分子生物学第三章基因和基因组
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分子生物学-基因与基因组(总分:406.00,做题时间:90分钟)一、名词解释(总题数:53,分数:106.00)1.基因(gene)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 2.上游启动子元件(upstream promoter elements)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 3.应答元件(response element)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 4.基因组(genome)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 5.C值(C-value)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 6.C值矛盾(C-value paradox)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 7.基因重叠(gene overlapping)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 8.多顺反子mRNA(polycistronic mRNA)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 9.逆转录病毒(retrovirus)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 10.单顺反子mRNA(monocistron mRNA)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 11.间隔DNA(spacer DNA)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________12.高度重复序列(highly repetitive sequences)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 13.反向重复序列(reverse repeated sequence)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 14.回文序列(palindrome)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 15.卫星DNA(satellite DNA)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 16.微卫星DNA(microsatelliteDNA)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 17.小卫星DNA(minisatellite DNA)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 18.DNA指纹(DNA finger-print)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 19.端粒(telomere)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 20.0t卫星DNA(α satellite DNA)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 21.中度重复序列(moderate repetitive sequences)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 22.短分散片段(short interspersed repeated segments,SINES)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 23.长分散片段(1ength interspersed repeated segments,LINES)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________24.Alu家族(Alu family)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 25.Kpn Ⅰ家族(Kpn Ⅰ family)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 26.Hinf家族(Hinf family)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 27.单拷贝序列(single copy sequence)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 28.多基因家族(multi gene family)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 29.基因簇(gene cluster)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 30.假基因(pseudogene)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 31.超基因(supergene)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 32.自私DNA(selfish DNA)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 33.基因组学(genomics)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 34.结构基因组学(structural genomics)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 35.遗传图谱(genetic map)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________36.遗传标记(genetic marker)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 37.RFLP(restriction fragment length polymorphism,限制性酶切片段长度多态性)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 38.RAPD(random amplified polymorphism DNA,随机扩增多态性DNA)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 39.AFLP(amplified fragment length polymorphism,扩增片段长度多态性)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 40.SSLP(simple sequence length polymorphism,简单序列长度多态性)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 41.SSCP(single strand conformation polymorphism,单链构象多态性)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 42.SNP(single nucleotide polymorphism,单核苷酸多态性)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 43.物理图谱(physical map)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 44.序列标签位点(sequnce-tagged site,STS)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 45.转录图谱或表达图谱(transcription map or expression map)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 46.表达序列标签(expressed sequence tag,EST)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 47.序列图(sequence map)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________48.功能基因组学(functional genomics)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 49.比较基因组学(comparative genomics)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 50.蛋白质组学(proteomics)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 51.蛋白质组(proteome)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 52.功能蛋白质组(functional proteome)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 53.CpG岛(CpG island)(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________二、是非判断题(总题数:37,分数:37.00)54.迄今所发现的各种病毒仅含有一种核酸,或DNA,或RNA。
一、名词解释:1. 转录单元:是指一段从启动子开始至终止子结束的DNA序列,RNA聚合酶从转录起始位点开始沿着模板前进,直到终止子为止,转录出一条RNA链。
2. 单顺反子:只编码一个蛋白质的mRNA分子称为单顺反子。
3. 多顺反子:编码多个蛋白质的mRNA分子。
4. 基因:一段有功能的DNA序列。
5. 编码链:与mRNA序列相同的那条DNA链称为编码链。
6. 内含子的变位剪接:在高等真核生物中,内含子通常是有序或组成性地从mRNA前体中被剪接,然而,在个体发育或细胞分化时可以有选择性地越过某些外显子或某个剪接点进行变位剪接,产生出组织或发育阶段特异性mRNA,称为内含子的变位剪接。
7. 转录的不对称性:在RNA的合成中,DNA的二条链中仅有一条链可作为转录的模板。
8. 启动子:指能被RNA聚合酶识别、结合并启动基因转录的一段DNA序列。
9. 核心启动子:指保证RNA聚合酶Ⅱ转录正常起始所必需的、最少的DNA序列,包括转录起始位点及转录起始位点上游TATA区10. 因子:六聚体蛋白,通过水解核苷三磷酸、DNA\RNA解链,促使新生RNA链从三元转录复合物中解离出来,从而终止转录11. RNA的编辑:是指转录后的RNA在编码区发生碱基的突变、加入或丢失等现象12. SD序列:mRNA中用于结合原核生物核糖体的序列。
13. 转录:转录是以DNA中的一条单链为模板,游离碱基为原料,在DNA依赖的RNA聚合酶催化下合成RNA链的过程。
14. 终止子:在一个基因的末端往往有一段特定顺序,它具有转录终止的功能,这段DNA序列称为终止子。
15. mRNA帽子:真核细胞中mRNA 5' 端的一个特殊结构。
它是由甲基化鸟苷酸经焦磷酸与mRNA的5' 端核苷酸相连,形成5',5'—三磷酸连接的结构。
16. 模板链:双链DNA分子中,可作为模板转录为RNA的DNA链,该链与转录的RNA链的碱基互补。
基因与基因组名词解释
基因是生物体遗传信息的基本单位,它是DNA分子上的一段特
定序列,携带着编码特定蛋白质或RNA分子的遗传信息。
基因决定
了生物体的遗传特征和功能。
基因组是指一个生物体或一个物种所有基因的集合。
它包含了
该生物体或物种的全部遗传信息。
基因组可以分为核基因组和线粒
体基因组两个部分。
核基因组是指生物体细胞核内的DNA分子构成的基因组。
它包
含了大部分基因,编码了控制生物体发育、生长、代谢和功能的蛋
白质。
线粒体基因组是指线粒体内的DNA分子构成的基因组。
线粒体
是细胞内的一种细胞器,负责产生细胞所需的能量。
线粒体基因组
编码了一些与能量产生相关的蛋白质。
基因组的大小和组成可以因生物体的类型和复杂程度而异。
例如,人类基因组大约由30亿个碱基对组成,包含了大约2万个基因。
不同生物体的基因组大小和基因数量也有很大差异。
基因组研究对于了解生物体的遗传特征、进化过程以及与疾病
的关联具有重要意义。
通过对基因组的分析,科学家可以揭示基因
之间的相互作用关系,进而深入理解生物体的生物学功能和复杂性。
基因组学的发展也为基因治疗、基因编辑等领域的研究提供了基础。
第三章从核酸到基因组一、选择单选:1、核酸分子中最不可能有的碱基对是A. A-GB. A-TC. A-UD. C-GE. G-U2、染色体所含的碱性成分是A.DNAB.RNAC.组蛋白D.非组蛋白E.DNA和RNA3、在生理条件下带正电荷的成分是A.DNAB.RNAC.组蛋白D.非组蛋白E.DNA和组蛋白4、细胞质内不存在A.转移RNAB.信使RNAC.核糖体RNAD.核酶E.核小RNA5、关于mRNA的描述,哪项是错误的?A.原核生物mRNA多为单顺反子mRNAB.原核生物mRNA的5'端有非翻译区C.真核生物mRNA的3'端有非翻译区D.真核生物mRNA的5'端核苷酸含稀有碱基E.真核生物mRNA的3'端poly(A)尾长度与其寿命有关6、细胞内含量最多的RNA是A.核酶B.mRNAC.rRNAD.snRNAE.tRNA7、通常所说的基因表达产物不包括A.mRNAB.rRNAC.蛋白质D.tRNAE.核酶8、所有基因都不含有的元件是A.非编码序列B.复制起点C.加尾信号D.内含子E.增强子9、真核生物基因组是指A.一个细胞内的全部基因B.一个细胞内的全部DNAC.一个细胞内的全部染色体D.一个细胞内的全部染色体DNAE.一个细胞内的全部染色体组DNA10、与 pCAGCT互补的 DNA序列是A. pAGCTGB. pGTCGAC. pGUCGAD. pAGCUGE.pAGCUG11、tRNA 的结构特点不包括A. 含甲基化核苷酸B. 5' 末端具有特殊的帽子结构C. 三叶草形的二级结构D. 有局部的双链结构E. 含有二氢尿嘧啶环12、核酸分子内部储存传递遗传信息的关键部分是A.磷酸戊酸B.核苷C.碱基序列D.戊糖磷酸骨架E.磷酸二酯键13、组成核小体的是A.RNA和组蛋白B.RNA和酸性蛋白C.DNA 和组蛋白D.DNA和酸性蛋白E.tRNA和组蛋白14、有关 mRNA 的正确解释是A. 大多数真核生物的 mRNA 都有 5' 末端的多聚腺苷酸结构B. 所有生物的 mRNA 分子中都有较多的稀有碱基C. 原核生物 mRNA 的 3' 末端是 7- 甲基鸟嘌呤D. 大多数真核生物 mRNA 5' 端为 m7Gppp 结构E. 原核生物帽子结构是 7- 甲基腺嘌呤15、下列哪项描述是正确的?A. 人的基因组中的基因是重叠排列的B. 人的不同的组织细胞中的基因组都有差别C. 人的基因组远大于原核生物基因组,非编码区远大于编码区D. 人的基因组远大于原核生物基因组,但不存在非编码区E. 各种生物的基因组大小一致但序列不同多选:1、关于核酸结构,以下哪些描述是正确的?A.3',5'-磷酸二酯键是连接核苷酸的惟一化学键B.DNA的二级结构即右手双螺旋结构C.RNA不能形成双螺旋D.Z-DNA结构可能与基因表达的调控或基因重组有关E.DNA分子中主要的碱基对是A-T和C-G2、关于RNA的茎环结构,以下正确叙述是A.形成于链内存在互补序列的RNAB.形成于链内存在重复序列的RNAC.其形成与A-U含量有关,因为氢键越少,形成碱基对所消耗的能量越少D.仅当相应序列所有碱基均配对时才会形成E.存在G-U配对3、关于超螺旋A.真核生物线粒体和某些病毒、细菌等的DNA都以超螺旋形式存在B.双股DNA正超螺旋为左手超螺旋C.细胞内的DNA通常处于负超螺旋状态D.真核生物细胞核线性DNA不存在超螺旋结构E.DNA解链时形成负超螺旋状态4、形成核小体的组蛋白包括A.H1B.H2AC.H2BD.H3E.H45、以下哪项对真核mRNA的描述是不正确的?A.种类多B.寿命短C.含量稳定D.分子大小不均一B. E.所有真核mRNA具有相同的3'端6、tRNA在蛋白质合成过程中所起的作用是A.负责转运氨基酸B.解读mRNA遗传密码C.作为逆转录病毒的引物D.参与RNA的转录后加工E.参与端粒合成7、tRNA的特点是A.是单链小分子B.含有较多的修饰碱基C.5'端核苷酸往往是pG。
分子生物学(杨建雄)第一章绪论分子生物学1.概念广义:在分子水平上研究生命现象,或用分子的术语描述生物现象的学科侠义:在核酸与蛋白质水平上研究基因的复制,基因的表达和调控,及基因的突变与交换的分子机制2.研究内容:①以某物种全套基因表达产物的结构和功能②基因传递和表达的途径③基因表达的调控3.三大原则①构成生物大分子的单体是相同的——共同的核酸语言(Nt)、共同的蛋白质语言②生物遗传信息的表达的中心法则相同③生物大分子里面,单体(核苷酸、氨基酸)的排列是不同的4.分子生物学的兴起①Mendel 豌豆杂交实验总结了基因的分离定律和自由组合定律表明生物的遗传性状是由独立的遗传因子决定,这些遗传因子后来被称作基因②遗传的染色体学说,染色体是基因的载体证实:1910年Morgan 利用果蝇进行遗传学实验发现了基因的连锁规律③“一个基因一个酶”假说1941年George Beadle和Edward Tatum 以红色面包霉为研究对象④核素1869年瑞士Miescher他的学生Altmann提出了核酸的概念⑤1910年德国Kossel 首次分离得到单核苷酸,并阐明核酸的主要成分是核糖、磷酸和碱基⑥1924年德国Feulgen 发现核酸中的糖有核糖和脱氧核糖两种,并根据核酸所含核糖的不同,将核酸分为核糖核酸和脱氧核糖核酸⑦1929年Kossel学生Levine发现核酸中的碱基主要是腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶。
还证明核酸是由核苷酸组成的,而核苷酸是由碱基、核糖、磷酸组成的⑧1944年Avery通过肺炎链球菌转化实验证明基因是由DNA构成的1952年Hershey和Chase 利用噬菌体感染细菌实验,证实了DNA是遗传物质⑨1950年Chargaff指出DNA中四种碱基的比例关系:A/T=G/C=1⑩1953年Watson和Crick提出DNA双螺旋结构模型(分子生物学兴起的标志)5.分子生物学的发展①关于基因的复制1958年Meselson和Stahl 同位素实验证实DNA复制的半保留机制1956年Arthur Kornberg 等首先在大肠杆菌中发现了DNA聚合酶Ⅰ1989年Greider等发现端粒酶是以内源性RNA为模板的逆转录酶②关于基因的转录1955年Brachet 洋葱根尖和变形虫实验、Hall和Spiegelman T2噬菌体DNA-RNA杂交实验证实蛋白质合成模板是RNA;1958年Crick提出著名的中心法则1960年Weiss和Hurwitz 发现RNA聚合酶③关于基因的翻译1954年Gamow 推测遗传密码是三联体1961年Crick,Barrett和Brenner等用插入和缺失突变证实了遗传密码是三联体Nirenberg和Khorana破译遗传密码④关于基因表达的调控1961年Jacob和Monod提出基因表达的操纵子学说1976年Tonegawa 发现免疫球蛋白的体细胞重组机制......⑤基因过程的兴起1964年Holliday 提出了DNA重组模型DNA连接酶、逆转录酶、限制性内切核酸酶等加速分子生物学发展进程的一项“简单而晚熟”技术聚合酶链反应(PCR)技术1985年Mullis第二章核酸的结构和功能DNA是主要的遗传物质1869年瑞士Miescher 从细胞核中分离出含磷很高的酸性化合物,称为核酸1889年他的学生Altmann提出了核酸的概念1910年德国Kossel 首次分离得到单核苷酸,并阐明核酸的主要成分是核糖、磷酸和碱基1924年 德国 Feulgen 发现核酸中的糖有核糖和脱氧核糖两种,并根据核酸所含核糖的不同,将核酸分为核糖核酸和脱氧核糖核酸1929年 Kossel 学生 Levine 发现核酸中的碱基主要是腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶。
第三章基因和基因组第一节基因组的大小与C值矛盾一、相关概念☆基因(gene)是合成一种功能蛋白或RNA分子所必须的全部DNA序列.一个典型的真核基因包括①编码序列—外显子(exon)②插入外显子之间的非编码序列—内合子(intron)③5‘-端和3’-端非翻译区(UTR)④调控序列(可位于上述三种序列中)基因平均由1000个碱基对组成,一个DNA分子可能包含几个或几千个基因。
☆基因组(genome):一特定生物体的整套(单倍体)遗传物质的总和,即生物体维持配子或配子体正常功能的全套染色体所含的全部基因(DNA)。
基因组的大小用全部DNA的碱基对总数表示。
比如人基因组的全长为大约3×109对碱基,编码3-4万个蛋白分子。
细菌或噬菌体、病毒---单个染色体中所含的全部基因(DNA)。
人类基因组计划(human genome project HGP)基因组学(genomics)结构基因组学(structural genomics)功能基因组学(functional genomics)☆C值(C-value):在真核生物中,每种生物的单倍体基因组的DNA总量总是恒定的,称为C-值低等真核生物中与形态学复杂程度相关,但高等真核生物中变化很大所谓C值(C value)即单倍体基因组的DNA总量。
它是每一种活生物的一个性质。
C 值大小有着巨大差异。
小到象支原体那样的不足106bp,大到一些植物及两栖类的1011bp。
进化中不同门的C值范围。
随着复杂度的增加,基因组大小的最小值是增加的。
但是随着高等真核生物DNA绝对量的增长,有些门的基因组大小出现了很大的变化。
每门的一种生物DNA的最小量要使原核生物比低等真核生物更复杂,增加基因组大小是必要的。
盐沼核菌(pyrenomas salina)是现已证明的含有最小基因组的真核生物,它有6.6×105bp,(然而这些生物可能并不是真正的真核生物,但可能是进化的中间阶段,代表了细胞核与叶绿体的原始存在形式。
)支原体是最小的原核生物,它的基因组大小只是一个大噬菌体的3倍(T4基因组为1.7×105bp)。
细菌基因组大小至少为2×106bp。
单细胞真核生物(其生命周期可能包含原核时期)的基因组大小也是这么小,尽管它比细菌基因组稍大些。
作为真核细胞per se并不意味着需要基因组大小有很大的增加。
酵母的基因组大小可以只有约1.3×107bp,仅仅是最大的细菌基因组大小的两倍。
黏菌D. Discoideum的基因组比酵母大了两倍,它可以以单细胞或多细胞的形式存在。
为了第一个完全的多细胞生物,复杂度增长是十分必要的。
线虫(c. elegans)的DNA 容量为8×107bp。
沿着进化树上行,我们可以看出,尽管基因组大小的增长对于昆虫、鸟类或是两栖动物与哺乳动物这些物种的产生是非常重要的,但复杂度与DNA的关系变得模糊了。
二、C值矛盾与表现C值矛盾(C-value paradox C-悖理):形态学的复杂程度与C-值的不一致称为C-矛盾。
主要有以下几方面的体现之一:物种之间--形态学的复杂性和C-值的复杂性不成正相关a、生物进化程度与C-值的矛盾。
两栖类与哺乳类之间b、亲缘关系相近的生物C-值相差较大例1:两栖类的C-值范围例2:一种普通果蝇的基因组为1.4 X108,而一种普通家蝇的为8.6 X 108之二:与预期的编码蛋白质的基因的数量相比,基因组的DNA含量过多。
例:人类与E.coli编码基因数目的比较研究。
E.coli. 4 X 106bp DN A约编码3000种基因。
人类29 X 108 bp 的DNA 是大肠杆菌的700多倍。
有上百万个基因???此外:根据不同细胞中的mRNA数目来估算表达基因的方法。
◘持家基因(housekeeping gene):有些基因是在所有的细胞类型中都表达的,即这些基因的功能为所有细胞所必须(或称组成型基因constitutive gene)。
◘奢侈基因(luxury gene):仅在某种特定类型的细胞中表达的基因。
哺乳动物的每种表型的细胞表达的基因约为1 X 104个,这样整个哺乳动物的基因数目要多于每种细胞的表达数,估计应该有1 X 105个(不同书上有一定偏差),约为大肠杆菌的30倍,那么90%以上的DNA功能何在??第二节细菌和病毒基因组一、大肠杆菌(Escherichia coli E.coli )1、大肠杆菌在实际工作中的重要性经常被当作是所有生物的原型(archetype):a、在实验室中容易操作b、生长迅速,要求营养物质简单,能进行很多生理生化过程c、其有性生殖的存在使得遗传学的研究成为可能(遗传杂交、遗传性状、存在性状)d、能够供应细菌病毒的生长,使病毒的本性即病毒扩增的深入研究成为可能。
2、大肠杆菌的遗传物质(1)染色体DNA需要基因组DNA的一些相关操作一般选择对数生长期的E.coli (2~4个类核)以获得丰富的基因组DNA◙类核中,染色体DNA成分占80%,其余为RNA和蛋白质◙ 4.6 x 106bp的基因组DNA 与多种DNA结合蛋白质组装成E.coli的染色体◙基因组DNA为双链环状,总长度为1100~1400μm,1400个基因都已定位小心地将大肠杆菌的DNA与它的大多数结合蛋白分离开,在电子显微镜下就可观察到拟核的组构,其DNA由50~100个环或结构域组成,这些环或结构域的末端被与细胞膜的一部分相连的蛋白固定。
环的大小为50~100kb。
☻ E.coli的基因组的特点a、功能相关的几个结构基因以操纵元(operon)的形式存在其中包括共同的调节基因、启动子(promoter)、操作子(operator),在基因转录时协同动作。
b.结构基因中没有内含子,也无重叠现象。
c.细菌DNA大部分为编码序列。
d、RNA基因往往多拷贝,蛋白质为单拷贝。
(2)质粒DNA(plasmid DNA)细菌中另一类遗传物质,环状DNA,存在于染色体之外,能自我复制,质粒也携带许多基因,如:抗生素抗性基因3、大肠杆菌的酶类细胞中含有核酸代谢所需的酶类,除了DNA聚合酶(DNA polymerase)、RNA聚合酶(RNA polymerase),还有多种限制性内切酶(restriction endonuclease)限制性内切酶是分子生物学实验操作中最基本的工具酶,在DNA测序、片段分离、克隆DNA的环节都要用到二、病毒基因组的特点1.每种病毒只有一种核酸,或者DNA,或者RNA;2.病毒核酸大小差别很大,3X103一3X106bp;3.除逆病毒外,所有病毒基因都是单拷贝的。
4.大部份病毒核酸是由一条双链或单链分子(RNA或DNA),仅少数RNA病毒由几个核酸片段组成.5.真核病毒基因有内含子,而噬菌体(感染细菌的病毒)基因中无内含子.6.有重叠基因2、λ噬菌体* 双链DNA,长度48Kb,其DNA分子有三种存在形式a、两个粘性末端分离的线性分子COS位点(cohesive-end site)b、带有切刻的环状分子(开环的粘性末端互补后未连接的c、闭合环状分子(粘性末端互补,DNA连接酶连接)* 其基因均是按功能相近的聚集成簇的(两个正调节基因N和Q除外)其基因的组织形式,除两个正调节基因N和Q之外,均是按功能相近的聚集成簇的。
λ噬菌体的7个头部基因A~F占有相互邻接的位置,调控基因N、CI、CII、CIII、Cro也集中在一个区域。
此外,结构基因与它们所编码的蛋白质所作用的部位也在邻接的部位,例如整合基因int和切离基因xis处在附着点att的旁边;复制基因O和P处在复制起始点旁边。
* 存在形式在寄主体内有溶源生长周期(原噬菌体)和溶菌生长周期两种生活途径第四节真核生物的染色体与基因一、真核生物染色体结构回顾二、真核生物DNA的复性动力学(重新结合动力学Reassociation kinetics)●真核生物复性动力学研究真核生物基因组大小的范围产生了一个重要问题:是否较大的基因组含有较多的基因,或者只是含有与较小基因组相同的基因但更多的拷贝呢。
如果基因种类随基因组大小增长而增长,我们应该可以期望基因组中独特DNA序列将增长。
而如果只是简单拥有更多拷贝,这种事情将不会发生。
真核基因组的普遍性质可以通过变性DNA重组动力学去获得。
互补序列的重组是依靠碱基配对的原则发生的,是使双链分开的变性过程的反过程。
这种技术可以被拓展到利用它们与特殊探针杂交的能力分离单个DNA或RNA。
重组反应动力学反映出了各种不同序列的存在。
因此这个反应可以被用来将基因以及它们的RNA产物定量化。
●复性动力学的研究方法一般我们可以通过以下两种方法检测在复性反应中单链已经合成双链:(1)减色效应(hyp0ochromic effect)和增色效应相反,由于双链逐渐增多,对260nm的紫外线吸收会相应减弱。
因此测定光密度,即OD值(optical density)即可。
DNA从单链变成双链,OD减少30%。
(2)羟基磷灰石层析羟基磷灰石的特点是对双链DNA吸附较牢,不宜吸附单链,我们将样品过柱,然后用不同浓度的缓冲夜洗脱,就可以收集单链和双链DNA,计算相的浓度。
●C0t曲线DNA复性依赖于互补链的自由碰撞,并且符合二级动力学方程。
单链消失的速度可用下面公式表示:-dC/dt=kC2其中C为单链DNA的浓度,单位是每开的核苷酸摩尔数;t是时间,单位为秒;k 是二级反应常数,单位是升/mol秒,k值取决于阳离子浓度、温度,片断大小和DNA 分子序列的复杂性(sequence complexity of the DNA population )。
上面公式可以重排为-dC/C2=kdt。
当t=0时,C=C0,将上式积分:-〔1/C0-1/C=kt,即1/C-1/C0=kt,可重排成C/C0 =1/(1+kCot)。
在上式中,当t=0时,C=C0,表明所有的DNA都是单链。
C0为DNA的总浓度。
复性的分数C/C0是起始浓度和经过时间的乘积Cot的函数,这样的函数可以绘成下面的左图,称为Cot曲线。
当C/ C0=1/2时的Cot值定义为Cot1/2,因此Cot1/2=1/k。
任何DNA的反应可以用其半复性条件表示。
即C0×t1/2之乘积,称为Cot1/2。
Cot1/2等于浓度与达到最大数度一半所需时间之积,与速率成反比,Cot1/2增大意味着反应速度变慢的。
Cot1/2代表了基因组的大小和DNA顺序的复杂程度。
在一个指定的实验里,C0是已知的,C可以测定,如以C/C0对C0t作图,可得如图所示的曲线。
在曲线的中点,即C/C0=1/2时,C0t=1/K。