G-四链体:核酸的“新”结构

<正>核酸(包括DNA和RNA)是体内最重要一类生物大分子,DNA主要作为遗传信息载体,而RNA则作为信息中介分子、调节因子和酶等发挥多重生物学功能。核酸分子空间结构形式复杂、可变,可采用多种构象,在体内DNA主要为双螺旋结构,而RNA采取单链为主局部双螺旋结构,此外还存在一些特殊结构,如Z-DNA和G-四链体(G-quadruplex)等,这些结构对保证基因组完整性、基因表达和调控都具有重要作用。由于结构     

DNA复制和表达过程中的“水”

遗传信息的传递和表达主要指DNA复制、RNA转录和蛋白质翻译,属小分子单体物聚合成大分子物的过程。以文献、资料为依据,发现主要由DNA聚合酶、DNA连接酶和RNA聚合酶参与的DNA新链合成过程,由RNA聚合酶催化的RNA链延伸过程,以及由氨酰-tRNA酶、转肽酶等参与的肽链形成过程中均没有水的形成。     

“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     

基因表达及其调控的微分定律和遗传信息系统的基本结构

推导证明出有理真分式高阶导数的Q（n）公式,开发出双螺旋结构DNA分子的基因精简形式的数学模型,提出了生物杂交、测交遗传相对性状的数量计算方法,揭示出基因表达及其调控的微分定律,建立了微分定律的数学模型,给出了遗传信息系统基本结构的公式化诠释和推断的图解．该成果填补了遗传基本规律的理论空白,对生物遗传信息系统的结构研究和遗传工程问题的数学分析具有开拓性的意义．     

DNA复制的忠实性

染色体DNA携带着生物的遗传信息,生物依赖传递核酸以繁殖后代.产生与亲代等同的子代细胞需要在DNA复制时,子代DNA的碱基序列忠实于亲代DNA的碱基序列. DNA复制主要由DNA聚合酶催化.聚     

名词解释

遗传密码决定生物遗传性的主要物质是DNA,它由四种含不同核酸碱基的核普酸组成,的结构决所合成的蛋白质的结构。每任意联在一起的三个核普酸单位决定蛋白质中一种氨基酸DNA的这种对应氨基酸序列的核苷酸长链,贮存着决定蛋白质一级结构的信息,人们把它叫做传密码。     

品味丰盛的科普大餐——读沃森著《双螺旋一发现DNA结构的故事》中译本有感

DNA（脱氧核糖核酸）双螺旋结构、相对论和量子力学是20世纪自然科学三个最伟大的发现。DNA双螺旋结构的发现,阐明了遗传基因（DNA）分子的三维结构,揭示了生物遗传信息如何精确自我复制的秘密。它开辟了分子生物学的新纪元．对生物学、医学、农业的发展产生了不可估量的作用,     

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     

限制性片段长度多态性（RFLPS）及其原因

DNA是绝大多数生物(RNA病毒除外)携带和传递遗传信息的复杂的生物聚合体。能被限制性核酸内切酶在特定的核苷酸顺序上切割,形成各种长度的DNA片段,通过电源能将这些片段分开。 生物个体间的差异,本质上是DNA水平上的差异。这是由于进化过程中染色体DNA上核苷酸顺序发生了改变,当这种改变涉及到限制性酶切位点时,酶切后产生的DNA片段长度     

《双螺旋——发现DNA结构的故事》简介

二十世纪50年代初期,J.D.Watson和F.Crick提出的DNA双螺旋结构阐明了DNA是携带遗传信息的生物大分子和遗传信息复制的机制,由此奠定了分子生物学和分子遗传学的坚实基础。由于这项伟大的科学成果,Watson等三人获得了1962年诺贝尔生理学或医学奖。     

刺激响应型DNA水凝胶的性质及其应用

DNA水凝胶作为一种生物合成分子,既具有DNA分子的特异性、生物可降解性和分子识别等特性,又具有水凝胶的高亲水性等特征。刺激响应型DNA水凝胶主要是在环境因素的刺激下,利用常规DNA序列经Watson-Crick碱基互补配对形成的DNA分支结构或多种功能核酸的特殊DNA序列形成的i-motif结构; T-A·T三螺旋结构、C-G·C~+三螺旋结构及G-四链体结构等对环境的响应行为使水凝胶形成及应用。近年来,刺激响应型DNA水凝胶因其在温度、pH、光、金属离子、生物分子等单刺激因素,以及光热、金属离子、有机物、温度与p H等多刺激因素下的独特应答性质,在生物传感、生物成像、药物递送、生物材料等方面得到了广泛的应用。综述了刺激响应型DNA水凝胶的形成方法、分类及其核酸来源,形成后的表征手段以及在环境刺激下的响应行为与应用,概括了目前刺激响应型DNA水凝胶的研究热点,并就其未来发展趋势做出了预测。     

应当重视RNA的研究

生命现象是一个十分复杂的过程。它需要许多生物大分子(如核酸、蛋白质、脂类和多糖)、小分子有机化合物以及无机盐类等的协同作用。Crick用他修改过的中心法则高度概括了生命现象的根本规律。中心法则不仅指出了遗传信息的流向并且认为DNA、RNA和蛋白质是生命规律的核心。DNA储存遗传信息并决定物种的遗传和变异。RNA不仅可以储存遗传信息并在遗传信息的表达过程中表现功能。蛋白质表现遗传性状。由此可见DNA、RNA和蛋白质都是非常重要。要深入了解生命规律必须全面研究三者的结构与功能以及它们之间的相互关系。任何偏废都是有害的。近年来发现RNA还具有酶的催化功能。这就从根本上改变了所有的酶都是蛋白质的传     

刺激响应型DNA水凝胶的性质及其应用 *

DNA水凝胶作为一种生物合成分子,既具有DNA分子的特异性,生物可降解性和分子识别等特性,又具有水凝胶的高亲水性等特征.刺激响应型DNA水凝胶主要是在环境因素的刺激下,利用常规DNA序列经Watson-Crick碱基互补配对形成的DNA分支结构或多种功能核酸的特殊DNA序列形成的i-motif结构;T-A·T三螺旋结构,C-G·C ⁺三螺旋结构及G-四链体结构等对环境的响应行为使水凝胶形成及应用.近年来,刺激响应型DNA水凝胶因其在温度,pH,光,金属离子,生物分子等单刺激因素,以及光热,金属离子,有机物,温度与pH等多刺激因素下的独特应答性质,在生物传感,生物成像,药物递送,生物材料等方面得到了广泛的应用.综述了刺激响应型DNA水凝胶的形成方法,分类及其核酸来源,形成后的表征手段以及在环境刺激下的响应行为与应用,概括了目前刺激响应型DNA水凝胶的研究热点,并就其未来发展趋势做出了预测.     

中性突变进化说与达尔文的选择论

生物进化的研究向来是以生物的表型为对象,如蕨类植物的维管束,马的脚趾,哺乳动物的齿冠,多是用古生物学的方法,并用自然选择理论来解释的。然而这些都是定性的说明而已。用定量的方法研究进化论是从群体遗传学的理论和实践开始的。如某个物种的一个基因变化了,就意味着这一基因在整个群体中有了变化。按杜布赞斯基的理论就是群体内基因频率(比例)的变化。而以前进化的研究仅限于形态(偶尔以生理)的变化观察为主,不牵涉基因型变化,由于科学发展水平的局限,研究者在当时对基因水平的改变是不清楚的。随着分子生物学等学科的发展,科学工作者已可把表型的变化和基因水平的变化联系起来。现已知生物的遗传信息贮存在DNA的4个碱基序列中,遗传信息可以正确的传给子代。基因(顺反子)的DNA序列与蛋白质序列的关系已被揭示,许多生物的蛋白质一级结构已被分析过,并且能结合蛋白质的二级结构     

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     

B-DNA动力学中的一类方程组

一、引言脱氧核糖核酸(DNA)分子链是生物遗传信息主要的载体,从细菌到高等的哺乳动物,它们的性状特征都编码在DNA的碱基序列中。根据著名的Watson-Crick模型,DNA是由碱基、戊糖和磷酸构成的双螺旋。对于B-DNA,碱基对平面与螺旋轴垂直。 DNA动力学,主要研究碱基的运动规律。碱基有许多运动自由度,但最重要的运动之一是碱基在垂直于螺旋轴平面的转动。通过DNA的氢——氘交换实验,已经证实这种     

G- 四链体DNA 结合剂研究进展

富含鸟嘌呤的单链DNA序列可以缠绕折叠形成G- 四链体结构。人类基因组中有36,000 个以上的DNA 序列有潜力生成 G-四链体,如端粒末端重复序列,以及c-myc、c-kit、bcl-2 等原癌基因启动子区域。G-四链体是由四个鸟嘌呤之间通过Hoogsteen 氢键形成G-四分体,相邻的G-四分体再通过π-π 堆积作用,由糖- 磷酸骨架相连而成。G- 四链体DNA 的形成有着重要的生 物学意义,它和相关基因表达水平密切相关,诱导和稳定G- 四链体结构就有可能抑制癌基因的转录和表达,引起肿瘤细胞生物 学功能的紊乱,从而抑制肿瘤细胞的增殖。G-四链体结构作为新的抗肿瘤药物靶点引起了科学家的广泛关注,能够稳定G- 四链 体结构的配体包括二酰胺蒽醌类、苝类、阳离子卟啉类、金属配合物和天然产物等。本文对近年来以G-四链体为靶点的配体的研 究进行了综述。     

古DNA技术在人类墓葬遗骸研究中的应用及进展

考古工作中得到的生物遗骸由于长期的风化,自然侵蚀等因素的影响,遗骸本身含有的古代生物的DNA的大部分会分解,使得对遗骸中的生物遗传信息研究变得非常困难.可将现代生物工程的PCR技术应用到考古工作中,该技术能够对残存的微量DNA进行大量的生物体外扩增,得到更多的古代生物的遗传信息,提高时遗骸种属鉴定的准确性.通过对出土的人类遗骸中微量DNA的扩增、测试和遗骸间DNA序列的对比,在计算机软件的帮助下与已知的人类DNA序列进行比较,能确定同一墓葬中不同遗骸的亲缘关系和该遗骸群体在整个人类进化体系中的位置.对这一试验过程的一些方法、技术、研究进展和目前仍然面临的一些问题作了介绍.     

生物体内的遗传物质为何如此稳定

DNA是几乎所有生物的遗传物质 ,一个 DNA分子的碱基对只有 4种 ,但数目成千上万 ,甚至数百万 ,故碱基对在分子中的排列方式定是个天文数字。生物体无数的遗传信息就蕴藏在这无数的 DNA分子的碱基排列顺序中。这多样的 DNA,形成了多样的蛋白质 ,也就形成了多样的生物界。显然 ,遗传物质的相对稳定性对生物的个体生存及物种的稳定延续起着十分重要的作用。本文就其稳定性的一面试从个体、群体和细胞分子水平加以讨论。1　染色体是遗传物质的载体 ,每一种生物的染色体数目是恒定的。多数高等动植物都是二倍体 ,即每一体细胞中有两组同样的…     

面向国家重大需求打造国际一流研究所——庆祝中国科学院北京基因组研究所成立15周年

正DNA是细胞核中携带生物生长指令的遗传物质。1953年,沃森和克里克提出DNA双螺旋结构模型,推动了遗传密码的复制、转录、转译等一系列生命功能的研究,也由此揭开了分子生物学的序幕。DNA上的核苷酸序列最终决定了生命的遗传信息,而解析DNA序列则是研究生物生长发育、环境