三十年磨一剑——2006年诺贝尔化学奖得主Roger Kornberg关于真核基因转录机制的研究

2006年的诺贝尔化学奖授予了美国斯坦福大学的科恩伯格(Roger D.Kornberg)教授,以表彰他在真核基因转录的分子机制研究方面做出的卓越贡献。在细胞中,DNA的复制、RNA的转录和蛋白质的翻译是生命活动的核心过程。因此,研究遗传信息如何从DNA到RNA再到蛋白质的传递过程一直是分子     

三十年磨一剑———2006年诺贝尔化学奖得主Roger Kornberg关于真核基因转录机制的研究

2006年的诺贝尔化学奖授予了美国斯坦福大学的科恩伯格（Roger D．Komberg）教授,以表彰他在真核基因转录的分子机制研究方面做出的卓越贡献。在细胞中,DNA的复制、RNA的转录和蛋白质的翻译是生命活动的核心过程。因此,研究遗传信息如何从DNA到RNA再到蛋白质的传递过程一直是分子生物学研究的核心课题。科恩伯格的工作则在分子水平上向我们展示了RNA聚合酶Ⅱ（RNA polymerase Ⅱ）及各种蛋白因子在DNA模板上合成作为蛋白质合成模板的信使RNA（mRNA）的过程,为在转录水平阐明真核基因的表达调控奠定了分子结构基础。     

RNA的生物合成

基因表达的过程,就是遗传信息流从其贮存的位点(通常是双链DNA)转移到其作用的位点(通常是一个蛋白质或酶)的历程,这其间必定要经历一个遗传信息从DNA转抄到RNA上的步骤。因此以DNA为模板合成RNA的过程,即DNA转录,或RNA的生物合成是基因表达的     

RNA的多维调控和应用

<正>RNA是生命起源的最初分子形式.原始的RNA分子既可自我复制又可催化化学反应.随着漫长的进化过程, RNA的催化功能逐步转移到蛋白质,而作为遗传信息承载者的功能则转移到DNA,并逐步形成了现代生物学的中心法则,即遗传信息先由DNA转录成RNA,再由RNA翻译成蛋白质.细胞中除了编码蛋白质的信使RNA(mRNA)外,还存在着大量种类不一、功能各异且不翻译成蛋白质的非编码RNA.     

2015年诺贝尔化学奖

2015年诺贝尔化学奖被授予托马斯·林达尔、保罗·莫德里奇和阿齐兹·桑贾尔,以表彰他们在分子水平上解析出细胞如何修复受损DNA及保护遗传信息。他们的工作为活体细胞是如何工作提供了基础的认知,以及例如,如何用于新癌症疗法的开发。     

转录 反转录

有机体的遗传信息一般都编码在由缠绕成双螺旋的两条长链所组成的脱氧核糖核酸(DNA)分子上,由四个码编成,这四个码是不同的化学单位,叫做碱基。在正常细胞中要合成某种蛋白质,遗传信息是以DNA为模板,根据碱基互补的原则合成与它对应的单链分子核糖核酸(RNA),然后再从RNA链译成特定的蛋白质分子。即由DNA→RNA→蛋白质。由DNA→RNA称为“转录”,由RNA→蛋白质称为“翻译”。反转录是遗传信息以RNA为模板合成DNA,即同上述信息的转移从DNA→RNA这一经典过程相反,因此称“反转录”。例如,在RNA肉瘤病毒进入机体后,通过依赖于病毒RNA的DNA多聚酶,以病毒RNA为模板合成DNA,然后再以DNA     

非编码RNA的功能以及和疾病的关系

正分子生物学中心法则描述了从DNA到蛋白质的遗传信息流,DNA是编码遗传信息的分子,蛋白质是行使具体生物学功能的分子,而RNA则被认为是联系DNA和蛋白质的桥梁。因此,长期以来分子生物医学是以蛋白质为中心的。而人类基因组计划让人们感到吃惊的一个发现是能够编码蛋白质的DNA只占全部人类基因组DNA的2%左右,这和人们的传统认识大相径庭,因为按照中心法则,98%的     

Arthur Kornberg教授:科技创新的伟大科学家

当我们所撰写的综述"多聚磷酸盐在原核和真核生物中的研究进展"一文得以发表时,诺贝尔生理学或医学奖获得者、伟大的生物化学家、我们的老朋友Arthur Kornberg教授(图1)已经不幸地离开我们了.2007年10月26日晚Kornberg教授在斯坦福大学医院因呼吸衰竭病逝,享年89岁.虽然已到了退休的年龄,但他依然坚持在他创建的Stanford大学医学院生物化学系从事研究工作.     

哺乳动物早期胚胎发育中表观遗传信息的传递和重编程

高度特化的精子和卵子如何重编程形成全能性的受精卵?受精卵又是如何通过时空有序的分裂和分化形成各种细胞谱系,进而发育成一个完整的个体?这些问题是生殖生物学、发育生物学乃至整个生命科学领域基本和关键的科学问题。近年来,随着技术的进步和研究的深入,人们可以从全基因组水平以前所未有的广度、深度和精度窥探这一过程中重要的分子事件。研究发现, DNA的微环境染色质及其所携带的表观遗传信息在这些过程中发生了剧烈的重编程,以完成亲代到子代的转换。DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质开放程度以及染色质高级结构等表观遗传信息在配子发生和早期胚胎发育过程中经历了广泛的建立、擦除以及重建过程。同时,部分表观遗传信息可以从亲代传递到子代。该文总结了近年来在哺乳动物早期胚胎发育中表观遗传信息的传递和重编程方面取得的研究进展,同时阐述了表观遗传信息传递和重编程的潜在机制和生物学意义。     

微生物基因组:浩瀚的海洋

<正>生命的繁衍离不开遗传信息的传递,从人类首次揭示DNA分子的双螺旋结构到第一个微生物的全基因组测序完成,微生物是自然界分布最广泛的生命体。由于其具有基因组小的特点,从最开始就引领了基因组学的发展。从第二代高通量测序技术发明以来,基因组学的研究突飞猛进,为微生物基因组的发展注入了强心剂。随着人们对生命遗传信息的探索,DNA已经     

逆转座子和逆向遗传信息流

一、引言 遗传信息可以从基因组的一个位点转移到另一个位点,转移的信息或是由DNA所携带,或是由RNA所携带。DNA介导的转位作用在原核生物和真核生物中都能发生;RNA介导的转位作用目前仅发现于真核生物。逆转位作用的遗传因子则称     

第二章 核酸的化学(提要)

核酸是生物体内普遍存在的一类生物大分子。根据化学组分,核酸可以分为核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)两大类。所有生物细胞内部含有这两类核酸,但在病毒,要么只含DNA,要么只含RNA,没有既含DNA又含RNA的病毒。类病毒只是游离的小分子RNA。核酸的生物功能是多种多样的,但最主要的是它具有贮存和传递遗传信息的功能。DNA在细胞内主要存在于染色体中,是遗传信息的主要载体,通过半保留复制将全部遗传信息传给子细胞。细胞核和细胞质中都有RNA。RNA至少有三种主要类型:(1)核糖体RNA(rRNA),(2)转移RNA(tRNA),(3)信使RNA(mRNA)。它们在蛋白质生物合成     

从基因组学到功能蛋白质组学的研究

人类基因组草图绘制的完成,标志着生命科学已实质性地跨入了后基因组时代,研究重心已从揭示生命的所有遗传信息转移到在分子整体水平对功能的研究[1]。这种转向表明目前已进入功能基因组学(functional genom ics)以及随之产生的功能蛋白质组学(functional proteomics)等新学科领域的研究。     

非编码RNA与医学

正20世纪50年代可谓是"基因元年",发现了DNA双螺旋结构并提出遗传学中心法则。传统意义上的中心法则指的是遗传信息从DNA经由RNA流向蛋白质。该法则在一个时代里成为了细胞生物学最重要的基本法则,然而,过去10年对长短链非编码RNA(non-coding RNA,nc RNA)的广泛研究极大地补充和改变了该法则,提出RNA可以直接作为功能分子参与调控生命活动。基因组中非编码     

蛋白质剪接与一类新的可移动遗传因子

遗传信息的流向是从DNA到RNA再到蛋白质。由于绝大多数真核生物和部分原核生物基因中都有间插序列(IVS),故遗传信息在mRNA水平有一个剪接过程,即去掉内含子,将外显子连接起来,并加帽加尾(有些mRNA还得经过编辑过程),最后成为一个有功能的mRNA分子。 最近陆续发现了一类剪接现象——蛋白质剪接。     

tRNA的结构、功能及合成简介

DNA是遗传的物质基础.DNA分子中由4种碱基组成的不同的核苷酸的排列顺序携带着不同的遗传信息.DNA分子所储存的遗传信息,必须通过转录传递给信使RNA分子(mRNA),才能到达蛋白质合成的场所--核糖体.然后合成蛋白质的酶系再把mRNA所带来的信息翻译成蛋白质.     

“人类基因组作图及测序”计划的简介

自1985年美国能源部首先提出“人类基因作图和测序”的动议以来,历经长达3年的有专家、管理人员以至公众参予的多层次讨论,隶属美国国家科学委员会的该项计划的委员会完成了长达百余页的题为“人类基因组作图和测序”的报告。现将此报告的梗概作一介绍。报告分为8章,题为1.总论;2.导言;3.该计划实施的生命科学和医学价值;4.基因组作图;5.基因组测序;6.信息和材料的收集、分析和分发;7.实施与管理战略;8.实施的社会学影响。另外,报告还包括有关词汇、委员会委员简历等内容。遗传信息编码在DNA的核苷酸序列中(某些生物的遗传信息的存在形式是RNA)。在象大肠杆菌这类低等生物中,遗传信息是由单条DNA分子携带的。而真核生物的遗传信息载体的形式为多条由DNA和细胞核蛋白质形成的复合体——染色体。有关遗传信息的结构或组排形式(即基因和基因间区在DNA分子上     

进入分子水平的古生物研究——评述《分子古生物学原理与方法》

DNA双螺旋结构模型的建立是2 0世纪自然科学三大成就之一,其重大意义及影响可见诸多种媒体。《分子古生物学原理与方法》(杨群主编,科学出版社,2 0 0 3)的第1章首先简要地回顾DNA双螺旋结构模型的建立及其后分子生物学的重大进展,接着介绍了分子生物学、分子进化和分子系统学的基本概念,最后对古DNA这个狭义分子化石做出明确界定(因为古DNA是分子古生物学研究的一个热点、难点)。而在该章附录中包含了从古DNA标本的采集到分子古生物实验室设置的颇为详细的介绍。第3章进一步描述了古DNA的研究方法和应用。由于DNA序列不稳定,容易降…     

反转录现象和反转录酶的发现

1953年华生和克里格(J.D.Watson和F.H.Crick)提出了DNA的双螺旋结构模型,1958年后提出并建立了中心法则:DNA复制产生DNA,DNA转录产生RNA,RNA转译产生蛋白质。遗传信息不能从蛋白质传到蛋白质,也不能从蛋白质传到DNA和RNA(图1)。     

应用于DNA分子转移和分子杂交实验的二偶氮苄氧甲基(DBM)-滤纸性质的研究

DBM-滤纸与硝基纤维素一样,近年来广泛地用作DNA或RNA分子的载体来进行分子杂交实验。但是在进行小分子DNA的分子和杂交实验中,以及需要用几种不同的分子探针在同一个DNA载体上反复地进行分子杂交时,DBM-滤纸显示了更大的优越性。用小球菌核酸酶水解鸡红血球细胞核,抽提出DNA并用[~(32)P-γ]ATP和T_4多核苷酸激酶制备成5’末端标记的DNA分子。经2%琼脂糖电泳,DNA分子按染色质的核小体结构的一系列不同长度(从单体至五聚体)的片段被分开。胶经过NaOH和NaOAC处理,将DNA分子转移到DBM-滤纸上。此滤纸再经NaOH和H_2O处理,分别测定从单体至五聚体的不同分子量DNA的转移效率。结果指出,电泳胶经过转移前处理,单体和二聚体的损失分别为7%和5%,三聚体至五聚体没有损失。转移后仍留在电泳胶上的DNA为2—3%。经过转移后处理的DBM-滤纸所结合的DNA分子,从单体到五聚体分别为89%,91%,96%,94%和94%。因此,在所分析的分子量范围内,DNA分子基本上定量地被转移。用~(32)P标记的SV40 DNA作为探针,检测DNA碱变性与分子杂交效率的关系。结果指出,分子杂交之前,DBM-滤纸经NaOH的处理是必须的,但DNA被转移到DBM-滤纸之前,对电泳胶的碱处理步骤是可以省略的。