DNA复制研究步入单分子时代

DNA复制是生命体内必不可少的基本过程之一。传统研究显示DNA复制体中前导链和后随链的合成速度总体来说是一致的,从而避免在新生链中产生明显的单链缺口。主流的观点认为这是由于负责前导链和后随链的两个DNA聚合酶分子之间存在着某种协调同步机制。然而,Kowalczykowski实验室最近采用单分子荧光显微技术实时跟踪发现,大肠杆菌DNA复制体前导链和后随链上两个DNA聚合酶分子互相独立工作,并且都不是匀速行进而是呈现断断续续、时快时慢的随机动态变化。当DNA聚合酶暂停复制时,解旋酶仍会持续解链,导致解旋酶和聚合酶短暂的分离。有意思的是,此时DNA复制体触发一种类似“死人键”(dead-man’s switch)的保险机制,使DNA解旋的速度降低80%,从而恢复解旋酶和聚合酶的偶联。基于单分子水平的实时观察,他们认为前导链和后随链DNA复制进程均遵循一个符合高斯分布的随机模型。这与传统的生化研究观察到两者的合成速度总体来说是一致的并不矛盾。Kowalczykowski实验室的研究实现了从复制开始到结束整个过程对每个单分子行为的连续观测,而传统研究反映的则是经过较长时间对多分子群体平均水平的最终结果进行测定。因此,单分子技术可以极大地弥补传统生化研究的不足。随着未来单分子技术的进步和更广泛的应用,必将把包括DNA复制在内的生物学研究带到一个新的时代。     

嵌合Neomycin基因的腺相关病毒末端反向重复顺序(ITRs)折叠结构在真核细胞染色体基因组上的整合作用研究

腺相关病毒(AAV,Adeno associated Virus)是一类线状单股DNA的微小病毒。腺相关病毒因共具有定点整合(19q13 qter)及非病原性等特点而在基因转移与治疗中可望作为较为理想的载体。其在宿主染色体DNA上的整合需要辅助病毒共转染。根据Cavalier-Smith的线状SS DNA分子复制模式,即复制过程中3′OH端作为引物在DNA聚合酶的作用下合成另一姊妹股DNA分子,然后共价地连接到亲代未折叠的5′端回纹末端而进行DNA复制。本文     

端粒酶与肿瘤

端粒(telomere)是存在于真核生物线性染色体末端,由串联重复的DNA序列及其相关蛋白所组成的结构。由于能防止染色体的端-端融合、重组和降解,故具有稳定染色体的作用。众所周知,参与真核生物线性DNA复制的DNA聚合酶并不能使染色体DNA完全复制,因而染色体末端的端粒序列在不断分裂的过程中逐渐缩短。当人染色体的末端,又称末端限制片断TPF(terminal restriction fragments),缩短到5—7Kbp时,细胞就会发生衰老,因此,     

端粒酶(Telomerase)PCR ELISA——用于检测端粒酶活性的快速方法

宝灵曼公司最近推出了一种端粒酶PCR ELISA,它能对培养细胞或其他生物样品的细胞提取物中的端粒酶活性作高度灵敏的定性检测。 端粒是真核细胞染色体末端的特殊DNA-蛋白质结构,端粒DNA的特点是含有大量串连重复并富含G的重复序列,这些序列在进化中是高度保守的。端粒被认为可以阻止基因组DNA被降解或发生有害的重组,如:末端融合、重排、染色体易位和染色体缺失。由于DNA聚合酶不能复制线性DNA的最末端,所以在普通的体细胞中,端粒的末端会随周期性的复制被逐渐的缩短;这种现象在体内、体外均已被证实,并看来与高等真核生物中正常体细胞的增生受到限制相关,亦似乎在细胞衰老的过程中扮演一定的角色(“mitotic clock”;参看Greider and Blackburn,     

老幼龄扬子鳄端粒相对长度的差异性分析

端粒（Telomere）是线性真核细胞染色体末端的一种结构,由高度重复的DNA序列和结合蛋白所构成。在脊椎动物中,端粒通常为富含TG简单重复序列（TFAGGG）,其生物学功能是完成染色体末端复制,使DNA免受不恰当的修复以及防止端一端融合和核酸外切酶的降解（Dreesen et al．,2007）。     

滚环复制技术的建立及在RNA病毒基因检测中的初步应用

滚环复制是噬菌体繁殖所采取的一种基因复制方式,这种方式可使单链的环形分子在聚合酶和引物的作用下进行体外自我扩增。本文中用可特异性连接环化的寡核苷酸链作为探针,分别进行了1份细胞培养的禽流感病毒H5N1亚型样品、1份细胞培养的SARS病毒样品和4份丙型肝炎病毒阳性血清样品的检测。检测原理是探针与靶序列杂交后便可在T4DNA连接酶的作用下形成滚环复制中的环化单链分子,该分子在同温下可被特异性引物滚动复制和支链扩增。本文还利用按禽流感病毒NA1基因区序列合成的模拟DNA分子对该检测方法的灵敏度进行了测试。结果显示：利用固相RCA技术成功检测到三种RNA病毒的基因,该方法的灵敏度可达到能检测10^3拷贝模式DNA分子的水平。与传统的PCR方法敏感性的比较尚待进一步研究。     

抑癌基因p53蛋白产物与DNA相互作用的研究进展

抑癌基因p53蛋白产物是一种多功能的转录调控因子,其C-末端含DNA结合区,N-末端含转录激活区。它能通过磷酸化或构象变化来激活其DNA结合活性,从而与某些基因的启动子区结合而激活它们的转录,而对不具有与其结合位点基因的转录起抑制作用。p53蛋白还能作为一种DNA复制因子,通过与某些基因的复制起始区结合而对它们的复制或修复进行调控。对基因转录或复制的调控都最终反映在对细胞周期的调控上。     

用羟基磷灰石柱分级洗脱法纯化小牛胸腺末端脱氧核苷酸转移酶和DNA聚合酶

DNA分子体外重组一般有两种方法。一种是限制性核酸内切酶—DNA连接酶方法此法缺点是要求克隆的DNA和载体DNA都必须具有粘性末端,如无粘性末端,必须加大DNA连接酶的酶量才能重组;另一种方法为末端转移酶法,其优点是任意的两种DNA     

家蚕细小病毒样病毒的研究进展

家蚕细小病毒样病毒(Bombyx mori parvo-like virus,BmPLV)是一种二分病毒,该病毒在家蚕中肠柱状细胞核内复制和包装,感染的细胞核呈现过分膨胀、细胞核孚尔根浓染等细胞病理学特征。病毒粒子直径20~24 nm,无囊膜呈球型。基因组为单链线性双分子DNA(VD1、VD2),分别独立包装在各自的衣壳中。病毒编码四个非结构蛋白NS1、NS2、NS3和pol(DNA聚合酶),一个主要结构蛋白VP及次要结构蛋白P133。其基因组末端反向重复序列可形成与BmPLV复制有关的"锅柄形"结构,以及含自身编码的DNA聚合酶的序列,推测该病毒与腺病毒复制方式相类似,依靠共价蛋白为起始物完成复制。     

数学思维方法在生物学教学中的应用

数学思维方法常用于定量研究生物学问题。近年来在“3 X”高考、会考、竞赛的代谢、遗传、生态和生理等部分知识点的考查中被广泛应用 ,包括数列、不等式、数形结合、恒等变形、概率原理和比例的性质等方面。1　数列例 1,某 DNA用3 2 P进行标记 ,该 DNA分子复制 n次后 ,新形成的 DNA的分子中 ,含有原来母链中标记链 DNA分子占新 DNA分子的百分比是多少 ?解析 :双链 DNA复制时 ,所得的 DNA分子数为 2 n个 (n为复制次数 ) ,由于 DNA分子为半保留复制 ,不管DNA分子复制多少次所形成的新 DNA分子中含有标记链的 DNA分子始终是 2…     

乙肝病毒基因组克隆及其线性分子侵染力研究

乙肝病毒基因组为环状双链DNA,常态环状分子侵染能力很强。为了探讨乙肝病毒基因组线性分子对人肝的侵染和复制能力,克隆了德国病人Brandt携带的乙肝病毒全长基因组,定名为HBV-Brandt。Multiplex PCR基因型鉴定表明HBV-Brandt属于乙型肝炎病毒A型。细胞转染和荧光定量PCR分析证明乙肝病毒HBV-Brandt的基因组线性DNA分子可以侵染HepG2细胞,并进行大量复制。     

一种新的DNA复制和转录模型

DNA复制和转录有两种模型,一种是传统的滑动模型,复制和转录发生时参与反应的蛋白质沿DNA模板滑动.在另一种新提出的工厂模型中,固定在核结构上的蛋白质拉动模板来完成DNA的复制和转录.来自生物化学、生物物理学和细胞生物学等的实验证据表明,新的工厂模型是生物活体细胞内真实的复制和转录模式.     

富兰克林·威廉·斯塔尔

1953年,DNA双螺旋模型的提出标志着分子生物学的诞生,而随即也产生了一系列问题,其中之一是DNA以何种方式复制.沃森和克里克在1953年第二篇文章中初步推测是DNA以每一条单链为模板进行复制,子代DNA双链一条来自于亲代,一条新合成,这种复制方式被称为半保留复制.     

蛋白质起始的DNA病毒复制机制

DNA聚合酶在DNA合成过程中需要的引物包括RNA引物、DNA自我引物和蛋白质引物3种类型。新DNA链(如冈崎片段)的复制多是在DNA模板上合成一段RNA引物,细小病毒利用其基因组末端的反向末端重复序列(ITRs)自我折叠成DNA引物,而一些DNA、RNA病毒及真菌质粒起始复制反应的引物则是蛋白质。以感染原核生物的噬菌体Phi29和真核DNA病毒腺病毒为例,从复制过程所涉及的蛋白质、对复制原点的识别、复制起始反应、新链的延伸、复制终止过程等方面详细阐述DNA病毒由蛋白质引发的复制机制,并对已商品化的Phi29 DNA聚合酶产品多重置换扩增及单细胞测序等的应用以及基于噬菌体Phi29蛋白质起始的最小复制系统体外扩增异源DNA等最新的应用研究作相关总结介绍。     

有DNA功能的聚酰胺

丹麦的一位科学家最近发现了一种合成聚合物,其功能颇似DNA,能够稳定地固定在基因组中。这种人工合成的聚合物是根据计算机模拟合成的,其构造原理跟天然DNA分子相同。天然DNA分子是按线性序列构成的,上面     

染色体端粒研究进展

染色体端粒(telomere)是真核生物线性染色体两端的特殊DNA--蛋白质复合体结构,由随机重复序列组成的DNA序列和与之相结合的蛋白质分子构成。端粒DNA无论在DNA顺序、功能及其特殊的复制方式都与其它DNA顺序显著不同。本文将近年来对端粒的DNA结构、与端粒DNA相结合的蛋白质分子和在端粒复制中起重要作用的反转录酶--端粒酶(telomerase)的研究进展以及端粒对于真核生物的重要作用作一综述。     

电镜技术在核酸分子杂交研究中的应用

电子显微镜是目前唯一能直接看到DNA或RNA分子的工具,而电泳、同位素标记等技术只能间接地测定这些分子,电镜就是以它这种得天独厚的优点在核酸分子研究中崭露头角。基因的准确定位,核酸复制模型的完善,真核基因DNA倒转重复序列“十字架”结构的观 察及内含子的二发现等等,近四十年来,核酸分子杂交技术取得如此可喜的成绩,电镜所作的贡献是不能低估的。     

植物线粒体DNA质粒研究进展

本文列出了已发现的高等植物中的线粒体DNA质粒,按分子形状分为线粒体环状DNA质粒和线粒体线状DNA质粒,环状线粒体DNA质粒的特征是分子较小, 序列中有正向/反向重复序列,ORF一般较小。线状线粒体DNA质粒的特征是分子较大,末端有重复序列,5'端与蛋白质共价结合,有较长的ORF。还分别介绍了它们的复制机制、转录和起源。质粒间及质粒与核基因组、线粒体基因组、叶绿体基因组的同源性也作了介绍。最后,综述了植物线粒体DNA质粒与植物的细胞质雄性不育（CMS）之间的关系。     

染色体端粒研究的进展

粒为真核生物染色体的天然末端。它对稳定以及染色体的完全复制有着十分重要的作用。许多种生物的端粒DNA分子结构及其复制机制已被阐明,不少资料显示端粒在细胞中有着特殊的行为,并推测端粒可能参与了染色体的空间组织等核功能。     

线形质粒

质粒是染色体外的遗传因子,是一种双链环状的DNA分子,质粒本身含有复制的遗传结构,能在细胞质中独立自主地进行自我复制。它是一个复制子。一些质粒也能整合到细菌染色体中随染色体的复制而复制。质粒一般都带有某些抗性基因。