核酸的分子結(jié)構(gòu)

關(guān)于核酸的分子結(jié)構(gòu)第一頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能一、DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)與種屬的差異DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)就是指脫氧核糖核苷酸通過(guò)3’，5’磷酸二酯鍵連接起來(lái)的線性多聚體以及脫氧核糖核苷酸的排列順序。第一節(jié)DNA的結(jié)構(gòu)和功能第二頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能不同物種的DNA差異就在于各自DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)不同，即組成DNA的脫氧核苷酸的數(shù)目和排列順序不同?；蚪M計(jì)劃就是測(cè)定不同物種DNA含有的核苷酸數(shù)量和排列順序。第三頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能二、DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)----雙螺旋模型就是指兩條脫氧多核苷酸鏈反向平行排列所形成的雙螺旋結(jié)構(gòu)。第四頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能核酸的二級(jí)結(jié)構(gòu)有多種形式ABZ第五頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能這些不同的形態(tài)均是DNA的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變的結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)DNA行使不同的功能。第六頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能DNA的結(jié)構(gòu)的變化，一般都發(fā)生在染色體DNA正在行使其功能的局部區(qū)域，而不是全部。第七頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能單鏈核酸還可以形成一些特殊的二級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)卡結(jié)構(gòu)(莖環(huán)結(jié)構(gòu))第八頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能十字型結(jié)構(gòu)第九頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能三、DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)是指在DNA雙螺旋的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，DNA進(jìn)一步扭曲所形成的特定的空間結(jié)構(gòu)。第十頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能超螺旋是DNA三級(jí)結(jié)構(gòu)的主要形式。超螺旋又有正、負(fù)之分。第十一頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一正常細(xì)胞內(nèi)有一種酶叫做“拓?fù)洚悩?gòu)酶”，專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)改變DNA的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。DNA在復(fù)制、轉(zhuǎn)錄等的時(shí)候，其空間拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)均要發(fā)生變化。再次強(qiáng)調(diào)，DNA這些空間結(jié)構(gòu)的變化都是屬于局部變化！不是整條DNA鏈都超螺旋！第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第十二頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一四、DNA的三鏈結(jié)構(gòu)是指DNA中單鏈與雙鏈之間、雙鏈與雙鏈之間的相互作用而形成的三鏈或四鏈結(jié)構(gòu)。這時(shí)堿基之間的配對(duì)方式不是常見(jiàn)的Watson-Crick式的。最常見(jiàn)的是分子內(nèi)的局部H-DNA結(jié)構(gòu)。三鏈核酸（H-DNA）第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第十三頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一另外在DNA重組時(shí)候也可能發(fā)生局部的三鏈結(jié)構(gòu)，線形染色體的末段的回折也會(huì)形成四鏈結(jié)構(gòu)等。第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第十四頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一這種DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)在細(xì)胞中是天然存在的，確切的生理功能還不十分清楚，有待于進(jìn)一步研究。第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第十五頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一第二節(jié)RNA的結(jié)構(gòu)RNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)概念與DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)概念相同，不同的是RNA是一種單鏈分子，分子量也比較小。第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第十六頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一RNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)主要是分子內(nèi)的局部雙鏈，形成類(lèi)似A-DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)有助于保持RNA分子的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；不能形成雙鏈的區(qū)域則形成環(huán)狀突起。第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第十七頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一不同的RNA分子的三級(jí)結(jié)構(gòu)是不同的。RNA分子的單鏈、環(huán)狀結(jié)構(gòu)與雙螺旋結(jié)構(gòu)之間的相互作用產(chǎn)生了RNA復(fù)雜的三級(jí)結(jié)構(gòu)。第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第十八頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一另外，在一些復(fù)雜的超分子結(jié)構(gòu)中，RNA分子和蛋白質(zhì)結(jié)合，執(zhí)行一定的生理功能，其中的RNA分子還要與蛋白質(zhì)分子相互作用，如核糖體、核酶。第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第十九頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一目前發(fā)現(xiàn)RNA分子的種類(lèi)和功能都比以前所想象的要豐富的多。√microRNA（miRNA）：小RNA√smallinterferingRNAs(siRNAs)：小干擾RNA，√核酶催化RNA√反義RNA（antisenseRNA）mRNAtRNArRNA第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第二十頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一√tmRNA√核內(nèi)不均一RNA（heterogeneousnuclearRNA，hnRNA）√核內(nèi)小RNA（smallnuclearRNA,snRNA）√胞漿小RNA(smallcytoplasmicRNA,scRN)主要存在于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)?！蘳noRNA(snoRNA)：核仁小RNA，√引物RNA√指導(dǎo)RNA（guideRNA，gRNA）√端粒RNA第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第二十一頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一一、mRNA、tRNA、rRNA(一)mRNA和hnRNA1961年，Jacob和Monod首先提出了mRNA的概念。在真核細(xì)胞中，基因DNA位于細(xì)胞核內(nèi)，而蛋白質(zhì)是在細(xì)胞質(zhì)中合成的，因此要有一個(gè)中間物將DNA上的遺傳信息傳遞至細(xì)胞質(zhì)中。后來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)證實(shí)，這種中間物就是mRNA。第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第二十二頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一mRNA是細(xì)胞內(nèi)合成蛋白質(zhì)的模板，但真核細(xì)胞和原核細(xì)胞的mRNA在組成核特點(diǎn)上有很大不同。第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第二十三頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一在真核生物中，最初由DNA轉(zhuǎn)錄生成的RNA(稱(chēng)為mRNA前體)不能直接作為蛋白質(zhì)合成的模板，經(jīng)過(guò)加工后才能做模板使用的mRNA稱(chēng)為成熟mRNA，只有成熟的mRNA才被運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞質(zhì)中指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成。第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第二十四頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一在對(duì)前體mRNA進(jìn)行加工的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生一系列大小不同的mRNA，這些中間產(chǎn)物稱(chēng)為核內(nèi)不均一RNA(heterogeneousnuclearRNA,hnRNA)。第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第二十五頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一原核細(xì)胞的mRNA結(jié)構(gòu)第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第二十六頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一真核細(xì)胞的mRNA結(jié)構(gòu)第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第二十七頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一真核與原核的mRNA差異還體現(xiàn)在：mRNA的5'端的特殊結(jié)構(gòu)－－帽子結(jié)構(gòu)mRNA的3'端的特殊結(jié)構(gòu)－－尾巴結(jié)構(gòu)mRNA剛被轉(zhuǎn)錄出來(lái)時(shí)內(nèi)含子的有無(wú)？一條mRNA中包含幾個(gè)開(kāi)放閱讀框(ORF)?第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第二十八頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一(二)tRNA1957年由Crick提出假說(shuō)，認(rèn)為在蛋白質(zhì)合成過(guò)程中，應(yīng)該有一種小分子在氨基酸和mRNA模板之間起著接頭作用，后來(lái)在實(shí)驗(yàn)中的確發(fā)現(xiàn)。第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第二十九頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一tRNA分子有100多種，各攜帶一種氨基酸，將其轉(zhuǎn)運(yùn)到核糖體中參與蛋白質(zhì)的合成。tRNA由70～120個(gè)核苷酸構(gòu)成，各種tRNA無(wú)論在一級(jí)結(jié)構(gòu)上，還是在二、三級(jí)結(jié)構(gòu)上均有一些共同特點(diǎn)。第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第三十頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一tRNA典型的三葉草結(jié)構(gòu)第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第三十一頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一tRNA幾個(gè)特點(diǎn)?攜帶氨基酸的氨基酸臂－3'末端?反密碼子臂－反密碼子環(huán)?含有較多的稀有密碼子?額外環(huán)是分類(lèi)的重要指標(biāo)?同功tRNA－攜帶同種氨基酸的tRNA?副密碼子(第二套遺傳密碼)－決定tRNA攜帶何種氨基酸的序列特征第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第三十二頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一(三)核糖體RNA(rRNA)核糖體RNA(ribosomalRNA)是細(xì)胞內(nèi)含量最多的RNA，約占細(xì)胞總RNA的80%以上。核糖體的另外一個(gè)主要成分是蛋白質(zhì)，有幾十種，核糖體大亞基中的蛋白稱(chēng)為rpl，在小亞基中的稱(chēng)rps。第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第三十三頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一核糖體的組成第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第三十四頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一小核RNA(smallnuclearRNA，snRNA)存在于真核細(xì)胞的細(xì)胞核內(nèi)，是一類(lèi)稱(chēng)為小核核蛋白體復(fù)合體(snRNP)的組成成分，有U1，U2，U4，U5，U6snRNA等，均為小分子核糖核酸，其功能是在hnRNA成熟轉(zhuǎn)變?yōu)閙RNA的過(guò)程中，參與RNA的剪接，并且在將mRNA從細(xì)胞核運(yùn)到細(xì)胞漿的過(guò)程中也起著十分重要的作用。二、其他RNA分子(一)核內(nèi)小RNA和細(xì)胞質(zhì)中的小RNA第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第三十五頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一核仁小RNA(snoRNA)，它們與rRNA前體的加工有關(guān)，包括斷裂、甲基化、假尿嘧啶核苷的形成。另一特點(diǎn)是，snoRNA不是由其單獨(dú)的基因所編碼，而是由切除的內(nèi)含子片段加工而成，有近200種類(lèi)型。第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第三十六頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一小胞漿RNA(scRNA,smallcytosolRNA)又稱(chēng)為7SLRNA，長(zhǎng)約300個(gè)核苷酸，主要存在于細(xì)胞漿中，是蛋白質(zhì)定位于粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上所需的信號(hào)識(shí)別體(signalrecognizationparticle)的組成成分。第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第三十七頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一(二)引物RNA和指導(dǎo)RNA引物RNA是指DNA復(fù)制時(shí)作為聚合酶起始引物而合成的一段RNA。指導(dǎo)RNA是指mRNA在轉(zhuǎn)錄后的編輯中負(fù)責(zé)核苷酸插入或刪除的RNA分子。第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第三十八頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一(三)端粒RNA和核酶RNA端粒RNA端粒RNA，是端粒酶的重要組成部分，參與線性染色體的末端復(fù)制。端粒酶與細(xì)胞的衰老死亡有一定的關(guān)系。第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第三十九頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一核酶,

有催化功能的RNA，20世紀(jì)80年代由Cech和Altman首先發(fā)現(xiàn)RNA具有催化功能。自然界存在的核酶既可以催化分子內(nèi)反應(yīng)，也可以催化分子間反應(yīng)。目前在實(shí)驗(yàn)室中也可以通過(guò)“分子進(jìn)化”手段產(chǎn)生“人工核酶”。還產(chǎn)生自然界不存在的“DNA核酶”。第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第四十頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一反義RNA（antisenseRNA）：對(duì)基因表達(dá)和細(xì)胞功能具有重要的調(diào)節(jié)功能。反義RNA通過(guò)與靶基因序列互補(bǔ)而結(jié)合，或直接阻止其功能，或改變靶部位的構(gòu)象而影響其功能。(四)其他種類(lèi)的RNA分子第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第四十一頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一microRNA（miRNA）：小RNAsmallinterferingRNAs(siRNAs)：小干擾RNA，這兩類(lèi)RNA分子都是長(zhǎng)度為21-25個(gè)核苷酸的RNA分子，可以調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)mRNA的翻譯。這種調(diào)節(jié)是通過(guò)降解目標(biāo)mRNA分子或不降解RNA分子但是減弱或阻止其翻譯來(lái)進(jìn)行的。第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第四十二頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一tmRNA存在于細(xì)菌內(nèi)，發(fā)現(xiàn)于20世紀(jì)80年代。tmRNA同時(shí)具備信使RNA和轉(zhuǎn)錄RNA的功能，它是細(xì)菌體內(nèi)蛋白質(zhì)合成中起“質(zhì)量控制”的重要分子之一。第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第四十三頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一現(xiàn)在認(rèn)為RNA分子在生物體中的作用主要有以下幾種：（1）在遺傳信息的翻譯中起著非常重要的作用。有3種RNA分子共同完成：mRNA、tRNA和rRNA。（2）具有催化功能和其他的持家功能。如發(fā)現(xiàn)了許多的具有催化活性的核酶，染色體的結(jié)構(gòu)RNA，噬菌體的裝配RNA等。第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第四十四頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一（3）RNA轉(zhuǎn)錄后的加工和修飾要依賴(lài)于各類(lèi)小RNA和其蛋白質(zhì)復(fù)合物。RNA轉(zhuǎn)錄后的信息加工過(guò)程十分復(fù)雜，包括切割、修飾、異構(gòu)、附加、拼接、編輯和再編輯等等，這些過(guò)程一般都需要一些特殊的RNA分子參與。第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第四十五頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一（4）對(duì)基因的表達(dá)和細(xì)胞功能具有重要的調(diào)節(jié)功能。如反義RNA、microRNA等。這方面的進(jìn)展很快，發(fā)現(xiàn)了RNA的許多重要的生理功能。第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第四十六頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一（5）在生物的進(jìn)化中起重要的作用?！癛NA世界”的假說(shuō)提出對(duì)“DNA中心”的觀點(diǎn)是一個(gè)非常大的沖擊。這種學(xué)說(shuō)認(rèn)為世界上首先出現(xiàn)的大分子是RNA，它同時(shí)具有DNA和蛋白質(zhì)兩種分子的功能。后來(lái)才慢慢產(chǎn)生了DNA分子和蛋白質(zhì)分子。第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第四十七頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一一、核酸分子雜交的基本原理第三節(jié)核酸分子的雜交將不同的DNA分子混合在一起，復(fù)性時(shí)不同DNA分子之間序列相同或相似的部分也可以結(jié)合在一起，形成雜種的DNA分子（整體或局部），這種DNA的復(fù)性叫做雜交。第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第四十八頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一核酸雜交可以發(fā)生在DNA與DNA之間、DNA與RNA之間、DNA與RNA之間。核酸雜交時(shí)，兩種核酸分子可以都位于液體中(稱(chēng)為液相雜交),也可以有一種被固定在某種介質(zhì)上，雜交反應(yīng)仍在液體中進(jìn)行(稱(chēng)為固相雜交)。第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第四十九頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一二、核酸雜交的探針及標(biāo)記探針(probe)一般是指一段已知序列的核苷酸片段，長(zhǎng)度從幾十到幾千個(gè)核苷酸長(zhǎng)度不等，能夠與靶分子特異性結(jié)合。探針的標(biāo)記就是指探針與能夠產(chǎn)生強(qiáng)烈信號(hào)的基團(tuán)或原子或配體結(jié)合的過(guò)程。第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第五十頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一三、核酸雜交的類(lèi)型和應(yīng)用常見(jiàn)的幾種核酸雜交形式有Southern雜交、Northern雜交、菌落原位雜交、生物芯片等。第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第五十一頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一菌落原位雜交菌落原位雜交*不需將DNA從細(xì)菌中提取出來(lái)，直接使菌體裂解，DNA釋放出來(lái)，并固定在支持介質(zhì)上，然后進(jìn)行雜交的方法，適合于大規(guī)模篩選。第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第五十二頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一生物芯片（biochip）是指采用光導(dǎo)原位合成或微量點(diǎn)樣等方法，將大量生物大分子比如核酸片段、多肽分子甚至組織切片、細(xì)胞等生物樣品有序地固化于支持物（如玻片、硅片、聚丙烯酰胺凝膠、尼龍膜等載體）的表面，組成密集二維分子排列，然后與已標(biāo)記的待測(cè)生物樣品中靶分子雜交，通過(guò)特定的儀器比如激光共聚焦掃描或電荷偶聯(lián)攝影像機(jī)（CCD）對(duì)雜交信號(hào)的強(qiáng)度進(jìn)行快速、并行、高效地檢測(cè)分析，從而判斷樣品中靶分子的數(shù)量。第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第五十三頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一根據(jù)芯片上的固定的探針不同，生物芯片包括基因芯片、蛋白質(zhì)芯片、細(xì)胞芯片、組織芯片，另外根據(jù)原理還有元件型微陣列芯片、通道型微陣列芯片、生物傳感芯片等新型生物芯片。如果芯片上固定的是肽或蛋白，則稱(chēng)為肽芯片或蛋白芯片；如果芯片上固定的分子是寡核苷酸探針或DNA，就是DNA芯片。第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第五十四頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一由于基因芯片（Genechip）這一專(zhuān)有名詞已經(jīng)被業(yè)界的領(lǐng)頭羊Affymetrix公司注冊(cè)專(zhuān)利，因而其他廠家的同類(lèi)產(chǎn)品通常稱(chēng)為DNA微陣列(DNAMicroarray)。第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第五十五頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一DNA微陣列有寡核苷酸芯片、cDNA芯片和Genomic芯片之分，第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第五十六頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一基因芯片的應(yīng)用領(lǐng)域用基因芯片進(jìn)行的表達(dá)水平檢測(cè)可自動(dòng)、快速地檢測(cè)出成千上萬(wàn)個(gè)基因的表達(dá)情況。（1）基因表達(dá)水平的檢測(cè)第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第五十七頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一（2）基因診斷從正常人的基因組中分離出DNA，與DNA芯片雜交就可以得出標(biāo)準(zhǔn)圖譜。從病人的基因組中分離出DNA與DNA芯片雜交就可以得出病變圖譜。通過(guò)比較、分析這兩種圖譜，就可以得出病變的DNA信息。這種基因芯片診斷技術(shù)以其快速、高效、敏感、經(jīng)濟(jì)、平行化、自動(dòng)化等特點(diǎn)，將成為一項(xiàng)現(xiàn)代化診斷新技術(shù)?，F(xiàn)在，肝炎病毒檢測(cè)診斷芯片、結(jié)核桿菌耐藥性檢測(cè)芯片、多種惡性腫瘤相關(guān)病毒基因芯片等一系列診斷芯片逐步開(kāi)始進(jìn)入市場(chǎng)。基因診斷是基因芯片中最具有商業(yè)化價(jià)值的應(yīng)用。第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第五十八頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一(3)藥物篩選如何分離和鑒定藥的有效成份是目前中藥產(chǎn)業(yè)和傳統(tǒng)的西藥開(kāi)發(fā)遇到的重大障礙，基因芯片技術(shù)是解決這一障礙的有效手段，它能夠大規(guī)模地篩選、通用性強(qiáng)，能夠從基因水平解釋藥物的作用機(jī)理，即可以利用基因芯片分析用藥前后機(jī)體的不同組織、器官基因表達(dá)的差異。生物芯片技術(shù)使得藥物篩選，靶基因鑒別和新藥測(cè)試的速度大大提高，成本大大降低?；蛐酒幬锖Y選技術(shù)工作目前剛剛起步。這一技術(shù)具有很大的潛在應(yīng)用價(jià)值。第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第五十九頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一（4）個(gè)體化醫(yī)療臨床上，同樣藥物的劑量對(duì)病人甲有效可能對(duì)病人乙不起作用，而對(duì)病人丙則可能有副作用。在藥物療效與副作用方面，病人的反應(yīng)差異很大。這主要是由于病人遺傳學(xué)上存在差異（單核苷酸多態(tài)性，SNP），導(dǎo)致對(duì)藥物產(chǎn)生不同的反應(yīng)。在治療中，很多同種疾病的具體病因是因人而異的，用藥也應(yīng)因人而異。利用基因芯片技術(shù)對(duì)患者先進(jìn)行診斷，再開(kāi)處方，就可對(duì)病人實(shí)施個(gè)體優(yōu)化治療第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第六十頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一（5）測(cè)序基因芯片利用固定探針與樣品進(jìn)行分子雜交產(chǎn)生的雜交圖譜而排列出待測(cè)樣品的序列，這種測(cè)定方法快速而具有十分誘人的前景。Markchee等用含135000個(gè)寡核苷酸探針的陣列測(cè)定了全長(zhǎng)為16.6kb的人線粒體基因組序列，準(zhǔn)確率達(dá)99%。第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第六十一頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一（6）生物信息學(xué)研究人類(lèi)基因組計(jì)劃完成后的問(wèn)題是面對(duì)大量的基因或基因片斷序列如何研究其功能，后基因組計(jì)劃、蛋白組計(jì)劃、疾病基因組計(jì)劃等概念就是為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)而提出的?；虻墓δ懿⒉华?dú)立的,基因之間的復(fù)雜的相互作用組成了一張交錯(cuò)復(fù)雜的立體的關(guān)系網(wǎng)。我們現(xiàn)在需要站在更高的層次全面的理解這種相互關(guān)系，全面了解不同個(gè)體基因變異、不同組織、不同時(shí)間、不同生命狀態(tài)等的基因表達(dá)差異信息，并找出其中規(guī)律。第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第六十二頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一在實(shí)際應(yīng)用方面，生物芯片技術(shù)可廣泛應(yīng)用于疾病診斷和治療、藥物基因組圖譜、藥物篩選、中藥物種鑒定、農(nóng)作物的優(yōu)育優(yōu)選、司法鑒定、食品衛(wèi)生監(jiān)督、環(huán)境檢測(cè)、國(guó)防等許多領(lǐng)域。第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第六十三頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能其他形式的雜交，名稱(chēng)各異，如斑點(diǎn)雜交、狹縫雜交、噬菌斑雜交等，只是形式的差異，本質(zhì)上還是Southern或Northern雜交。第六十四頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第四節(jié)反義核酸及藥物一、反義核酸概述反義核酸指根據(jù)堿基互補(bǔ)原理，人工合成或細(xì)胞中天然存在的特定互補(bǔ)的DNA或RNA片段（或其衍生物），它們可以與特定的基因相互作用，通過(guò)空間位阻效應(yīng)或誘導(dǎo)RNAase活性的降解作用，在基因的復(fù)制轉(zhuǎn)錄剪接以及mRNA的運(yùn)輸翻譯等水平上抑制或封閉目的基因的表達(dá)。第六十五頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能反義核酸最初是指可以與mRNA互補(bǔ)結(jié)合的一段寡核苷酸片段，所以又叫寡核苷酸。后來(lái)發(fā)現(xiàn)反義寡核苷酸不僅可以與單鏈mRNA結(jié)合，還可以與雙鏈DNA結(jié)合形成三鏈核酸。第六十六頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一反義核酸發(fā)揮作用一般是作用于目的基因的以下區(qū)域：（1）mRNA的5’端非翻譯區(qū)，核糖體結(jié)合位點(diǎn)等（2）mRNA的5’端編碼區(qū)，起始密碼子等（3）mRNA的5’端帽子形成位點(diǎn)（4）前體mRNA外顯子和內(nèi)含子結(jié)合位點(diǎn)等（5）mRNA的polyA的形成部位（6）阻止mRNA的成熟和向細(xì)胞質(zhì)中的運(yùn)輸?shù)攘硗?，反義核酸與目的基因形成二聚體后容易被降解，并且二聚體也促進(jìn)了自身剪輯的修飾。第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第六十七頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一反義核酸在細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中均可以發(fā)揮作用，但是實(shí)際作用效果有所不同。與許多因素有關(guān)。第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第六十八頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一二、反義技術(shù)與藥物反義核酸技術(shù)就是指利用人工合成或細(xì)胞天然的與特定基因互補(bǔ)的DNA或RNA片段或其衍生物來(lái)抑制或封閉特定基因的表達(dá)技術(shù)。目前已經(jīng)發(fā)展到第3代。第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第六十九頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一肽核酸對(duì)靶基因的結(jié)合能力強(qiáng)，穩(wěn)定性好，容易吸收，在體內(nèi)具有內(nèi)切酶活性和抑制端粒酶的作用。利用肽核酸研制成的藥物被稱(chēng)為第三代反義寡核苷酸藥物。第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第七十頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一反義核酸技術(shù)的應(yīng)用

反義核酸技術(shù)的出現(xiàn)是分子生物學(xué)中的一項(xiàng)革命，給人們提供了前所未有的新的探索自然、研究生命奧秘的新工具。第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第七十一頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一(1)為基因的分析提供了更好的研究手段，不需要改變基因的結(jié)構(gòu)，就可以分析簡(jiǎn)單或復(fù)雜生物體內(nèi)的基因的功能，而常規(guī)手段則必須對(duì)生物的基因組進(jìn)行突變改造，過(guò)程復(fù)雜。而且這種方法的一大優(yōu)點(diǎn)就是高度特異地抑制某一種mRNA的翻譯，不影響其他基因的正常表達(dá)。第1章核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能第七十二頁(yè)，共八十頁(yè)，編輯于2023年，星期一(2)以標(biāo)記的反義RNA或反義DNA為探針進(jìn)行原位雜交，可以在細(xì)胞或亞細(xì)胞的水平上對(duì)基因的表達(dá)進(jìn)行定位研究和定量研究。