“私人基因图”普及风暴悄然临近 “1000美元基因组”把你的基因图读给你

“1000美元基因组”把你的基因图读给你许多基因组解码技术利用DNA的碱基互补对规则。基因组语言的“字母表”只包含4个字母,即被称为碱基的基本单位一腺嘌呤[A],胞嘧啶[C],鸟嘌呤[G]和胸腺嘧啶[T]。它们彼此配对(A和T,C 和G),从而形成标准的DNA梯阶。活细胞使用这一规则复制和修复自身的DNA 分子;碱基配对规则也被人们来复制和感兴趣的DNA,直到如今,它仍是主流DNA 定序技术的基本原理。     

生物电脑生命科学与DNA

生物体的物质组成可分为无机物和有机物两大类。无机物包括水和无机盐 ;有机构包括蛋白质、核酸、多糖和脂类 ,核酸分为核糖核酸和脱氧核糖核酸。脱氧核糖核酸即ＤＮＡ ,由腺嘌呤 (Ａ)、鸟嘌呤 (Ｇ)、胞嘧啶(Ｃ)、胸腺嘧啶 (Ｔ)四种核苷酸组成。处在不同状态下 ,它们可产生有信息和无信息的变化 ,这激起了科学家们研制生物电子元件的灵感———生物计算机 (生物电脑 ) ,有可能在 2 1世纪被推向世界科技舞台。核糖核酸即ＲＮＡ ,由腺嘌呤 (Ａ)、鸟嘌呤 (Ｇ)、胞嘧啶 (Ｃ)、尿嘧啶 (Ｕ)四种核苷酸组成。它们有不同的排列顺序 ,构成了不同的生…     

脲基锌卟啉及其石墨烯复合体系对DNA碱基的包合作用

运用量子化学计算和分子动力学模拟相结合的方法,理论研究了脲基四苯基锌卟啉衍生物(ZnUPP)及其石墨烯复合体系对腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶等4种DNA碱基的包合作用.结果表明,ZnUPP能够通过氢键和金属配位作用包合碱基分子,形成稳定的包合物;石墨烯的片层结构在一定程度上限制了ZnUPP的无规则运动,提高了包合物的稳定性;ZnUPP与4种碱基的包合作用由大到小依次为鸟嘌呤、腺嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶.     

Salen-金属配合物与DNA中碱基的相互作用

参照文献方法,合成了N,N’-双(2-羟基-1-萘甲醛)缩邻苯二胺、乙二胺和1,3-丙二胺的3种Salen配体及其与Mn(Ⅲ)、Co(Ⅲ)形成的6种配合物,探究了它们对碱基的荧光猝灭效应.结果表明,对于同一碱基来说,Mn(Ⅲ)配合物比Co(Ⅲ)更易使碱基发生荧光猝灭;同种配合物与不同的碱基作用时,其猝灭强度大小顺序为胞嘧啶腺嘌呤鸟嘌呤,呈现出配合物对碱基作用的选择性;配合物的结构对荧光的猝灭也有影响.     

基因及基因表达调控

一生物体的性状是怎样决定的,又是如何代代相传的?这是过去一百多年来遗传学提出的主要问题,现在对这个问题已经有了一个基本的答案。所有生物体均由细胞组成。一种生物的每一个细胞内含有同样组套的DNA,构成了此种生物的基因组。基因组的DNA序列是从单细胞受精卵发育成为多细胞整体的蓝图。决定人类文化至关紧要的学习、语言、记忆等智能因子亦编码在DNA序列之中。DNA序列还编码着突变和变异,它是人类患病或对疾病易感染的原因 DNA是由四种脱氧核苷酸组成的很长的双链多聚体。用A、G、C和T表示四种核苷酸,它们分别代表四种核苷酸的碱基:腺嘌呤、乌嘌呤、脑嘧啶和胸腺嘧啶。在细胞内DNA与一些蛋白质复合构成染色体。染色体因其长度和核苷酸排列顺序不同而异。每个DNA分子含有很多作为功能单位的     

碱基分子中单电子作用势判断化学键强弱的研究

碱基是遗传物质DNA和RNA的基本结构单元,与基因突变、癌症及遗传疾病许多健康问题息息相关.使用MELD精密从头计算及自编程序,计算了常见碱基分子腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶和尿嘧啶中沿各化学键方向上的单电子作用势,并根据单电子作用势势垒——Dpb对各化学键的强弱进行了比较.结果表明,N—H键的Dpb值明显高于C—H键的Dpb值,且胸腺嘧啶分子的C7—H键的Dpb相对于其他分子的C—H键明显偏低.由于Dpb可以用来表征化学键的强弱,因此,碱基分子中N—H键要强于C—H键,且胸腺嘧啶中的C7—H键最弱,在DNA中易被自由基或其他基团进攻,该结论与实验结果一致,为进一步探讨碱基分子的相关性质奠定了基础.     

Taq酶体外合成DNA时模板错位机制的探讨

利用Taq DNA聚合酶体外合成DNA过程中,当反应体系中缺少与模板链互补配对的dNTP底物时,产物合成并不会在底物缺失位点处终止,聚合反应继续进行.为研究此复制缺陷现象,设计一系列模板用于DNA体外酶促合成.除了已知的碱基错配机制,笔者发现存在另一种"模板错位"机制,即模板中与底物非Watson-Crick互补配对的碱基位点首先进行收缩滑动,形成模板bulge结构后再继续进行酶促合成反应.这项研究有助于提高DNA样品合成保真度以及继续深入探索体外DNA合成的详细机制.     

免疫球蛋白轻链基因的体细胞重组位置上的顺序

含有小鼠免疫球旦白k链基因的5个连接(J)DNA片段的胚细胞DNA断片共1700个碱基,它的全部核苷酸顺序被测定了。每一个JDNA片段都能编码96个到108个氨基酸残基。用5个JDNA的每一个顺序和那些可变(V)区基因及完整的K链基因的DNA顺序进行比较,给一个精细的重组位置定了位。JDNA片段的5′—邻近区和胚细胞V基因的     

实验室内的“生命积木”

<正>NASA(美国宇航局)艾姆斯研究中心的科学家,首次在模拟太空条件下的实验室内制造出了胞嘧啶(cytosine,C)、胸腺嘧啶(thymine,T)和尿嘧啶(uracil,U)。这些嘧啶是不同的碱基,可以构成DNA和RNA。     

基于Ag/Si-NPA的DNA碱基高灵敏度SERS探测

以硅纳米孔柱阵列(Si-NPA)为衬底,采用浸渍还原法制备了一种图案化的硅基银纳米结构(Ag/Si-NPA).以Ag/Si-NPA为表面增强拉曼散射(SERS)的活性基底,实现了对鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶三种DNA碱基的低浓度探测.结果表明,三种DNA碱基分子均通过羰基和氮原子倾斜吸附于Ag/Si-NPA表面且吸附位点类似,但倾斜角略有不同.随着溶液浓度的降低,碱基分子更趋向平行吸附于基底表面.由此证明,Ag/Si-NPA可以显著增强DNA碱基分子的拉曼散射效应,是一种可用于低浓度生物分子检测的性能优异的SERS活性基底.     

遗传密码表与《易经》

首幅大型人类基因图谱的发表绘出了1.6万个基因染色体所在的位置,它说明人的一生的确定性和它们的遗传性程序,是由4个碱基中任取3个,构成64个密码子的基因所控制。《易经》(周易),它也有一个由64个符号组成的系统,每个符号也是由4个可能的“字母”中的3个组成,它依赖于阴阳极性的基本规律,揭示人的生命和发展受控于一个包含64种可能的状态,每一种状态又有6种可能的变化,使之成为另一个状态的系统所确定的程序。本文介绍如何由二进制表示“卦”的顺序,并以太阴、少阴、少阳、太阳分别表示尿嘧啶(U)、胞嘧啶(C)、鸟嘌呤(G)、腺嘌呤(A)4个碱基的遗传密码表,发现竟似同一个密码系统。提出是否存在一种规律,它的特征(信息)一方面通过遗传密码表的64种三联体密码显示,另一方面又通过64种可能的状态及发展显示。     

石墨烯/铜-银合金复合膜修饰玻碳电极同时测定鸟嘌呤和腺嘌呤

采用简单的搅拌还原法制备了石墨烯/铜-银合金纳米复合物,基于该复合物修饰玻碳电极制备了新型的电化学传感器.用SEM和TEM扫描电镜对石墨烯和石墨烯/铜-银合金纳米复合物进行了表征.分别用循环伏安法和差分脉冲伏安法研究了鸟嘌呤和腺嘌呤在修饰电极上的电化学行为.结果表明,石墨烯/铜-银合金纳米复合膜显著促进了鸟嘌呤和腺嘌呤在电极上的电子传递速度.在0.1 mol/L醋酸盐缓冲溶液(ABS)中(pH 4.5),鸟嘌呤和腺嘌呤在该修饰电极上具有良好的电化学行为,鸟嘌呤和腺嘌呤分别在1.0¹00.0μmol/L浓度范围内,信号线性关系良好,相关系数分别为0.997和0.998.鸟嘌呤和腺嘌呤的检出限分别为6.0×10-8mol/L和5.0×10-8mol/L(S/N=3).将该传感器用于DNA样品中嘌呤碱基分析,得到(G+C)/(A+T)的比值为0.79.     

鸟嘌呤与不同致癌物代谢物的加成物的从头算和半经验计算

分别应用量子化学中HF-SCF-LCAO从头算法和CNDO/2与MINDO/3法计算了甲基鸟嘌(?)和甲基团同鸟嘌呤N7和O11原子相连的形态,以及后者加成物的电子电荷分布和立体化学,得知参与化学变化分子的异常官能,伴随反应引起DNA螺旋结构强烈的变化。并通过相洽场法和超分子近似法计算,分别得到了相应构型的相互作用能,致癌芴和四种不同核苷酸碱基胞嘧啶、胸腺嘧啶、鸟嘌呤和腺嘌呤间的堆积相互在作用能,稳定化能相应为～0.70,-1.43,-2.52和-1.04千卡/摩尔。     

胸腺嘧啶碱基与羟基自由基反应的密度泛函理论

羟基自由基(·OH)进攻嘧啶碱基是破坏核酸造成DNA断链损伤的重要原因之一.采用密度泛函(DFT)理论中B3LYP方法在6-31G基组水平上对胸腺嘧啶(thymine,简写为"T")受羟基自由基进攻形成的各种可能产物自由基进行几何全优化.根据总能量、键长和自旋密度的计算结果,从理论上确认了C-5位加成机制.得稳定产物自由基T5OH·,且T5OH·不易脱水与N-3位H脱水得一个更稳定的产物自由基.该稳定自由基的形成造成DNA断链损.     

未来的计算机

早在70年代,就有人发现,脱氧核糖核酸处在不同状态下,可产生有信息和无信息,这就引起了科学家们的极大兴趣,激发他们去研制生物电子元件的灵感。 脱氧核糖核酸即DNA,由腺嘌呤(A).鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)四种核苷酸组成,A、T、G、C相当于四种符号,一连串的A、T、G、C可有序地组合在一起能代表数字或其它信息,如同电子计算机把一连串的0与1组合在一起能进行编码一样。由于生物电子元件比硅芯片上的电子元件要小很多,甚至可小到几十亿分之一米,而且生物芯片本身具有天然独特的立体化结构,其密度要比平面型的硅集     

展望生命科技产业

被誉为生命科学“登月”计划的人类基因组计划,于1990年10月在美国正式启动。该计划的核心内容是构建人类DNA序列图,完成人类基因组DNA分子24条染色体中所有3000Mb碱基排列顺序的测试工作。这是人类到目前为止在探索自身生命奥妙方面最庞大的科学     

基因图谱面世 长生不老成真 人可以活到1200岁

若将人体看作为一部机器,基因则是构成这部人体机器的零件,而“基因图谱”就是有关整部机器的构造蓝图。简单而言,人是由无数的细胞所组成,而每个细胞内均有二十三对染色体,而这些染色体由DNA组成。DNA是一条由磷酸盐和糖组成的分子链,呈双螺旋形,中间以称为碱基的横条紧扣,碱基是由四种化合物构     

基于DNA桥连氧化石墨烯的Fpg荧光检测

甲酰胺嘧啶DNA糖基化酶(Fpg)可特异性识别并切除由鸟嘌呤损伤产生的8-oxoG碱基以修复DNA序列，因此对Fpg进行定量检测可以反映鸟嘌呤受损程度，为污染物毒性效应评价提供技术手段.基于不同长度的DNA桥连氧化石墨烯(GO)强度不同的原理，以及GO优异的荧光淬灭能力，构建了DNA桥连GO基荧光传感器.该传感器在不同浓度Fpg下，特异性识别和切除8-oxoG碱基，产生短链DNA,其上修饰的荧光基团不能被GO有效淬灭，因而产生荧光信号.该荧光信号与Fpg浓度在一定范围内呈线性关系，可实现Fpg的定量检测，检测的线性范围为0～0.4 U/mL,检出限为0.014 U/mL,并表现出良好的特异性识别能力.采用加标回收法对稀释后胎牛血清中的Fpg进行了检测，回收率为93.5%～111%.其为Fpg快速检测提供了可行的方法，为DNA鸟嘌呤损伤评价提供了一种有效的技术手段.     

毛细管电泳-安培法测定酵母菌中的RNA

报道了通过毛细管电泳-安培检测法测定腺嘌呤(A)和鸟嘌呤(G)来间接测定酵母菌中核糖核酸含量的方法.探讨了电极电位、运行缓冲溶液、分离电压及进样时间等对毛细管电泳分离-安培检测的影响,得到了较为优化的测定条件.在30 mmol/L 的硼酸盐缓冲液(pH 9.0)中,上述两组分可在18 min 内完全分离.腺嘌呤和鸟嘌呤的检测限分别为2.0×10^-7mol/L和1.7×10^-7 mol/L.该法具有较好的重现性和灵敏度，可以用于食品中酵母菌中核糖核酸的快速测定.     

科学家破译植物开花时间秘密

植物为什么会在不同季节开花?研究人员在新一期《科学》杂志上报告说,其秘密在于一种核糖核酸(RNA)起到了调控作用。英国约翰·英尼斯中心的研究人员发现的这种核糖核酸名为COOLAIR,是一种反义长链非编码核糖核酸。长链非编码核糖核酸曾被认为没有