DNA序列编码的研究进展

DNA计算的可靠性和精确度与编码设计的优劣密切相关。随着DNA计算的发展以及DNA计算研究的进一步深入,对编码的要求也越来越高。围绕如何保证理想的生化反应和解的成功提取问题,人们提出了各种各样的约束条件和评价模型,本文简述了DNA编码的原理,综述了当前DNA序列编码的方法,最后分析了DNA编码设计中存在的问题,并对编码设计的未来发展进行了展望。     

基于分子信标的DNA计算

DNA计算是解决一类难以计算问题的一种新方法,这种计算随着问题的增大可以呈指数增长．迄今为止,许多研究成果已经成功地提高了它的性能和增加了它的可行性,本文在基于表面的DNA计算中采用了分子信标编码策略,并对分子信标在与对应的补链杂交形成双链时的受力进行分析,给出3-SAT问题的另一种解法．这种方法比现有的方法更有效,更具发展前景．因为它具有编码简单;耗材底;操作时间短;技术先进等优点．本文尝试了分子生物学,光学和力学的结合．这一工作为DNA计算能解决NP一完全问题提供了更有力的依据．     

Alu—PCR的基本原理及其应用

1986年聚合酶链式反应即PCR技术的问世,为分离分析单拷贝特定DNA序列提供了有效方法。然而,此方法需要预先知道待分离DNA片段两侧的DNA顺序,因此,PCR技术的使用有其局限性。 为了能够快速从啮齿动物与人类单染色体杂交的体细胞中特异地扩增出人类DNA序列,可将与人类DNA重复序列同源的DNA序列设计成为PCR引物来进行PCR反应。其中,最有代表性的是以人类Alu     

DNA序列的“双符三阶”图形编码

DNA的图形编码是在几何意义下,在不同位置,用不同的标记符号及不同的方向线段,对DNA的序列进行编码．DNA图形编码相对于DNA的字符编码而言,具有直观、简明、形象和便于比较局部DNA序列的相似性等特点。在分析已知各类：DNA的图形表示模式的基础上,提出一种DNA序列的“双符三阶”图形编码,并以此对一些特异DNA编码序列进行分析。DNA图形编码与DNA字符编码呈一一对应关系,具有简便易行、编译方便、形象丰富、便于比较等优点。适用于DNA短序列的相似性检测与分析,在生物信息学上有一定的应用前景。     

非编码DNA序列的功能及其鉴定

非编码DNA序列是指基因组中不编码蛋白质的DNA序列。这些序列可以结合调节因子、转录为功能性RNA、单独或协同地调节生理活动和病理过程。文章围绕基因表达调控作用, 总结了近几年非编码DNA序列的研究成果, 对其结构、功能和可能的作用机制进行了初步阐述, 介绍了目前鉴定非编码DNA序列中功能元件的计算方法和实验技术, 并对非编码DNA未来的研究进行了展望。     

真核生物DNA非编码区的组分分析

在全基因组水平上,用直方图、混沌表示灰度图、距离差异度和信息熵差异度四种方法,研究了拟南芥、线虫、果蝇的DNA内含子、基因间隔区DNA、外显子三种区域的核苷酸短序列组分及组分复杂度.结果表明：a.不同基因组之间,不管基因数目多少,用4种方法得到的外显子部分其组分复杂度都比较接近,而非编码区部分的组分复杂度却很大.这一点定量地说明了物种之间的复杂程度,主要不体现在编码区部分,而体现在非编码区部分.b.同一基因组中,内含子的核苷酸短序列组分复杂度都是相似的,外显子和intergenic DNA部分的组分复杂度也是相似的.c.内含子和intergenic DNA在转录、剪切、二级结构等方面有很大的不同,但它们在核苷酸短序列组分上的差异却很小,说明内含子和intergenic DNA在转录、剪切、二级结构上的不同并不通过核苷酸短序列组分来进行限制.     

应用免疫技术纯化特异性mRNA

真核基因表达的调控的研究,是分子生物学最活跃的领域之一。为了深入地对这一问题进行研究,分离特定蛋白质的信使RNA(mRNA)及其基因(DNA)是非常之必需。由于mRNA分子的长度随其所编码的多肽链的长度不同而有很大的差别,因此按其分子量的大小和密度,通过密度梯度超离心的方法,从理论上来说可以得到不同的mRNA。然而到目前为止,用此法只从特定组织或细胞中分离纯化几种蛋白质的mRNA,如分别从网织红血球、蚕丝腺以及早期海胆胚及同步的Hela细胞中分离纯化了血红蛋白、丝蛋白及组蛋白等mRNA,由于这些mRNA多半是这些组织和细胞中mRNA     

菠菜叶绿体DNA的分离与鉴定

高等植物中,经常遇到的母本遗传现象,有一部分是与叶绿体相联系的,这种联系表现在两个方面:或则为叶绿体DNA所编码,或则为核DNA编码,但是通过核质之间的代谢,从而影响到叶绿体DNA的变化。因此,分离与制备叶绿体DNA,是研究叶绿体遗传的第一步。     

一种从凝胶简单快速回收核酸的好方法

从凝胶中分离DNA或DNA片断是基因工程中常用的手段.在重组DNA、分子杂交、基因诊断等实验中,经常需要从凝胶中分离并回收核酸或核酸片断.目前分离DNA片断的方法很多.常用的如电洗脱法、冻融法等操作烦琐且得率较低;低融点琼(王旨)糖法得率较高,但价格昂贵,特别是回收的DNA片断常混有细小琼(王旨)糖颗粒,影响以后的酶切、连接等.我们摸索了一种简便方法,能够从琼(王旨)糖凝胶中高纯度、高得率地分离核酸或核酸片断,回收所得的DNA片断可以直接用于各种酶切反应和基因重组实验.现以分离P~(ZB24)重组质粒中2.3kb的大R蠖核多角体基因片断为例,说明如下:     

用分离精子进行性别控制研究的现状

哺乳动物后代性别控制的方法有两种,即植入前胚胎性别的选择和受精前精子的分离,后者是动物性别控制最有效的途径。目前最有重复性、科学性和有效性的分离精子的方法,是根据精子DNA含量存在差异的原理,利用荧光染料与DNA相结合,并通过流动细胞检索分离仪进行精子的分离。     

可用于酶分析和杂交分析的DNA的快速分析法

从大量的单个有机体中快速分离DNA的这种能力大大地促进了对这些有机体的基因组的特性的鉴定。特别是应用DNA重组的技术,从含有克隆DNA片段的有机体中快速分离DNA的这种方法大大地促进了对这些克隆的鉴定。这里所叙述的方法是用于从细菌、酵母及组织培养细胞中分离DNA的方法。但是,这些方法是很通用的方法,可以用于从任何有机体中分离DNA。用这些方法得到的DNA制品虽然不是纯的DNA,但是对     

用透析膜从琼脂糖胶中回收DNA片段

分离与回收DNA片段是基因操作的重要环节之一。本文介绍了一个用透析膜从琼脂糖胶中回收 DNA 片段的改进方法。利用本法回收DNA片段洗脱容易、节约时间、回收率在80％ 左右。回收的 DNA片段可用于酶切反应、连接反应和用缺口位移反应制备32p标记DNA探针。     

植物DNA的分离

分离DNA这样的生物信息分子,既要有一定的纯度,又要保持其分子链的一定长度,包含足够的信息量,并维持大分子的天然状态。Marmur的分离细菌DNA的方法基本上可以适用于植物材料。分离植物DNA的方法多数是通过修改Marmur的方法而发展来的。由于植物组织中DNA含量通常较低,宜尽可     

染色体外环状DNA的研究进展

染色体外环状DNA (extrachromosomal circular DNA, eccDNA)是一类位于染色体外的DNA分子,普遍存在于真核细胞中,并发挥其调控作用。研究表明,eccDNA是从染色体分离或脱落而形成的,独立存在,并可以转录出编码和非编码RNA,广泛参与细胞的生理和病理调控。大量证据显示,在肿瘤的发生发展中,高水平表达的促癌基因来自eccDNA转录。本论文对eccDNA类型、形成机制、eccDNA生理及病理调控机制几个方面进行综述,以促进eccDNA在细胞生理及病理功能和应用方面的研究。     

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。     

DNA切除修复与转录偶联

细胞DNA受到某些环境理化因子损伤后,其中活性转录基因和DNA转录链上的损伤被优先切除修复,这种DNA选择性修复直接与基因转录过程偶联．在大肠杆菌中已分离到实现此功能的转录修复偶联因子（TRCF）,是由mdf基因编码的一种具有ATPase活性的DNA结合蛋白．在真核细胞中,发现某些DNA修复蛋白也在DNA转录中起作用,如人DNA切除修复基因ERCG－3编码产物,是转录因子TFⅡH中最大亚基p89,酵母切除修复基因RAD3就是编码因子b的最大亚基p85．     

微量植物样本的DNA提取方法研究

为建立一种适于法庭科学实践的植物物证DNA提取优化方法,以期获得高质量的适于PCR分析的模板DNA.用8种方法从不同植物的干叶片中提取DNA,利用线粒体DNA非编码区的PCR扩增结果分析评价提取DNA的质量.结果表明8种DNA提取方法所提取的DNA都可以获得线粒体DNA非编码区的PCR扩增产物,对照紫外波长扫描结果显示,以改进的CTAB方法制备的模板DNA纯度最高,可达到进口试剂盒同等制备精度,OD260/280稳定在1.7～1.9之间.因此改进的CTAB方法适用于微量植物样本的DNA提取,可应用于法庭科学实践.     

动物细胞特定基因的分离和鉴定

哺乳动物的基因组是非常复杂的,人的DNA含有大约10~7个珠蛋白基因大小的DNA顺序。其中大约60％是单拷贝基因。用物理方法还不可能提纯到1000倍以上。但是,用含有cDNA的重组质粒作为亲和介质的新的层析技术和反相层析可以充分纯化以至可以克隆带有邻近顺序的单个哺乳动物基因。 含有从基因组分离的哺乳动物珠蛋白基因顺序的重组质粒的制备,为直接分析特定DNA顺序的转录控制提供了机会。 然而,即使没有这种质粒,从含有特定珠蛋白基因和其他基因的限制酶解DNA片段中识别基因组DNA片段也是可能的。结合使用几种限制酶,并将吸附在滤膜上的DNA片段与从珠蛋白重组质粒的cDNA制备的DNA探针杂交,可以制出几种哺乳动物珠蛋白基因的限制谱。应用这项技术,插入在结构基因中的非编码顺序也已被识别和研究。     

动物细胞特定基因的分离和鉴定

哺乳动物的基因组是非常复杂的,人的DNA含有大约10~7个珠蛋白基因大小的DNA顺序。其中大约60％是单拷贝基因。用物理方法还不可能提纯到1000倍以上。但是,用含有cDNA的重组质粒作为亲和介质的新的层析技术和反相层析可以充分纯化以至可以克隆带有邻近顺序的单个哺乳动物基因。 含有从基因组分离的哺乳动物珠蛋白基因顺序的重组质粒的制备,为直接分析特定DNA顺序的转录控制提供了机会。 然而,即使没有这种质粒,从含有特定珠蛋白基因和其他基因的限制酶解DNA片段中识别基因组DNA片段也是可能的。结合使用几种限制酶,并将吸附在滤膜上的DNA片段与从珠蛋白重组质粒的cDNA制备的DNA探针杂交,可以制出几种哺乳动物珠蛋白基因的限制谱。应用这项技术,插入在结构基因中的非编码顺序也已被识别和研究。     

DNA条形码技术及其在保护生物学中的应用

物质文明及生活水平的提升为人类带来诸多好处的同时,也使人们越来越清晰地意识到保护生物多样性及生态系统稳定性的重大意义.DNA条形码技术作为现今生物分类学中重要的分子技术,可以快速准确地鉴定物种.多国科学家都在致力于对DNA条形码的研究,以便能共同组建数据库.将现有物种正确分类并期望用于发现新种,为生物的保护及生态系统的维护作出巨大贡献.细胞色素C氧化酶亚单位I(COI)是现在动物种类鉴定中最常用的基因之一.综述DNA条形编码技术的产生、原理、发展概况与操作及其在保护动物分类中的应用.阐明该技术在保护生物学中应用的意义与可行性,并讨论DNA条形编码在生物分类应用中可能存在的问题.