoradiography – automatic – massively paralell reversible chain termination + length based detection -

分子生物学PPT优秀课件

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原位杂交
直接在组织或细胞切片上进行核酸杂交，用于基因定位和表达分析 。
聚合酶链式反应（PCR）
引物设计
根据目标DNA序列设计特异性引物。
PCR反应体系
包括DNA模板、引物、dNTPs和Taq DNA 聚合酶等。
PCR反应程序
包括预变性、退火、延伸等步骤，实现 DNA片段的扩增。
PCR产物分析
如凝胶电泳、测序等，用于产物鉴定和定量 分析。
DNA的复制与修复
半保留复制
DNA双链在复制时解开，每条链作为模板合成新 的互补链
碱基互补配对原则
保证复制的准确性
DNA修复机制
包括直接修复、切除修复和重组修复等，用于纠 正复制过程中产生的错误
PART 03
RNA的结构与功能
REPORTING
RNA的分子组成
01
02
03
核糖核苷酸
RNA的基本组成单位是核 糖核苷酸，由磷酸、核糖 和碱基组成。
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。
分子生物学的研究内容
生物大分子的结构与功能
研究DNA、RNA和蛋白质等生物大 分子的空间结构、构象变化以及结构 与功能之间的关系。
基因的表达与调控
研究基因在转录、翻译等过程中的表 达调控机制，包括转录因子、表观遗 传学修饰等。
REPORTING
基因诊断与治疗
基因诊断
利用分子生物学技术，通过检测 基因序列或表达水平的变化，对 遗传性疾病、肿瘤等疾病进行精
确诊断。
基因治疗
通过导入正常基因或修饰异常基因 ，治疗遗传性疾病、癌症等疾病。

分子生物学ppt课件1幻灯片

分子生物学ppt课件1幻灯片
双螺旋DNA拧紧则导致正超螺旋， 而双螺 旋DNA的松开导致负超螺旋。
超螺旋DNA分子比松散分子能量高。对于 负超螺旋，这一能量会使DNA螺旋易于局 部解旋，负超螺旋有利于需要解旋过程的进 行，如转录起始和复制起始。
第三节 常见心律失常心电图诊断的误区诺如病毒感染的防控知识介绍责任那些事浅谈用人单位承担的社会保险法律责任和案例分析现代农业示范工程设施红地球葡萄栽培培训材料
常见心律失常心电图诊断的误区诺如 病毒感 染的防 控知识 介绍责 任那些 事浅谈 用人单 位承担 的社会 保险法 律责任 和案例 分析现 代农业 示范工 程设施 红地球 葡萄栽 培培训 材料
DNA不仅具有严格的化学组成，还具有特殊的空间结构， 它主要以有规则的双螺旋形式存在，基本特点： DNA分子是由两条相互平行的脱氧核苷酸长链盘绕而成 DNA分子分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外 侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧。 两条链上的碱基通过氢键相结合，形成碱基对，组成有 一定的规律。
蛋白质 真核染色体
组蛋白 非组蛋白
DNA
蛋白质与DNA完全融合在一起，其蛋白 质与相应DNA的质量比约为2比1
常见心律失常心电图诊断的误区诺如 病毒感 染的防 控知识 介绍责 任那些 事浅谈 用人单 位承担 的社会 保险法 律责任 和案例 分析现 代农业 示范工 程设施 红地球 葡萄栽 培培训 材料
大沟和小沟： 大沟和小沟分别指双螺旋表面凹下去的较大沟 槽和较小沟槽。 在大沟和小沟内的碱基对中的N 和O 原子朝 向分子表面。
结构参数 ：螺旋直径2nm；螺旋周期包含10对碱基；螺距 3.4nm；相邻碱基对平面的间距0.34nm。
常见心律失常心电图诊断的误区诺如 病毒感 染的防 控知识 介绍责 任那些 事浅谈 用人单 位承担 的社会 保险法 律责任 和案例 分析现 代农业 示范工 程设施 红地球 葡萄栽 培培训 材料

分子生物学全套课件96P课件

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in situ amplification + fluorescene detection 1st – 2nd – 3rd (so called next generation) Have to – Cloning + PCR – PCR only (highly effecient way) ...
4 two base combinations each color for a given sequence, 1 combination is true and detectable explain the color space alignment with reference 5 colors - 25 bases – unique in genome repeats? The same as others
Sulfurylase
In one tube in one machine Automated process Light strength is absolutely proportional to ATP, thus to PPi to base on the template
ATP (+ sulfate)
template
Primer Machine + Kit
DNAn + dNTP
extension
polymerase
DNAn+1 + PPi
Over supplied
+
adenosine-5’-phosphosulfate, APS
dNTP
Apyrase
dNDP + dNMP + Pi ADP + AMP + Pi

分子生物学全套课件P课件

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polony
20 microns
Position overlapped one base one image color order = base adding order = sequence
Reversible terminators: Illumina
Bridge amplification of DNA fragments is randomly distributed across eight channels of a glass slide, to which high-density forward and reverse primers are covalently attached. The solid-phase amplification produces ~80 million molecule clusters (MCs) from individual ssDNA templates. A primer is annealed to the free ends of templates in each MC. The polymerase extends and then terminates DNA synthesis from a set of four reversible terminators (RTs), each labeled with a different dye. Unincorporated RTs are washed away, base identification is performed by four-colour imaging, and blocking and dye groups are removed by chemical cleavage to permit the next cycle. Colour images for a given MC provide reads of ~45 bases. Substitutions are the most common error type.

分子生物学PPT课件

分子生物学PPT课件
RNA、微小RNA、时序RNA） 翻译的自我调节 翻译后水平的调控
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

过程分子生物学22012 1 ppt课件

此外，最近还鉴定出三种热传感器：第一种称 为TRPV1型胡椒粉（辣椒素）热传感器，其敏感温 度为43℃以上；第二种称为TRPV2型热传感器，其 敏感温度为52℃以上；第三种称为TRPV3型温热传 感器，其敏感温度范围在25℃-43℃之间。
受体直接构成离子通道 冷热离子通道
蝰蛇能感应波段为750-1000nm的红外
过程分子生物学
1 基因表达的调控机制 2 细胞通讯的分子机制 3 免疫多样性的分子识别 4 胚胎发育的基因表达谱 5 肿瘤发生的分子机制 6 基因组学与系统生物学
细胞通讯的分子机制
A 细胞通讯的基本概念 B 水溶性物质的跨膜运输-物理传送 C 信号分子的跨膜传递-信号转导 D G蛋白信号转导途径 E JAK-STAT信号转导途径 F TNF信号转导途径 G TGF信号转导途径 H PI3K信号转导途径 I 细胞分裂素信号转导途径 J 信使系统的偶联与启动
外界信号如何进入细胞，细胞又如何应答，这是分子生物学的 一个基本命题，正在受到越来越多的重视。1992年的诺贝尔生理学 奖授予了蛋白质可逆磷酸化的奠基人；1994年则授予了GTP结合蛋 白的发现者。
响应环境并控制分子跨细胞质膜进出，是所有细胞的重要特征 这一过程依靠定位于细胞质膜上的蛋白质。细胞质膜对水溶性的物 质是不容渗透的，这些物质包括离子、无机物、多肽等。为了进入 和影响细胞，亲水性的物质或者通过胞饮的方式进入细胞，或者与 定位在细胞质膜上的蛋白质发生相互作用，以信号的方式进入细胞。
2A 细胞通讯的基本概念
b 信号分子传递的基本形式
物理扩散：脂溶性信号分子（脂溶性激素如甾体激素），可通过简 单的物理扩散作用穿透质膜进入细胞内，并在细胞内或核内与其靶蛋白 结合，发挥功能，无需细胞膜专一性受体。

《分子生物学全套》ppt课件

分子生物学定义
分子生物学是一门从子水平研究生 物大分子的结构和功能的科学，主要 关注DNA、RNA和蛋白质等生物大 分子的复制、转录、翻译和调控等过 程。
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
分子生物学研究内容及方法
研究内容
包括基因和基因组的结构与功能、DNA损伤与修复、基因表达的调控、蛋白质 组学的研究以及疾病产生的分子基础等。
研究方法
包括基因克隆与表达、蛋白质分离与纯化、PCR技术、基因敲除与敲入、高通 量测序技术、生物信息学分析等。这些方法的应用使得分子生物学研究更加深 入和广泛。
阔前景。
下一代测序技术在分子生物学中应用
下一代测序技术原理
基于大规模并行测序的原理，一次可对数百万至数十亿个DNA分 子进行测序。
测序数据分析
包括序列比对、变异检测、基因表达量分析等，以揭示基因组的结 构和功能。
下一代测序技术的应用
在疾病诊断、个性化医疗、物种鉴定和进化生物学等领域发挥重要 作用。
非编码RNA与疾病关系
非编码RNA异常表达与多种疾病相关，如肿瘤、心血管疾 病等，可作为疾病诊断和治疗的新靶点。
非编码RNA研究前景
随着高通量测序技术和生物信息学发展，非编码RNA研究 将更加深入，为疾病防治提供新思路和新方法。
合成生物学在分子生物学中应用前景
合成生物学概念及研究范畴
合成生物学是一门新兴交叉学科，旨在通过设计和构造新的生物部件、系统和机器来理解 和操控自然生物系统。
RNA产物。
影响因素
包括DNA模板的序列和 结构、RNA聚合酶的活 性和选择性、转录因子

分子生物学ppt课件

细胞质遗传
生物的遗传
ppt课件.
14
一、染色体概述
第一节 染色体的组成与结构
染色体包括_________和____________两大部分
DNA：同一物种内每条染色体所带DNA的量是一定的，
但不同染色体或不同物种之间变化很大，从上百万到
染色体
几亿个核苷酸不等。
人X染色体带有1.28亿个核苷酸对，而Y染色体只带有 0.19亿个核苷酸对（见表2-1）
递给后代;DNA通过转录和翻译最后得到蛋白质, 因此,要求能与RNA形成碱基互补以实现转 录;DNA在复制时,会出现碱基错配,因此要求 DNA聚合酶具有校对功能,来保证亲代和子代 DNA之间的稳定性.
ppt课件.
28
第一节 染色体的组成与结构 二、真核细胞染色体的组成与结构
化学组成（参见P22-30/25-32）
蛋白质（组蛋白和非组蛋白）：种类和含量十分稳定
。 由于细胞内的DNA主要在染色体上，所以说遗传物质的主要载体是
染色体。 ppt课件.
15
一、染色体概述
第一节 染色体的组成与结构
染色质与染色体 染色质：
非分裂期的细胞核经低渗处理、溶胀 破裂后释放出染色质，在电子显微镜 下呈纤维串珠状的长丝。
细胞核中能被碱性染料强烈着色的物质，染色质是真核细胞的遗传
2. 理解DNA的二级结构及DNA的复制的过程，重 点掌握先导链与后随链合成DNA的不同方式。
3.掌握原核和真核生物DNA的复制的区别。
ppt课件.
3
第一节 染色体的组成与结构
一、染色体概述 二、真核细胞染色体的组成与结构 三、原核生物基因组
ppt课件.
4
知识点
真核生物染色体的组成,染色质与核小体 原核生物基因组,染色体中的蛋白质
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大肠杆菌启动子与s因子的对应关系 （Lewin‘s GENES X 2010）
因子/基因
氨基酸 识别数 -35区序列
间隔区
-10区序列
s 70（rpoD） 613 s 54（rpoN） 477 s 32（rpoH） 284 s S（rpoS） 330 s F（rpoF） 239 s E（rpoE） 202 s FecI（fecI） 173
枯草杆菌孢子
形成过程中两
条途径的 s因 s43பைடு நூலகம்
子交叉激活
sF
打开48个基因
sF
sE
Spo0A 前孢区
母细胞
Spo0A
SpoIIR
隔膜
SpoIIGA
s43
sproE
sE
打开262个基因
sG
sG
sK 打开81
个基因
激活
表达
SpoIVB
SpoIIA
sK
5h 5h
sproK
打开75个基因
枯草杆菌各类s因子识别启动子的序列偏好性 Science 335 2012
过程分子生物学
分子生物学是生命科学的主导性学科 基因的表达与调控是分子生物学的主题思想 过程分子生物学是分子生物学理论发展的高级阶段
1953-1983 基础分子生物学阶段
20世纪50年代 DNA双螺旋模型的建立 20世纪60年代 遗传密码的破译 20世纪70年代 DNA重组技术的诞生
1983-？ 过程分子生物学阶段
一个典型的大肠杆菌启动子通常包括下列四个结构要素：
启动子
转录起始位点
TTGACA AACTGT
16 - 10 bp
TATAAT ATATTA
5 - 9 bp
结构基因
-35区 T82T84G78A65C54A45 -10区 T80A95T45A60A50T96
1A 原核生物基因表达的启动开关
a 大肠杆菌启动子的多样性
1000 5
30 100
40 20
2
TTGACA CTGGNA CCCTTGAA TTGACA CTAAA
GAA TGNCTG
16-18 bp 6 bp
13-15 bp 16-18 bp
15 bp 16 bp 15 bp
TATAAT TTGCA CCCGATNT TATAAT GCCGATAA YCTGA CGTCTT
SPO1噬菌体基因表 达的级联调控模式
早期基因
通过更换不同的s因子，
s28
s43
识别并作用于不同基因
的启动子，最终导致这 些基因有次序地级联表
中期基因
达。前一基因编码后一
s33 / 34
s28
基因表达所需的s因子。
（Lewin‘s GENES X 2010） 晚期基因
枯草杆菌的孢子生成过程 对数生长期细菌
枯草杆菌孢子形成过程中的RNA聚合酶及其s因子
当环境压力（例如营养成份枯竭）时，枯草杆菌细胞内发生一连 串的磷酸基团传递反应，最终导致转录调控因子Spo0A的磷酸化。磷 酸化了的Spo0A同时启动两种不同操纵子的转录，分别表达出sproE和 sF。sF一方面启动sG的表达，另一方面又表达SpoIIR，后者再激活隔 膜结合型蛋白SpoIIGA，活化了的SpoIIGA将母体细胞中表达的sproE 裂解为有活性的sE；而在前孢区域内产生的sE均被前孢特有的蛋白酶 摧毁殆尽。母体细胞中sE的活性是激活前孢区域sG所必需的（通过 SpoIIA和一种未知蛋白因子）；而sG的活性又能产生一种信号，跨隔 膜激活母体细胞中的sK。即：sF → sE → sG → sK 。
20世纪80年代 动植物转基因技术的问世 20世纪90年代 人类基因组计划的实施 21世纪00年代 RNA干扰现象的发现
过程分子生物学
1 基因表达的调控机制 2 细胞通讯的分子机制 3 免疫多样性的分子识别 4 胚胎发育的基因表达谱 5 肿瘤发生的分子机制 6 基因组学与系统生物学
基因表达的调控机制
枯草杆菌在对数生长阶 段结束后，培养基中营养物 质耗尽，这时便启动孢子生 成过程：先是DNA复制，隔 膜形成，孢衣合成，母体裂 解，孢子释放。最后在细胞 内约40%的mRNA是孢子生 专一性的。
基因组复制 隔膜形成
DNA转位至前孢 孢衣形成
（Lewin‘s GENES X 2010）
母细胞裂解，孢子释放
1A 原核生物基因表达的启动开关
b 枯草杆菌启动子的多样性
枯草杆菌中存在着大约二十类不同的启动子，其 中有些隶属于正常的生理代谢基因，有些则隶属于噬 菌体感染、孢子生成、次级代谢过程中的相关基因。
在SPO1噬菌体感染过程中的RNA聚合酶及其s因子
SPO1噬菌体感染枯草杆菌后，早期基因表达；4-5分钟后，中期 基因表达，早期基因关闭；8-12分钟后，晚期基因表达，中期基因关 闭。早期基因的启动子由s43（即sA）识别启动，这是枯草杆菌细胞 内具有广泛生理生化功能的s因子，与大肠杆菌中的s70同源，组成 a2bb’s43型RNA聚合酶，转录中期基因表达所需的s因子编码基因 gp28。中期基因的启动子由sgp28识别启动，它与枯草杆菌的核心酶构 成a2bb’sgp28型RNA聚合酶全酶，负责转录晚期基因表达所需的s因子 编码基因gp33和gp34。晚期基因的启动子由sgp33和sgp34识别启动， 分别构成RNA聚合酶全酶a2bb’sgp33和a2bb’sgp34。
A 原核生物基因表达的启动开关 B 真核生物多转录因子的协同作用 C 原核生物的RNA结构调控 D 真核生物的RNA剪切调控 E 原核生物反义RNA的调控 F 真核生物sRNA介导的RNA干扰 G 真核生物应答元件的转录调控
1A 原核生物基因表达的启动开关
a 大肠杆菌启动子的多样性
通过对100多个大肠杆菌启动子的序列分析，结果表明：大多数 具有普通生理生化功能的基因所属的启动子，具有统一的特征序列。
sA
19 bp
sG
17 bp
sB
18 bp
sH
15 bp
sD
15 bp
sK
13 bp
sE
sL
14 bp
sF
17 bp
sW
绝大多数原核生物的RNA聚合酶均由五个亚基组成：a2bb’s（全 酶），其中a2bb’称为（核心酶）。各种原核细菌的a、b、b’亚基呈 高度的同源性，唯独s因子差别较大。RNA聚合酶核心酶对DNA链具 有非特异性的亲和力（碱性蛋白与酸性DNA之间的静电引力），但s 因子增强了RNA聚合酶与启动子区域的特异性结合。s因子帮助RNA 聚合酶识别启动子，同时启动转录。