DNA组装技术

DNA组装是合成生物学研究的核心技术。随着合成生物学的发展,研究者开发了依赖于DNA聚合酶或DNA连接酶的不同DNA组装技术;为了降低组装成本和便于实现DNA组装的自动化,也发展了一些非酶依赖的DNA组装技术;而几百kb到Mb的大片段DNA的组装则多数依赖于微生物体内重组。文中主要综述了酶依赖、非酶依赖和体内同源重组三类DNA组装技术及其发展情况。     

多胺在DNA生物合成中的作用

多胺存在于每个细胞之中,由细胞自身合成,并受控于细胞内外的许多因素。近十年来发现多胺在DNA生物合成中具有重要的调控作用,引起了人们的关注。本文主要评述多胺对DNA生物合成过程的影响,以及多胺对DNA聚合酶、DNA促旋酶、拓扑异构酶、DNA连接酶和胸腺嘧啶核苷激酶的作用机制。     

DNA引发酶及其在肿瘤增殖和治疗中的作用

DNA聚合酶不能从游离的核苷酸开始合成DNA链,由DNA引发酶合成约7～10个核苷酸的RNA引物．DNA聚合酶利用引物提供自由的3′-OH末端合成新的DNA链。DNA引发酶在DNA复制的起始中起重要作用,而DNA复制是肿瘤细胞增殖的关键,抑制DNA引发酶活性,使引物的合成或延长受阻．DNA复制受抑制,肿瘤细胞不能增殖,从而达到抗肿瘤的目的。因此DNA引发酶是抗肿瘤药物研究的一个理想靶点。     

苜蓿豆血红蛋白互补脱氧核糖核酸(cDNA)的合成及其无性繁殖

本文介绍了 cDNA 合成的详细方法。用苜蓿豆血红蛋白 poly A( )mRNA 作模板,在反转录酶作用下合成单股 cDNA(ss-cDNA),然后在 E.coli DNA 聚合酶 I 作用下合成双股 cDNA(ds-cDNA)。采用同聚物尾接方法和合成的内切酶寡核苷酸衔接物连接方法,将 ds-cDNA 与质粒 pBR322 DNA 重组,进行转化,得到对氨苄青霉素抗性(Amp~r)和四环素敏感(TeL~s)的75个转化子。经 cDNA-mRNA 的杂交选择和无细胞体外转译的初筛结果,有两个转化子具有与苜蓿豆血红蛋白 mRNA 有同源性的 cDNA。这种 cDNA 的性质有待于进一步研究.     

焦磷酸光化测序技术的发展和应用

人类基因组计划(Human Genome Project, HGP)不仅极大地提高了人类对基因组和相关遗传信息的认识水平,而且促进了生命科学研究技术的发展和应用。正是在这样的历史背景下,焦磷酸光化测序技术(pyrosequencing)由瑞典研究人员发明。焦磷酸光化测序技术的基础原理是基于"通过合成测序"原理进行酶促反应的DNA测序方法,通过基于释放焦磷酸盐时的链式反应的可见光检测,即可获得一个特异的检测峰,峰值的高低和相匹配的碱基数成正比。该技术可应用于DNA核苷酸序列和突变的检测、单核苷酸多态性的基因型的鉴定,以及DNA甲基化水平变化的分析等。近年来,随着摄影器材和成像技术的快速发展,这项技术的原理是基于通过酶促反应而实时检测可见光,因此,有望在检测的敏感性方面得到更进一步的发展。该文根据笔者在瑞典近三十年的工作经验和积累的文献,首先阐明焦磷酸光化测序的基本原理,然后介绍该技术的应用,最后讨论其发展前景。     

动物细胞DNA多聚酶

该书分十部分:一、引言;二、动物细胞中DNA多聚酶的增殖;三、αDNA多聚酶;四、βDNA多聚酶;五、r及σDNA多聚酶;六、动物细胞DNA多聚酶在细胞DNA复制中的作用七、动物细胞DNA多聚酶在细胞DNA修复中的作用;八、DNA合成的精确性;九、动物细胞DNA多聚酶的生物学;十、展望.     

基因机:第二次高潮

我们已面临生物工学时代,为满足这一急速发展的领域的需要,正在出现一系列高精尖的仪器。其中最有用的也许要数DNA合成机即“基因机”了,这种仪器把DNA的结构单元连接起来,合成出定制的在遗传工程中有大量应用的DNA序列。     

DNA聚合酶在维持基因组稳定性中的多重功能及其相关疾病

遗传物质的稳定传递是生命繁衍的根本。基因组DNA的精确复制和分配是遗传物质传递的基础,也是细胞周期两大最核心的生物学事件。DNA聚合酶作为催化合成DNA双链的酶,是复制过程中最重要的因子之一。尽管对这类酶的研究已有将近60年的历史,但依然是生命科学基础研究的前沿之一。真核生物中已知的DNA聚合酶有十几种,它们不仅参与正常基因组DNA合成过程,也参与DNA损伤情况下多种修复过程。如此众多的具有不同特性的DNA聚合酶在细胞内是如何分工与合作的,在正常细胞传代与环境胁迫等情况下维护基因组稳定性中的关键作用及其分子机制又是什么。更有意思的是,最近的肿瘤细胞比较基因组数据表明,多种DNA聚合酶基因突变与某些肿瘤和遗传疾病相关,从而为这些疾病致病机理研究与诊治提供了新的思路和方法。对上述DNA聚合酶相关核心问题的最新研究进展进行了综述。     

寻找克隆基因的探针

基因表达和DNA复制应用到基因克隆的具体方法和技术及其概念在不断发展变化。首先DNA是应用纯化了的限制性内切酶在核酸序列上的特异部位切割下来的DNA片段,许多DNA片段用DNA连接酶把它们拼接成克隆工具。限制性内切酶和DNA连接酶在进行筛选时已加以纯化了,这两种酶在商业上是有价值的。     

利用氯化苄提取适于分子生物学分析的真菌DNA

随着生物技术的飞速发展,更加需要简便、快速地提取高质量的DNA。以往报导的提取真菌DNA的方法大都采用液氮研磨或酶解破坏细胞壁和膜的方式,从而导致繁琐、复杂和费时的提取过程。根据氯化苄在弱碱条件下与多糖上的羟基反应形成醚从而使多糖长链断裂的事实,我们发展了一种全新的真菌DNA提取方法,该方法使氯化苄在pH9.0时与细胞壁多糖作用,破坏细胞壁,基因组DNA因而得以从细胞中释放出来。新方法具有简便、快速、价廉的优点,得到的DNA蛋白质污染少、质量较高、产量稳定。对该法提取的DNA作进一步的分子生物学分析,如限制性内切酶酶解、RFLP分析、RAPD扩增,都取得了令人满意的结果。利用氯化苄提取真菌DNA的研究,迄今在国际、国内均尚未见报道。     

利用氯化苄提取适于分子生物学分析的真菌 DNA

随着生物技术的飞速发展,更加需要简便、快速地提取高质量的DNA。以往报导的提取真菌DNA的方法大都采用液氮研磨或酶解破坏细胞壁和膜的方式,从而导致繁琐、复杂和费时的提取过程。根据氯化苄在弱碱条件下与多糖上的羟基反应形成醚从而使多糖长链断裂的事实,我们发展了一种全新的真菌DNA提取方法,该方法使氯化苄在pH9.0时与细胞壁多糖作用,破坏细胞壁,基因组DNA因而得以从细胞中释放出来。新方法具有简便、快速、价廉的优点,得到的DNA蛋白质污染少、质量较高、产量稳定。对该法提取的DNA作进一步的分子生物学分析,如限制性内切酶酶解、RFLP分析、RAPD扩增,都取得了令人满意的结果。利用氯化苄提取真菌DNA的研究,迄今在国际、国内均尚未见报道。     

末端脱氧核苷酸转移酶在生物传感及核酸合成领域的应用*

末端脱氧核苷酸转移酶(terminal deoxynucleotidyl transferase, TdT)是聚合酶X家族中的一员,与典型的DNA聚合酶不同,TdT以恒温的无模板依赖的方式催化脱氧核糖核苷三磷酸(dNTP)聚合到寡核苷酸的3'羟基端来合成DNA。并且TdT对底物的耐受性高具有聚合修饰型dNTP的能力,如荧光修饰的dNTP、生物素修饰的dNTP,甚至人工碱基均可作为其良好底物。TdT的这些生化特性使其被广泛的应用在生物传感和核酸合成领域中,促进了许多基于核酸的工具和方法的发展,并为酶促从头合成DNA技术的发展奠定基础。介绍了TdT的性质,重点总结了它在其介导的生物检测技术、核酸的修饰技术以及酶促合成DNA技术三个方面的核心作用、目前面临的挑战以及未来研究的方向,以期促进TdT在生物传感器和核酸合成中的进一步应用。     

一种新的DNA 片段扩增法— 聚合酶链式反应法

随着分子生物学的发展,对特定核若酸片段进行 分离、纯化及扩增已成为基因分子生物学研究的中心 问题。自从197,年Southern转移技术建立以来,这 一领域已经取得很大进展。但已建立的方法在特异性 和灵敏度等方面尚未达到令人满意的水平：同时操作 复杂,这已成为提高研究速度的主要限制因素。用常 规方法对特定DNA片段进行分离,提纯和扩增,不仅 费时费力,并且对微量样品中的单拷贝片段的分离和 扩增尤其显得困难。由Mullis等％L23建立的聚合酶 链式反应法（polymerase chain reaction,简称PCR）有 效地解决了这一问题。运用PCR技术可以使1微微 克样品DNA中存在的仅有一个拷贝的特定核营酸片 段得到大量扩增。与常规方法相比,运用PCR技术 可大大地缩短操作时间及减小劳动强度,因为不再需 要次级克隆及分离、纯化等繁杂的步骤,而只要合成两 个起始引物,将基因组DNA与这两个引物及DNA聚 合酶等所组成的反应体系在三个不同温度的水浴中机 械地操作之后,就可得到两个引物5‘末端之间的大量 的DNA片段。并且不需要进一步纯化,其纯度就足 以满足有关核昔酸片段的分析研究。现在国外一些公 司已推出一种装置,可使PCR反应完全自动地进行。 从PCR技术的出现（Mullis"], Saikit'23, Saikiti41）到 现在只一年多的时间,但这技术已广泛地应用于分子 生物学研究的各个方面。可以预期,PCR技术将极 大地促进基因分子生物学的研究。     

一种通用的基因组DNA提取方法

目的:探讨一种通厢的基因组DNA提取方法.方法:采用改良的膜法分别从动植物组织、外周血、细菌、细胞等标本提取基因组DNA,DNA样品经紫外吸收、琼脂糖凝胶电泳、PCR扩增和酶切进行榆测.结果:该方法提取的基因组DNA纯度较高,电泳条带清晰,DNA质量能满足下游分子生物学研究的需要.结论:该方法简便快速、适用范围广,是提取基因组DNA的一种有效方法.     

酶学方法第68卷(重组DNA)

本书介绍研究遗传工程、分子生物学方面很重要的重组DNA的研究方法及最新技术。内容包括重组DNA技术,用于重组DNA研究的酶学,DNA的合成、分离与提纯,用于重组DNA无性繁殖的载体和宿主,DNA无性繁殖系的筛选,无性繁殖基因表达的检验与分析方法。     

PHA刺激对淋巴细胞修复DNA损伤的影响

本文报道PHA刺激对淋巴细胞DNA修复的影响的实验结果。以254nm波长的UV照射细胞(30J/m~2)引起DNA损伤,以[~3H]-TdR掺入实验测定非程序DNA合成,用超微量法测定细胞的NAD~+含量,并以[~(35)S]-蛋氨酸掺入,聚丙烯酰胺凝胶电泳及放射自显影术测定蛋白质生物合成,其结果如下: (1)在被PHA转化的淋巴细胞内非程序DNA合成,随PHA刺激的时间加长而增高;PHA处理淋巴细胞42小时,合成的速率约增加4倍;(2)在转化的淋巴细胞内,非程序DNA合成及程序DNA合成都被N-乙基马来酰亚胺(一种DNA聚合酶α的抑制剂)抑制,表明在DNA修复过程中DNA聚合酶α可代替DNA聚合酶β发挥作用; (3)UV照射后,被PHA刺激的淋巴细胞内NAD~+含量大约减少43.2％,而对照淋巴细胞内NAD~+的含量只减少25％,似乎说明PHA刺激能促进淋巴细胞内的P-ADP-核糖化作用;(4)在受PHA刺激72小时的淋巴细胞内有多种蛋白质合成,这些细胞在UV照射后以含10μg/ml嘌呤霉素的培养基培养,则非程序DNA合成被明显抑制(P<0.01),这提示DNA修复是一需要蛋白质合成的过程。此外,在受UV照射后10-45小时的淋巴细胞内,诱导产生一种分子量大约34000道尔顿的蛋白质。 上述结果表明,当PHA使淋巴细胞从静止状态转化为增殖状态时,有多种酶被诱导。由于这些酶,如DNA聚合酶α及P-ADP-核糖聚合     

新生霉素抑制拓扑异构酶Ⅱ对多瘤病毒DNA合成的影响

本文报告了Ⅱ型拓扑异构酶抑制剂——新生霉素对多瘤病毒DNA合成的抑制作用,发现新生霉素对细胞和病毒DNA的体外合成具有不同的抑制曲线。新生霉素在复制过程中抑制复制中间物转变成成熟的病毒DNA分子的过程,同时影响病毒DNA分子的负超螺旋密度。本文结果提示Ⅱ型拓扑异构酶是病毒DNA复制末期所必须的酶。     

利用DNA家族重排提高青霉素G酰化酶合成活力

NA家族重排技术是酶定向进化的有力工具 ,已在实际应用中获得了巨大成功。来源于Providenciarettgeri、Escherichiacoli和Kluyveracitrophila的青霉素酰化酶基因序列同源性为 6 2 .5 %～ 96 .9%。在Providenciarettgeri青霉素酰化酶基因克隆和表达的基础上 ,利用DNA家族重排技术构建了上述基因的嵌合体突变库。通过平板初筛获得有活力的阳性克隆 ,表达提取突变酶测定其合成水解活力比。对突变酶进行随机测序的结果表明多基因嵌合体突变库显示出明显的多样性。通过一轮重排及筛选 ,获得了合成活力提高 4 0 %的突变酶 ,并且发现α亚基的重排对酶合成活力的提高更加有效。上述方法的应用有望获得合成活力进一步提高的青霉素G酰化酶。     

DNA合成技术及应用

DNA从头合成技术是指以寡核苷酸链为起始的合成DNA片段的技术,其不断进步是合成生物学快速发展的基石之一。常规使用的连接介导的DNA合成技术和PCR介导的DNA合成技术日益成熟,精确合成长度已经达到0．5—1kb。微阵列介导的DNA合成技术不断发展,其低成本、高通量的特点吸引了人们的注意;而酵母体内DNA合成技术的成功探索也为体外DNA合成提供了一种补偿方法。DNA合成在优化密码子用于异源表达、构建异源代谢途径、合成人工基因组以及合成减毒病毒用于疫苗研制等方面有广泛应用。综述了DNA从头合成技术的研究进展,并介绍了DNA合成的前沿应用。     

活化石植物－－苏铁树叶绿体DNA分子中的核糖核苷酸

随着分子生物学的深入发展,科学工作者对脱氧核糖核酸(DNA)的研究也更加深入。近年来发现一些植物叶绿体DNA(cpDNA)、动物线粒体DNA(mtDNA)分子中含有少数核糖核苷酸。其中对豌豆,菠菜和莴苣叶绿体DNA分子中的核糖核苷酸研究较多,而且比较详细。研究这个问题,使用的方法是碱(KOH)或核糖核酸酶(RNase)处理cpDNA。如果DNA分