DNA单链二级结构预测与单链构象多态性分析的一致性研究_何云刚
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DNA二级结构多态性
所属章节
核酸结构
解析
DNA双螺旋可以不同的构象形式存在。
在改变了溶液的离子强度和湿度时,DNA螺旋结构的沟的深浅、螺距、旋转角等都会发生一些变化。
目前从天然及合成的核酸X线衍射分析,已知的DNA构象形式有三族类型:1 高湿度低盐度下的B-DNA,即Watson-Crick模型,B-DNA结构是细胞内DNA存在的形式。
2低湿度高盐度下的A-DNA。
A和B型DNA均为右手双螺旋结构,差别主要为双螺旋的密度不同。
3 在研究人工合成的寡聚嘌呤-嘧啶核苷酸如CGCGCG的晶体结构时发现左手螺旋结构的Z-DNA。
A-DNA及Z-DNA在细胞中也可存在。
在体内,不同构象的DNA在功能上有所差异,可能参与基因表达的调节和控制。
关键点
因为在转录过程中出现的短期的DNA-RNA杂交链是近似A型,因此推测A型DNA易于转录和表达,而Z型则不易转录和表达,相当于闭锁起来的DNA,不同DNA片段采用不同二级结构存在形式,与其转录活性相适应,是调控的又一个手段
易出现的错误
我们通常所说的DNA二级结构模型都是指B型,但DNA二级结构的存在形式多样,不仅由B型、Z型、A型,还有其他的存在形式,每一种存在形式可能都有一定的作用。
简述dna 2级结构要点
DNA是一种由五环碱基组成的高分子,在生物学上被认为是遗传信息的“载体”。
它的两个结构层次分别是一级结构和二级结构。
DNA的一级结构包括了碱基序列和由碱基组成的主轴。
脱氧核糖核苷酸组成的碱基序列是DNA的关键结构,它决定了DNA中承载的遗传信息。
由碱基组成的主轴拉伸碱基序列,并有助于保持碱基序列的稳定性。
DNA的二级结构是DNA分子的一种更复杂的折叠结构。
它由双螺旋结构和叠螺旋结构组成,双螺旋结构由双链DNA组成,是由内部相互作用而形成的结构,可以有效地移动DNA分子中的碱基,从而控制信息的传递和表达,而叠螺旋则可以说是DNA分子的保护层,可以抵御外部的化学或物理有害因素。
此外,DNA的二级结构还与许多重要的生物学过程密切相关。
DNA 在复制、修饰、表达和传递遗传信息中都发挥着重要作用。
DNA会在这些过程中发生变化,从而影响这些过程的正常进行,甚至可能导致一些疾病的发生。
因此,DNA的二级结构研究也变得越来越重要,它有助于更好地理解我们的遗传结构,以及对特定疾病的治疗。
总之,DNA有两个结构层次:一级结构和二级结构。
一级结构由碱基序列和主轴组成,它构成了DNA分子的基本结构;而二级结构则由双螺旋和叠螺旋组成,与DNA在复制、修饰、表达和传递信息中发挥着重要作用,对DNA的功能有重要影响。
对DNA的研究可以帮助我们更好地理解遗传信息的传输和表达,也可以帮助我们更好地治疗某
些疾病。
dna的二级结构特点DNA是生物体内遗传信息传递的重要分子,其结构对于生物体的生命活动具有重要意义。
DNA的二级结构是指DNA分子中两条多核苷酸链之间的相互作用。
其中,最为经典的就是DNA双螺旋结构。
DNA双螺旋结构由两条反平行的多核苷酸链组成,这两条链以螺旋的形式缠绕在一起。
螺旋的直径约为2纳米,螺距为3.4纳米。
DNA双螺旋结构的稳定性主要依赖于氢键。
氢键是碱基间的相互作用力,它们保证了两条链之间的紧密联系。
在DNA双螺旋结构中,碱基之间的配对遵循A-T和C-G的规则。
腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)之间形成两个氢键,而胞嘧啶(C)与鸟嘌呤(G)之间形成三个氢键。
这种氢键配对使得DNA分子具有较高的稳定性。
DNA的二级结构在生物体内具有重要的功能。
首先,它为遗传信息的传递提供了稳定的模板。
在细胞分裂过程中,DNA通过复制将自己的遗传信息传递给子代,保证生物体的遗传特性。
其次,DNA的双螺旋结构为RNA合成提供了基础。
在转录过程中,DNA的一条链作为模板合成RNA,进而实现遗传信息的表达。
此外,DNA的二级结构还参与了基因表达调控、染色质结构维持等生物过程。
在实际应用中,对DNA二级结构的研究有助于我们深入了解生命现象,为基因工程、生物信息学等领域提供理论基础。
例如,通过研究DNA的结构,科学家们发现了许多与疾病相关的基因突变,为疾病的诊断和治疗提供了线索。
同时,对DNA二级结构的研究也为新型药物设计和基因治疗策略提供了理论依据。
总之,DNA的二级结构在生物体内具有重要意义,它不仅保证了遗传信息的稳定传递,还参与了多种生物过程。
朱玉贤-现代分子生物学第三版课后习题及答案(整理版)现代分子生物学课后习题及答案(共10章)第一章绪论1.你对现代分子生物学的含义和包括的研究范围是怎么理解的?答:分子生物学是从分子水平研究生命本质的一门新兴边缘学科,它以核酸和蛋白质等生物大分子的结构及其在遗传信息和细胞信息传递中的作用为研究对象,是当前生命科学中发展最快并正在与其它学科广泛交叉与渗透的重要前沿领域。
狭义:偏重于核酸的分子生物学,主要研究基因或DNA的复制、转录、表达和调节控制等过程,其中也涉及与这些过程有关的蛋白质和酶的结构与功能的研究。
分子生物学的发展为人类认识生命现象带来了前所未有的机会,也为人类利用和改造生物创造了极为广阔的前景。
所谓在分子水平上研究生命的本质主要是指对遗传、生殖、生长和发育等生命基本特征的分子机理的阐明,从而为利用和改造生物奠定理论基础和提供新的手段。
这里的分子水平指的是那些携带遗传信息的核酸和在遗传信息传递及细胞内、细胞间通讯过程中发挥着重要作用的蛋白质等生物大分子。
这些生物大分子均具有较大的分子量,由简单的小分子核苷酸或氨基酸排列组合以蕴藏各种信息,并且具有复杂的空间结构以形成精确的相互作用系统,由此构成生物的多样化和生物个体精确的生长发育和代谢调节控制系统。
阐明这些复杂的结构及结构与功能的关系是分子生物学的主要任务。
2.分子生物学研究内容有哪些方面?答:分子生物学主要包含以下三部分研究内容:A.核酸的分子生物学,核酸的分子生物学研究核酸的结构及其功能。
由于核酸的主要作用是携带和传递遗传信息,因此分子遗传学(moleculargenetics)是其主要组成部分。
由于50年代以来的迅速发展,该领域已形成了比较完整的理论体系和研究技术,是目前分子生物学内容最丰富的一个领域。
研究内容包括核酸/基因组的结构、遗传信息的复制、转录与翻译,核酸存储的信息修复与突变,基因表达调控和基因工程技术的发展和应用等。
遗传信息传递的中心法则(centraldogma)是其理论体系的核心。
生物化学中的核酸二级结构分析核酸的二级结构是指核酸分子中核苷酸之间的空间排列方式。
核酸分子的二级结构对于其功能和特性具有重要影响,因此对核酸二级结构的分析具有极大的研究价值。
在生物化学中,核酸主要分为DNA和RNA两种类型。
DNA是遗传信息的存储介质,而RNA则在转录和翻译过程中起到传递和转化遗传信息的作用。
DNA和RNA的二级结构分析主要包括以W-C碱基配对为基础的双螺旋结构和非W-C碱基配对的非螺旋结构。
首先,W-C碱基配对是核酸二级结构的基本特征,通过互补配对形成双螺旋结构。
DNA双螺旋结构由两条互相平行的DNA链通过互补碱基配对而成,形成了DNA的螺旋结构。
在DNA分子中,腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)通过两个氢键相互配对,而鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)通过三个氢键相互配对。
这种碱基配对规则使得DNA可以稳定地保存遗传信息,并且具有高度的选择性。
除了DNA双螺旋结构,RNA也可以形成双螺旋结构,但通常不稳定且片段较短。
RNA的二级结构形成主要是通过碱基间的互补配对和碱基间的非螺旋结构来实现的。
RNA分子中腺嘌呤(A)和尿嘧啶(U)通过两个氢键配对,而鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)通过三个氢键配对。
这种配对规则使得RNA也能稳定地保持双螺旋结构。
此外,非W-C碱基配对也可以导致核酸的非螺旋结构。
在非螺旋结构中,不同的碱基之间通过氢键或范德华力相互作用而形成特定的构象。
例如,DNA分子中的瓜儿啶(G)可以与胞嘧啶(C)形成非W-C碱基配对,形成三个氢键的G-C配对。
这种非W-C碱基配对结构在DNA分子中发挥了重要的生物学功能,如在转录调控中起到关键作用。
核酸二级结构的分析方法主要包括X射线晶体学和核磁共振(NMR),通过这些技术可以直接研究核酸双螺旋和非螺旋结构的形态和三维空间排列。
此外,计算机模拟和分子动力学模拟等理论方法也可以用来预测和分析核酸的二级结构。
总之,核酸的二级结构分析在生物化学中具有重要的研究价值。
生物化学中的核酸二级结构分析生物化学是研究生命现象的化学基础和过程的学科,其中核酸是生物化学中非常重要的一部分。
而对于核酸而言,二级结构是非常关键的一个概念。
那么什么是核酸的二级结构?为什么要研究核酸的二级结构?本文将从这两个问题进行探讨。
何为核酸的二级结构核酸(RNA和DNA)是由核苷酸组成的聚合物。
而核苷酸分为两个部分:碱基和糖磷酸骨架。
由于核苷酸中的碱基不同,因此RNA和DNA的序列是不同的。
而糖磷酸骨架的结构是相同的,它们都是由糖和磷酸交替排列而成的。
核酸的二级结构是指在空间中,核苷酸相互作用而形成的结构。
这种结构究竟是什么样的?具体来说,包括三种形式:单链、双链和三维结构。
其中,单链指的是RNA和DNA在水溶液中呈线性结构,没有任何的复杂空间构型。
而双链结构是RNA和DNA在水溶液中呈现出的最常见的形式。
多种核苷酸排列在一起,通过碱基之间的氢键相互配对,形成一个垂直于互相配对的氢键上的一个结构,两个互补的链形成了一个螺旋。
具体来说,DNA是一个双螺旋结构,RNA则是一个单螺旋结构。
最后,三维结构,这是一个更加复杂的核酸二级结构,是由整个核苷酸链之间的相互作用所形成的,比如RNA的三维结构是由原本单链结构的RNA经过包裹和摺叠,形成一个有意义的形状。
以上这些都是核酸的二级结构,它们的不同,决定着核酸本身的性质以及功能。
而如何研究这些不同的二级结构呢?核酸二级结构分析方法核酸的二级结构研究,需要通过一些特殊的手段来实现。
第一种是X射线晶体学。
在这种方法中,晶体学科学家会利用到X-射线的异象散射原理,来确定核酸分子的三维结构。
在这种方法中,核酸分子会被结晶成为固体,在X射线的束流中,产生类似于干涉条纹的经典X-射线衍射图像,结合经典X-射线衍射公式,科学家可以推导出样品分子的三维结构。
第二种是核磁共振。
在这种方法中,科学家会利用到核磁共振的原理,通过激光或者微波脉冲的形式,来刺激核磁共振,从而得到样品分子的三维结构。
Research Paper研究报告微生物学报Acta Microbiologica Sinica 49(8):1011-1017;4August 2009ISSN 0001-6209;CN 11-1995 Q http: actamicrocn基金项目:国家自然科学基金面上项目(30770048)*通信作者。
Tel Fax:+86 10 64807406;E mail:baify@i m.ac.c n作者简介:李娟(1977-),女,山东菏泽人,助理研究员,博士,主要从事病原微生物分子流行病学研究。
E mail:lij uan enj oyment@收稿日期:2008 12 09;修回日期:2009 02 1726S rDNA 单链构象多态性分析在临床酵母菌菌种鉴定中的应用李娟1,2,白逢彦2*(1中国疾病控制中心传染病预防控制所,传染病预防控制国家重点实验室,北京 102206)(2中国科学院微生物研究所,真菌地衣系统学重点实验室,北京 100101)摘要: 目的 探讨酵母菌临床分离株26S rDNA D1 D2区序列种内相似性和种间差异性的快速检测方法,为临床酵母菌菌种鉴定方法的改进奠定基础。
调查北京地区临床酵母菌的种群多样性,为国内酵母菌感染的流行病学研究提供新的基础数据。
方法 用5种常见临床酵母菌种的模式和权威菌株作为标准参考菌株,从北京四家综合性医院收集临床酵母菌260余株,PCR 扩增其26S rDNA D1 D2区,对扩增产物进行单链构象多态性(Single Strand Conformation Polymorphism,SSCP)分析和序列测定分析。
结果 常见病原酵母菌26S rDNA D1 D2区的SSCP 图谱具有明显的种间差异性和种内相似性,可以通过该方法对菌株进行初步的菌种鉴定。
D1 D2 SSC P 和序列分析相结合,对260余株临床酵母菌进行了菌种鉴定,共鉴定有10个属20个种,优势属为念珠菌属(Candida ),优势种及其所占比例分别是:C .albicans (57 7%),C .parapsilosis (10 0%),C .tropicalis (9 2%),C .glabrata (6 7%)和C .krusei (5 8%),并发现过去从未或很少报道致病的酵母菌种,愈来愈多地出现在临床分离菌株中。