【正文】 西昌學(xué)院食品科學(xué)系 肺炎球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)圖解 光滑型細(xì)胞（有毒） 粗糙型細(xì)胞（無毒） 破碎細(xì)胞 DNAase降解后的 DNA 粗糙型細(xì)胞接受光滑型 DNA 只有粗糙型 大多數(shù)仍為粗糙型 少數(shù)光滑型細(xì)胞被轉(zhuǎn)化 S S R R R + DNA 。 西昌學(xué)院食品科學(xué)系 人類將進(jìn)入生物經(jīng)濟(jì)時(shí)代 基因 —— 操縱生命的工具 基因組 —— 潛藏著巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值 基因技術(shù) —— 21世紀(jì)的投資熱點(diǎn) 誰掌握了人類基因圖譜，就等于誰破譯了人類的生命密碼，獲得了操縱生命的工具。 西昌學(xué)院食品科學(xué)系 HGP取得的成就 ? 完成了人類基因組工作草圖繪制 ,揭示了人類基因組若干細(xì)節(jié) ? 基本上測定了人類基因組上的堿基序列 ? 一些模式生物 (果蠅、擬南介等 )和作物（如水稻）基因草圖繪制成功，測序基本完成 ? 促進(jìn)了生物信息學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、糖組學(xué)的迅猛發(fā)展 ? 人類基因組草圖繪就，中國科學(xué)家功不可沒 西昌學(xué)院食品科學(xué)系 HGP面臨的挑戰(zhàn) ? 基因的隱私權(quán)問題 ? 基因組圖譜和信息的使用與人的社會(huì)權(quán)利問題 ? 基因資源問題 ? 基因知識(shí)的濫用問題 西昌學(xué)院食品科學(xué)系 二、 DNA芯片技術(shù)簡介 DNA芯片 (DNA chip)技術(shù)是采用寡核苷酸原位合成或顯微打印手段，將數(shù)以萬計(jì)的 DNA探針片段有序地固化于支持物表面上，產(chǎn)生二維 DNA探針陣列，然后與標(biāo)記的樣品進(jìn)行雜交，通過檢測雜交信號(hào)來實(shí)現(xiàn)對(duì)生物樣品的快速、并行、高效地檢測或診斷。 到目前為止，已完成了人類基因組的框架圖，測序的工作已基本完成。美、英、德、法、日先后參加了此項(xiàng)工作，1999年我國成為 HGP的第六個(gè)成員國。 其單位用Svedberg， 即 s表示 ， s=1 1013秒 。 某些 DNA的 Tm值 60 80 100 1 .0 1 .4 1 .2 100% A260 t \ 0C Tm Tm Tm 1 2 3 1 2 3 西昌學(xué)院食品科學(xué)系 沉降系數(shù)（ S） 生物大分子在單位離心力場作用下的沉降速度稱為沉降系數(shù) 。 實(shí) 例 ：southern印跡法 西昌學(xué)院食品科學(xué)系 Southern印跡法 DNA分子 限制片段 限制性酶切割 瓊脂糖電泳 轉(zhuǎn)移至硝酸纖維素膜上 與放射性標(biāo)記DNA探針雜交 放射自顯影 帶有 DNA片段的凝膠 凝膠 濾膜 用緩沖液轉(zhuǎn)移 DNA 吸附有 DNA片段的膜 西昌學(xué)院食品科學(xué)系 Tm： 熔解溫度（ melting temperature） Poly d(AT) DNA Poly d(GC) DNA的變性發(fā)生在一個(gè)很窄的溫度范圍內(nèi) ， 通常把熱變性過程中 A260達(dá)到最大值一半 時(shí) 的 溫 度 稱為 該DNA的熔解溫度 ， 用Tm表示 。 復(fù)性 ：在一定條件下 ， 變性DNA 單鏈間堿基重新配對(duì)恢復(fù)雙螺旋結(jié)構(gòu) ， 伴有 A260減小 （ 減色效應(yīng) ） , DNA的功能恢復(fù) 。pppN3 180。 “ 帽子” PolyA 3180。 3180。N3180。 西昌學(xué)院食品科學(xué)系 tRNA的三級(jí)結(jié)構(gòu) 西昌學(xué)院食品科學(xué)系 三、 rRNA的分子結(jié)構(gòu) 特征 ： ? 單鏈 ， 螺旋化程度較 tRNA低 ? 與蛋白質(zhì)組成核糖體后方能發(fā)揮其功能 5sRNA的二級(jí)結(jié)構(gòu) 西昌學(xué)院食品科學(xué)系 四、 mRNA的分子結(jié)構(gòu) 原核生物 mRNA特征 ： 先導(dǎo)區(qū) +翻譯區(qū) （ 多順反子 ） +末端序列 真核生物 mRNA特征 ： “ 帽子 ” （ m7G5180。 西昌學(xué)院食品科學(xué)系 二、 tRNA 的結(jié)構(gòu) 二級(jí)結(jié)構(gòu) 特征 ： 單鏈 三葉草葉形 四臂四環(huán) 三級(jí)結(jié)構(gòu) 特征： 在二級(jí)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上 進(jìn)一步折疊扭曲形成倒 L型 西昌學(xué)院食品科學(xué)系 酵母 tRNA Ala 的二級(jí)結(jié)構(gòu) DHU環(huán) I G C 反密碼子 反密碼環(huán) 氨基酸臂 可變環(huán) TψC環(huán) C C A Ala 3180。 3180。5180。 該模型的提出是本世紀(jì)生命科學(xué)的重大突破之一 ， 它奠定了生物化學(xué)和分子生物學(xué)乃至整個(gè)生命科學(xué)飛速發(fā)展的基石 。 磷酸 核糖 堿基 TA堿基對(duì) CG堿基對(duì) 西昌學(xué)院食品科學(xué)系 （ 2） DNA的雙螺旋模型特點(diǎn) ? 兩條反向平行的多聚核苷酸鏈沿一個(gè)假設(shè)的中心軸右旋相互盤繞而形成 。 5180。 5180。 5180。 讀出模板互補(bǔ)序列 讀出模板序列 一級(jí)結(jié)構(gòu)測定 西昌學(xué)院食品科學(xué)系 二、 DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu) DNA的 雙螺旋結(jié)構(gòu) (WatsonCrick模型 ) DNA雙螺旋結(jié)構(gòu) 特征 及 意義 DNA雙螺旋的 多態(tài)性 某些其它 DNA螺旋結(jié)構(gòu) DNA回文結(jié)構(gòu) 、 三股螺旋 西昌學(xué)院食品科學(xué)系 DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu) (WatsonCrick模型 ) （ 1）、 DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)的形成 5180。 TCAACGATGG 5180。 引物 dATPdCTPdGTPdTTP +ddATP dATPdCTPdGTPdTTP +ddTTP dATPdCTPdGTPdTTP +ddGTP dATPdCTPdGTPdTTP +ddCTP GGCCA GGCCATCGTTGA GGC GGCC GGCCATC GGCCATCGTTG GGCCATCG GGCCAT GGCCATCGT GGCCATCGTT A C G T AGTTGCTACC 3180。 GG 5180。 字母式 西昌學(xué)院食品科學(xué)系 DNA酶法序列分析的原理 酶反應(yīng) 電泳方向 模板 CCGGTAGCAACT 3180。 線條式 5180。 p p p p OH 3180。 結(jié)構(gòu)式 5180。 RNA一級(jí)結(jié)構(gòu) DNA、 RNA的一級(jí)結(jié)構(gòu) 西昌學(xué)院食品科學(xué)系 DNA一級(jí)結(jié)構(gòu)的表示法 5180。 OH OH OH 5180。 西昌學(xué)院食品科學(xué)系 DNA一級(jí)結(jié)構(gòu) 5180。 ? 一級(jí)結(jié)構(gòu)的表示法 結(jié)構(gòu)式 ， 線條式 ， 字母式 ? 一級(jí)結(jié)構(gòu)測定 5180。→ 3180。磷酸二酯鍵 ） 和排列順序叫做 DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu) ， 簡稱為堿基序列 。dNTP N=A、 G、 C、 T 腺苷酸及其多磷酸化合物 AMP Adenosine monophosphate ADP Adenosine diphosphate ATP Adenosine triphosphate 西昌學(xué)院食品科學(xué)系 第三節(jié) DNA的分子結(jié)構(gòu) 一、 DNA 一級(jí)結(jié)構(gòu) 二、 DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu) 三、 DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu) 西昌學(xué)院食品科學(xué)系 一、 DNA 的一級(jí)結(jié)構(gòu) ? DNA分子中各脫氧核苷酸之間的連接方式 （ 3180。dNMP 5180。NDP 5180。 西昌學(xué)院食品科學(xué)系 5180。 西昌學(xué)院食品科學(xué)系 二、核酸的基本結(jié)構(gòu)單位 — 核苷酸 核酸分子中核苷酸的化學(xué)組成與命名 (1) 堿基、核苷、核苷酸的概念和關(guān)系 (2) 常見堿基的結(jié)構(gòu)與命名法 (3) 常見（脫氧）核苷酸的基本結(jié)構(gòu)與命名 (4) 稀有核苷酸 2 、 細(xì)胞內(nèi)游離核苷酸及其衍生物 西昌學(xué)院食品科學(xué)系 核酸分子中核苷酸的化學(xué)組成與命名 5180。 ?核糖核酸 （ ribonucleic acid, RNA） ： 主要參與遺傳信息的傳遞和表達(dá)過程 ， 細(xì)胞內(nèi)的 RNA主要存在于細(xì)胞質(zhì)中 ， 少量存在于細(xì)胞核中 ， 病毒中 RNA本身就是遺傳信息的儲(chǔ)存者 。 原核細(xì)胞沒有明顯的細(xì)胞核結(jié)構(gòu) ， DNA存在于稱為類核的結(jié)構(gòu)區(qū) 。 西昌學(xué)院食品科學(xué)系 核酸的結(jié)構(gòu)與功能 第一節(jié) 核酸的研究歷史和重要性 第二節(jié) 核酸的分類和基本結(jié)構(gòu)單位 — 核苷酸 第三節(jié) DNA的分子結(jié)構(gòu) 第四節(jié) RNA的分子結(jié)構(gòu) 第五節(jié) 核酸的某些理化性質(zhì)及核酸研究常用技術(shù) 第六節(jié) 人類基因組計(jì)劃簡介 西昌學(xué)院食品科學(xué)系 第一節(jié)：核酸的研究歷史和重要性 ?1869 Miescher從膿細(xì)胞的細(xì)胞核中分離出了一 種含磷酸的有機(jī)物 ， 當(dāng)時(shí)稱為核素 （ nuclein） ,后稱為核酸 （ nucleic acid） ?1944 Avery 等通過肺炎球菌轉(zhuǎn)化試驗(yàn)證明 DNA是遺傳物質(zhì) ?1953 Watson和 Crick提出 DNA結(jié)構(gòu)的雙螺旋模型 ?1958 Crick提出遺傳信息傳遞的中心法則 ?70年代 建立 DNA重組技術(shù) ?80年代以后 分子生物學(xué) 、 分子遺傳學(xué)等學(xué)科突飛猛進(jìn)發(fā)展 ， 實(shí)施人類基因組計(jì)劃 （ HGP） 西昌學(xué)院食品科學(xué)系 第二節(jié)：核酸的分類和基本結(jié)構(gòu)單位 — 核苷酸 一 、 核酸分類和分布 ?脫氧核糖核酸 （ deoxyribonucleic acid, DNA） :遺傳信息的貯存和攜帶者 ， 生物的主要遺傳物質(zhì) 。 因此 ， 為了給消費(fèi)者提供大限度的保護(hù) ， 研究目前普遍使用的食品添加劑的慢性毒性及其疊加毒性不失為明智的做法 。 ? 有機(jī)磷酸酯為神經(jīng)毒素，主要是競爭性抑制乙酯膽堿脂酶（ AchE） 的活性，導(dǎo)致神經(jīng)突觸和中樞的神經(jīng)遞質(zhì) —乙酰膽堿（ Ach） 的累積，從而引起中樞神經(jīng)中毒。 ? 1. DDT ? DDT等有機(jī)氯殺蟲劑屬于神經(jīng)毒劑，對(duì)哺乳動(dòng)物的急性毒性主要表現(xiàn)為中樞神經(jīng)系統(tǒng)中毒 ? 2. 艾氏劑和狄氏劑 西昌學(xué)院食品科學(xué)系 ? 有機(jī)磷農(nóng)藥 ? 有機(jī)磷酸酯類農(nóng)藥有水溶性和脂溶性兩種，可以通過消化道、呼吸道和皮膚被吸收。(kg體重 西昌學(xué)院食品科學(xué)系 1990年我國成年人的農(nóng)藥殘留攝人量 農(nóng)藥名稱 攝入量 /μg鎘的慢性毒性主要表現(xiàn)在使腎中毒和骨中毒方面，并對(duì)生殖系統(tǒng)造成損害。鎘在工業(yè)上有廣泛的用途，主要用于電容器、電線及其他金屬的電鍍，防止其被腐蝕。 ? 甲基汞中毒主要影響神經(jīng)系統(tǒng)和生殖系統(tǒng)。 ? 人體和其他動(dòng)物對(duì)汞的吸收率取決于其被吸收的部位和汞的化學(xué)形式。 如果繼續(xù)攝入大量的鉛 ， 患者將進(jìn)入第三階段 ，癥狀為腎衰竭 、 痙攣 、 昏迷以至死亡 。 鉛的毒性主要是由于其在人體的長期蓄積所造成的神經(jīng)性和血液性中毒 。 PCBs在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中顯示為致癌物，主要導(dǎo)致肝癌和胃腸腫瘤， 多氯聯(lián)苯的結(jié)構(gòu) 西昌學(xué)院食品科學(xué)系 ? （ 四 ） 鉛 ? 鉛對(duì)環(huán)境的污染主要是廢棄的含鉛蓄電池和汽油防爆劑 （ 含鉛汽油 ） 對(duì)土壤 、水源和大氣的污染 。 ? PCBs主要通過對(duì)水體的大面積污染 ， 通過食物鏈的生物富積作用污染水生生物 ， 因而這類物質(zhì)最容易集中在海洋魚類和貝類食品中 。 西昌學(xué)院食品科學(xué)系 部分多環(huán)芳烴的結(jié)構(gòu) 西昌學(xué)院食品科學(xué)系 ? （ 二 ） 多氯聯(lián)苯 ? 多氯聯(lián)苯 （ Polychlorinated biphenyl，PCBs） 是一大類含不等量氯的聯(lián)苯化合物 ， 種類有 210種之多 。迄今已發(fā)現(xiàn)有 200多種 PAHs， 其中有相當(dāng)部分具有致癌性，如苯并 [α]芘、苯并 [α]蒽等。 其他如鉛 、 汞 、 鎘等