谈谈DNA的碱基配对

在高中“生物”课讲脱氧核糖核酸(DNA)的分子结构,介绍碱基互补配对原则时,学生常会向老师提出:为什么腺嘌呤(A)一定与胸腺嘧啶(T)配对,鸟嘌呤(G)一定与胞嘧啶(C)配对。从如下几方面解释可较圆满地回答这个问题: 1.每种生物双链DNA的四种碱基都是腺嘌呤(A)的百分比等于胸腺嘧啶(T)的百分比;鸟嘌呤(G)的百分比等于胞嘧啶(C)的百分比。     

碱金属离子——Na~ 与 DNA 中碱基,配对碱基,双联体↓■↑、↓■↑的相互作用

本文根据分子中原子和离子之间非键相互作用的半经验势函数,并应用BFGS变尺度法进行最优化处理而研究Na~ 与脱氧核糖核酸(DNA)中碱基(胞嘧啶(C)、鸟嘌呤(G)、腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)),配对碱基G—C、A—T 碱基对,螺旋双联体↓■↑、↓■↑等的相互作用,得到了它们各自的最优配位模式。     

生物工程技术讲座(九)

双链的DNA分子是由一条单链上的碱基与另一条单链上碱基相配对组成。分子中的碱基腺嘌呤(A)和胸腺嘧啶(T)间有两处,鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)间有三处通过氢(H)结合配对,形成双链间的对应互补。由H在双链分子间形成的结合虽稳定,但是可逆的即经加热或碱     

基于密度泛函理论研究Watson–Crick碱基对中的氢键特征(英文)

基于密度泛函理论(DFT)研究腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟嘌呤、胞嘧啶以及腺嘌呤胸腺嘧啶碱基对、鸟嘌呤胞嘧啶碱基对。在DFT-B3LYP/6-31G**水平上利用自然键轨道理论分析研究结果显示,互补碱基对的结构和电子特征有利于氢键的形成。本文中讨论几何结构、电子结构、分子轨道和能量对于氢键形成的影响。此研究结果将有助于更好的理解AT和GC碱基对中氢键与它们的结构特性之间的关系。     

《生物工程讲座》名词解释(Ⅰ-Ⅳ讲)

1.bp碱基对。DNA长度的单位。1000bp=1kb。 2.kp千碱基对。参见bp。 3.A,G,T,C DNA双链上四种脱氧核苷酸(或其碱基)的符号,A为脱氧腺嘌呤核苷酸,G为脱氧鸟便嘌呤核苷酸,T为脱氧胸腺嘧啶核苷酸,C为脱氧胞嘧啶核苷酸。在双链上。A恒与T配对,G恒与C配对。在RNA链上,四种核苷酸的符号为A,G,u,c,相应为腺嘌呤核苷酸,鸟便嘌呤核苷酸,尿嘧啶核苷酸和胞嘧啶核苷酸。     

细菌的GC%鉴定法

<正>DNA的化学组成及构造 脱氧核糖核酸(DNA)担负着生物的所有遗传信息,从细胞水平来看,它可能是信息表达的兰图,细胞分裂时形成两个相同的分子(这叫做复制),分配给两个子细胞,使之遗传下去。其化学基本单位是由1分子脱氧核糖,1分子磷酸及1分子碱基(4种中的某一种)所构成,称为核苷酸。如图1所示,4种碱基乃是2种嘌呤碱基,即腺嘌呤、鸟嘌呤和2种嘧啶碱基,即胸腺嘧啶,胞嘧啶。腺嘌呤与胸腺嘧啶之间能形成     

基因编辑之“新宠”—单碱基基因组编辑系统

近年发展起来的人工核酸酶可通过引起特定位点的DNA双链断裂实现对目的片段的有效编辑。为进一步提高碱基修改的效率和精确度,2016年研究者们利用CRISPR/Cas9识别特定DNA序列的功能,结合胞嘧啶脱氨酶的生化活性发明了将胞嘧啶高效转换为胸腺嘧啶(C>T)的嘧啶单碱基编辑系统(base editor)。这一系统虽然能精准实现嘧啶直接转换,大大提高精确基因编辑效率,但美中不足的是无法对嘌呤进行修改。近期,Nature报道了将细菌中的tRNA腺嘌呤脱氨酶定向进化形成具有催化DNA腺嘌呤底物的脱氨酶,将其与Cas9系统融合发明了具有高效催化腺嘌呤转换为鸟嘌呤的新工具—腺嘌呤单碱基编辑系统(ABEs, adenine base editors)。本文总结了单碱基编辑工具的发展历程和最新研究进展,着重介绍ABEs的研发过程,并对单碱基编辑工具今后的应用方向和研发方向进行展望。     

PNA简介

多肽核酸寡聚物(Peptide Nucleic Acids)简称PNA寡聚物。此类分子是如此新奇,以致于它们正在改写自然界的性质。 与DNA和RNA相似,PNA也在其4种碱基:腺嘌呤、鸟嘌呤,胞嘧啶和胸腺嘧啶的顺序中携带信息。然而,在PNA中,这些密码的携带是与一种完全不同的骨架(一种类似于多肽中发现的多胺体骨架)联系在一起。PNA寡聚物比其天然副本更为稳定,且能以更高的     

碱基编辑器的开发及其在细菌基因组编辑中的应用

碱基编辑器是近两年发展起来的新型基因组编辑工具,它将碱基脱氨酶的催化活性和CRISPR/Cas系统的靶向特异性进行结合,催化DNA或RNA链上特定位点的碱基发生脱氨基反应,进而完成碱基的替换。碱基编辑器分为DNA和RNA碱基编辑器两大类,其中DNA碱基编辑器分为两种:胞嘧啶碱基编辑器和腺嘌呤碱基编辑器;前者可以实现胞嘧啶到胸腺嘧啶的转换,而后者则可以将腺嘌呤突变为鸟嘌呤。由于DNA碱基编辑器不会造成DNA的双链断裂(DSB),也不依赖于宿主的非同源末端修复和同源重组途径,因此,大大减少了DSB相关的编辑副产物,如小片段插入或缺失等。基于CRISPR/Cas系统的RNA碱基编辑器,可以实现RNA链上腺嘌呤核苷到次黄苷的转换。本文对不同类型碱基编辑器的开发过程、适用范围和编辑特点等进行梳理,并对其在细菌基因组编辑中的应用进行了介绍;最后简要探讨了细菌中碱基编辑器的缺点以及将来可能的研究方向。     

家蚕丝腺和卵巢核糖体核酸的理化性质

本文报道家蚕丝腺和卵巢核糖体核酸的制备及其理化性质分析。所制备的rRNA中平均含DNA及蛋白质皆为0.4%,表明纯度符合制备要求。对所制备的丝腺和卵巢rRNA进行紫外光谱分析、碱基组成分析、热增色效应和T_m值测定,并进行蔗糖密度离心分析和超速离心沉降分析。丝腺rRNA碱基组成(百分含量)为腺嘌呤26.1;鸟嘌呤29.4;胞嘧啶23.7;尿嘧啶20.7;鸟嘌呤和胞嘧啶占53.1%。卵巢rRNA碱基组成(百分含量)为腺嘌呤26.4;鸟嘌呤29.6;胞嘧啶23.6;尿嘧啶20.4,鸟嘌呤和胞嘧啶占53.2%。丝腺和卵巢的rRNA在0.015M NaCl-0.0015M柠檬酸钠(pH7.0)溶液中的热增色效应分别为22.5%和25.4%;其T_m值分别为43.7℃和45℃。它们的二个亚单位的沉降常数分别皆是29和18。     

核酸教学中应注意的几个问题

1.碱基、核苷和核苷酸的代号在高中《生物》教材“遗传与变异”一章中,关于DNA的结构,书中以A、G、C、T、U分别代表腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶和尿嘧啶五种碱基.按照规定,它们应表示相应的核苷.如果要表示碱基,则应用Ade、Gua、Cyt、Thy和Ura三字母缩写代号,这些代号都是相应的英文单词的缩写.在某些教科书和其它一     

细菌分类学中日益重要的DNA体外杂交方法

由于微生物分类学中日益广泛应用分子生物学和遗传学成就,例如DNA中G C克分子%、核甙酸序列的相似性和基因组大小等,使人们对微生物的认识从表型相似性逐步深入到遗传本质的相关性,从而探索其间的亲缘关系。DNA链由腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)四种碱基和脱氧核糖及磷酸相连而成,其中碱基的组成和排列直接关系着决定性状的“遗传密码”。因此,这些测定项目是本质性的。从最近的     

5-甲基胞嘧啶在发育和分化中的作用

自从在小牛胸腺DNA中最早发现5-甲基胞嘧啶(~mC)以来,所有研究过的动物和植物DNA中都发现有这种稀有碱基。~mC并非随机地分布在DNA上,90％以上的~mC出现在CpG二核苷酸处。DNA的甲基化是在DNA复制以后由甲基化酶将S-腺苷甲硫氨酸的甲基转移到胞嘧啶的5位上去而形成。脊椎动物DNA的甲基化模式具有遗传连续性。细菌和噬菌体DNA中,甲基化通常发生在腺嘌呤处,即N~6-甲基腺嘌呤(~mA)。然而在双鞭藻     

动物线粒体基因组GC含量分析

碱基组成是指基因组中腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶的相对含量,一般用鸟嘌呤和胞嘧啶的含量(GC含量)表示。前人的研究表明,不同类群的核基因组GC含量存在差异,然而,对于动物线粒体基因组碱基组成的研究却很少。为此,本文统计和分析了分属于20个门的609个动物线粒体基因组的碱基组成。结果表明,各门动物间线粒体基因组GC含量没有显著差异,不能反映各动物门间的进化关系。脊椎动物鱼纲、两栖纲、爬行纲、鸟纲和哺乳纲及其代表性目的线粒体基因组GC含量虽有一定差异,但并未发现明显的变化规律。     

极端嗜热古菌8oxoG DNA糖苷酶的研究进展

7,8二氢-8-氧鸟嘌呤(7,8-dihydro-8-oxoguanine,8oxoG)是一种常见的DNA损伤碱基.由于8oxoG能够与腺嘌呤配对,在DNA中的8oxoG被修复之前进行复制,DNA将会产生GC→TA的突变,从而造成基因组的不稳定.目前,碱基切除修复(Base excision repair,BER)是修...     

名词解释

核苷、核苷酸碱基与脱氧核糖或核糖以糖苷键连接而成的糖苷叫做核苷。所含的糖若为脱氧核糖,所形成的核苷叫脱氧核糖核苷:所含的糖若为核糖。则所形成的核苷叫核糖核苷。碱基有多种,组成脱氧核糖核苷的碱基主要有腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C)四种:而组成核糖核苷的碱基主要也是四种,但它没有胸腺嘧啶(T),被尿嘧啶(U)所代替。组成核酸的碱基数量都是很大的,排列的顺序富有多样性。核替的糖上再连上一个磷酸,就成为核苷酸。很多核苷酸连接起来,就成为多核苷酸——核糖核酸(RNA)或脱氧核糖核酸(DNA)。     

《自然》:专家首次为大肠杆菌植入人工碱基对

英国《自然》杂志近日公布的一项合成生物学研究显示,科学家首次将人工合成碱基对插入大肠杆菌的DNA(脱氧核糖核酸)中,且并未影响其生长和复制过程。这一成果向利用合成技术"订制"特定生物组织迈进一步。遗传物质DNA由两条很长的糖链结构形成骨架,通过碱基对的结合形成稳定的螺旋结构。自然界的生命多姿多彩,最基本的碱基对却只有两种:腺嘌呤-胸腺嘧啶(A-T)和胞嘧啶-鸟嘌呤(C-G)。但美国研究人员构建出一种自然界不存在的生物体,它稳定包含一种代号为"X-Y"的     

高效液相色谱法在脱氧核糖核酸酶解动力学

为了更好地对脱氧核糖核酸酶解动力学过程进行研究,建立脱氧核糖核酸(DNA)酶解液中4种脱氧核苷酸(腺嘌呤脱氧核苷酸(dAMP)、鸟嘌呤脱氧核苷酸(dGMP)、胞嘧啶脱氧核苷酸(dCMP)、胸腺嘧啶脱氧核苷酸(dTMP))的高效液相测定方法,能将酶解液中4种脱氧核苷酸完全分离并准确定量.在此基础上,对DNA酶解的动力学进行初步研究,其反应机理为不存在底物和产物抑制的双底物顺序反应,动力学方程为x=1/bln(1+abt)(其中a=0.372 3ρ0-0.974;b=-0.049 3ρ20+1.115 3ρ0 - 1.110 3),该方程可以很好地描述DNA酶解过程,误差仅为3.31%.     

SARS冠状病毒全基因组序列的变异分析

利用生物信息学软件分析不同地区来源的SARS -CoV全基因组序列的变异特征、碱基易变性及地区进化特点 ,结果表明 :SARS -CoV全基因组序列中 ,存在 4 77个变异位点 ,变异率为 0 .4 74‰。SARS -CoV碱基变异存在时间和地区特征。腺嘌呤和胸腺嘧啶相对于胞嘧啶和鸟嘌呤来说 ,更易发生变异。SARS -CoV全基因组序列的 5’端相对保守 ,而 3’端变异较活跃。动物来源的毒株与人源毒株具有极其密切联系。     

真核生物基因组DNA甲基化和去甲基化分析

DNA甲基化是真核生物的重要表观遗传修饰,如胞嘧啶C~5位甲基化5-甲基胞嘧啶(5mC)和腺嘌呤N~6位甲基化6-甲基腺嘌呤(6mA)。DNA 5mC可经Tet双加氧酶催化氧化形成5-羟甲基胞嘧啶(5hmC)、5-醛甲基胞嘧啶(5fC)和5-羧基胞嘧啶(5caC)。这些氧化产物不仅是去甲基化过程的中间体,而且也可能存在各自特有的表观调控功能。其中,5hmC异常可能和癌症相关,有可能成为疾病诊断的生物标志物。发展可靠、高灵敏和抗干扰能力强的DNA甲基化和去甲基化检测技术和方法至关重要,有助于理解甲基化和去甲基化的分子机制以及提高肿瘤的诊断水平。现针对DNA甲基化和去甲基化检测技术进行简要介绍。