DNA超螺旋的基因转录波

当你走到窗前,顺时针方向旋转拉窗帘的双股绳子,使长到足以获得一个双螺旋,然后在两股绳子之间插入一支笔,并向前推动笔而不旋转,你这就是在制作一个转录过程的机械模型:笔或者RNA聚合酶沿着DNA(即相互卷曲的双链)移动。从此实验中可以看到,当RNA聚合酶移位时,将会使它前面的DNA卷得过紧,而后面的DNA不足卷曲。换句话说,DNA在RNA聚合酶前成为正的超卷曲,而在后成为负的超卷曲(见图)。虽然是DNA螺旋结构的必然结果,但这个随RNA聚合酶移动的超螺旋波似乎是幻想的.然而,王·J.C.及其合作者最近所做的漂亮实验证实了这些超螺旋波实际上在原核和真核细胞中都存在。这些数据将无疑会改变对DNA超螺旋的生物学     

Syn61:合成生物学的里程碑

<正>迄今为止,最大的人工合成基因组已经完成,其氨基酸编码密码子的数量比通常要少。这提高了编码含有非自然氨基酸残基的蛋白质的可能性。在过去的10年中,化学合成DNA成本的降低和DNA片段组装方法的改进使得科研人员能够将合成生物学的规模扩大到产生整个染色体和基因组的水平。之前,合成DNA已经构建了多达100万碱基对,尤其是一组来自酿酒酵母的染色体和支原体分枝杆菌的多个版本的基因组。现在,朱利叶斯·福莱     

箱包风波

拿到了<幻想与发明>杂志寄来的中奖通知,我高兴得一夜合不上眼.我是个山里人,从没出过远门.这次因为订阅<幻想与发明>杂志,中了大奖,获得了免费科学旅游机会.     

高密度光纤芯片技术及其在功能基因组学中的应用

DNA微阵列技术的发展带来了基因表达研究方法上的一场革命。传统的Northern blots或RT-PCR方法只能逐一地研究单个基因的表达,而DNA微阵列技术可以同时例行检测成千上万个基因表达水平的变化。在微芯片上置人寡核苷酸探针或相应于     

植物DNA条形码技术应用于大样地群落学研究

DNA条形码技术在生物分类学、进化生态学、分子系统学、生物多样性科学、医学检疫等学科和领域发挥着重要作用.本文梳理了近些年国内外以森林大样地为平台,利用植物DNA条形码(即叶绿体基因片段rbcL,matK和trnH-psbA)在群落水平研究获得的若干重要进展.围绕植物DNA条形码技术如何应用于大样地群落学研究这一主线,从基本原理出发,以研究案例为基础进行了相应的评述,提炼出以下4方面:(1)鉴别群落水平上的植物材料时,利用多个DNA条形码片段的组合能达到较高的物种鉴别率,而单个片段效果较好的为trnH-psbA,其次是matK和rbcL;(2)构建大样地植物群落系统发育关系时,搭配使用不同进化速率的条形码片段,以超级矩阵(Supermatrix)方法排列DNA序列,在系统发育树构建软件上可获取较好的分支精度并得到较高的节点支持率;(3)DNA条形码系统发育关系与群落生态学研究结合时,能增强对群落共存机制和群落构建方式的探索和阐释能力;(4)DNA条形码系统发育关系应用于生物多样性指数计算时,能增强多样性指数的分辨能力和评估手段.植物DNA条形码技术已在类群和群落水平上应用并得到较好的效果;建议与传统的Phylomatic等方法互补优势,在原有基础上进行适当的完善,如优化取样策略、增加具有更多信息量的核基因片段ITS等,提升DNA条形码技术的整体性能,使该技术在区域和全球水平上开展群落学研究时也能较好地应用.     

油菜种子萌发过程中DNA甲基化的MSAP分析

DNA甲基化对于植物的生长发育和组织分化具有十分重要的调控作用. 用MSAP (methylation- sensitive amplified polymorphism)和HPLC两种方法分析了油菜种子萌发过程中DNA甲基化的动态变化过程, 并且比较了不同器官组织的甲基化水平差异. MSAP的分析结果表明, 油菜种子基因组中大约有15.7%的CCGG位点发生了胞嘧啶甲基化, 发生甲基化的方式以C^5mCGG双链甲基化为主; 种子萌发过程中同时发生甲基化和去甲基化事件, 其中去甲基化占据主导地位; 不同器官组织的甲基化水平存在一定差异, 胚根的甲基化水平最低, 下胚轴次之, 子叶最高, HPLC分析结果与此一致. 最后, 对11个甲基化多态性片段进行了序列分析, 发现基因编码区和非编码区发生DNA甲基化的频率基本相等. 由此可见, 种子萌发过程中DNA的甲基化变化是一个十分复杂的过程, 油菜可能通过甲基化和去甲基化的方式调控基因的表达, 并最终决定植株的生长发育和器官分化.     

电视技术的过去、现在和将来

“电视”对于八十年代的人们来说是平常的字眼,但是就在一个世纪前,“电视”还是奇妙的幻想.我国古代广泛流传着的“千里眼”的神话,就是人们努力追求这一目标的一个表现.古今中外无数科学家为了实现这一美妙的“幻想”,走过了多少艰难曲折的道路,攀登过多少个险峻的山峰.今天,电视技术的发展不但实现了“千里眼”的美妙幻想,而且已进入了当今科学技术的各个领域,成为人们向科学的广度和深度进     

展开幻想的双翼

历史上,有过不少荒唐怪诞的神话幻想,中国有《聊斋》,外国有《诸世纪》。缘于此,一些人常把现代的科学幻想与怪诞想象相提并论,从而禁锢了自己思维的创造力。科学创新需要逻辑思维,但也需要幻想,那崇高的幻想,大多却是鼓励、引导人们去克服困难、战胜黑暗、为实现自己向往的远景去努力的。幻想着有一天……才能有一天,有了幻想才促进了人类的进步,爱因斯坦在幼年就善于幻想,到了16岁     

4′-硫代-2′-脱氧胸腺嘧啶核苷-5′-三磷酸化学合成及对DNA复制的影响

4′-硫代核苷类似物已有一些报道,主要是对其化学合成和药物活性的研究。人们发现它们具有一定的抗肿瘤,抗病毒的活性。但对于它们影响DNA合成的作用机制还一无所知,为了从分子水平上了解它们的生物活性并开发新的性质和用途,我们在4′-硫代-2′-脱氧核苷的基础上,合成了4′-硫代-2′-脱氧胸腺嘧啶核苷-5′-三磷酸(TsTP)并考察了它对DNA合成的影响,发现:1)TsTP能有效地抑制DNA的合成,2)TsTP对DNA合成的抑制只发生在DNA模板腺嘌呤位置上,即抑制是高度专一的。上述二个性质使TsTP既成为潜在的抗肿瘤,抗病毒的药物,又成为潜在的DNA顺序测定终止剂。     

利用RAPD技术检测水稻的基因组变化

辐射育种在作物改良中取得了很大的成就。但对射线处理及后代选育过程中基因组发生的变化却了解很少,只能凭后代表型加以判断,使选育工作带有一定的盲目性。DNA分子水平的遗传标记的出现为此开辟了一条新的途径。1990年Williams等创立了一种新的遗传标记——随机扩增多态性DNA(简称RAPD)。它是利用含10(或9)个碱基的随机引物(单引物),在低温复性条件下(36℃左右)进行聚合酶链式合成反应(简称PCR),对模板DNA进行随机扩增,通过扩增出的某一DNA片段有无来比较不同基因组DNA的差异。     

让学生幻想——是浪费时间,还是创造性的过程?

人们常常向学生提出带有批评含意的问题:“亨利,你是在幻想吗?”当一个儿童幻想时,他实际上是在做什么——是在逃避,还是在创造性的思考?幻想可能是一种逃避,也可能是使学生进行真正学习的一种想象的形式。漫无边际的幻想常常是浪费光阴,毫无用处。然而,当受儿童或教师的引导时,幻想是有用的。我们发现,从小学直到研究院,每一阶段的学校,幻想都是一种有价值的教和学的工具。引导成为想象的幻想是一种使学生集中注意力、丰富课程     

HL-60细胞中的DNA脱甲基化活力

已有大量文献报道,真核生物的DNA甲基化作用与细胞癌变有着密切的关系,大部分癌基因及癌细胞的DNA总是处于不充分甲基化状态(undermethylation)。当然,真核生物的甲基化水平[5mC/(C+5 mC)％]主要是与催化这一过程的DNA甲基化酶的活力密切相关。但是细胞DNA甲基化水平是否仅仅取决于DNA甲基化酶从SAM(S-腺苷酰甲     

DNA缩短法计算模型求解最大独立集问题

提出了一种基于环形DNA缩短法的新型计算模型. 该模型可以求解n个顶点m条边的图的最大独立集. 算法的时间复杂度是O(n+m). 随着问题规模的增大, 计算所需的试管数量呈线性增长. 在计算模型的生物操作中, 有两个主要技术: DNA分子内环化和DNA长度逐步缩短. 结合反向PCR(聚合酶链式反应), 磁珠吸附和环化酶催化等多种方法, 在求解步骤中, DNA分子的结构在线性双链DNA(dsDNA)、线性单链DNA(ssDNA)和环形单链DNA之间进行循环变化. 利用环形DNA分子的结构特点, 在计算过程中避免了DNA分子间重组. 为了证实该DNA计算模型的可行性, 利用其求解了一个最大独立集问题的实例.     

率先开拓边疆——科幻小说中的“宇航与星际战争”题材

“太空是人类最后的边疆”。这句话反映了人类对宇宙空间与星际航行的无限向往。神秘的星空始终是人类幻想的源泉,早在文明初期有关天空的幻想就深深汇入了各种神话传说。而在科技高度发展的今天,对这种幻想表达得最为充分的恐怕就算科幻小说了。     

科学之窗

两个美国科研小组发现了距今3000万年的DNA,此种DNA比过去知道的年龄最久的DNA存在的时间几乎长了1倍。这种DNA是这两个小组各自独立地从第三纪时被捕捉到树脂中而成为琥珀化石的昆虫体内提取出来的。纽约美国自然历史博物馆的Rob Desalle及其科研组是从白蚁中提取到DNA。位于加里佛尼亚的加州工业大学,R"IC"。和他的同笋们以一种无刺蜜蜂作为研究材料。     

通过远缘杂交将鸭茅状摩擦禾DNA片段导入普通小麦基因组的分子证据

报道了小麦与鸭茅状摩擦禾杂交后代的分子生物学分析结果.利用RAPD技术在340个随机引物中筛选出2个引物,它们在杂交后代稳定株系中扩增出父本鸭茅状摩擦禾所具有的特异条带.在分子水平上证明了鸭茅状摩擦禾DNA可通过有性杂交方式整合到小麦基因组中.随后的RFLP分析进一步证实了这一结论.论证了利用小麦与鸭茅状摩擦禾有性杂交的方法向小麦基因组转移鸭茅状摩擦禾DNA在育种实践及理论研究方面的意义和潜力.     

植物疫苗

许多植物的病虫害是由病毒所致。既然疫苗可以使人获得对病毒的免疫力,那么是否也能给植物接种疫苗来抵抗病害呢?这并非幻想。第一种植物疫苗现今业已问世。美国华盛顿大学与密苏里州圣路易市的蒙桑托公司的研究人员用生物工程方法从烟草花叶病病毒的DNA中抽取出基因,此基因被植入植物细胞中,从中培育出八棵西红柿与烟草植株,以增长积累基     

核酸序列资料的计算机储存和编辑

近年来随着DNA顺序测定方法的改进,已经积累了一定的DNA序列资料。自1977年测定了第一个完整的DNA分子噬菌体φ×174 DNA后,人们已经陆续测定了细菌质粒PBR 322,动物病毒SV40,噬菌体T7,fd、M13、f1等DNA序列。它们在基因工程中被     

脂肪嗜热芽孢杆菌GR75产生的一种新的Ⅱ型限制性内切酶BsrGⅠ的鉴定

从脂肪嗜热芽孢杆菌Bacillusstearothermophilus品系GR75中已分离出一种新的Ⅱ型限制性内切酶BsrGⅠ 该酶在T7DNA上有13个切点,在λ DNA上有5个切点,M13mp 19 DNA上有1个切点,但在pBR322 DNA和pUC19 DNA上没有切点.和限制性内切酶AvaⅡ及BsrFⅠ一起进行双酶切,BsrG Ⅰ在M13mp 19 DNA上的切点位     

DNA修复研究荣膺诺贝尔化学奖

<正>马斯·林达尔、保罗·莫德里克和阿齐兹·桑贾尔分享了2015年诺贝尔化学奖。2015年诺贝尔化学奖授予三位在DNA修复研究中做出突出贡献的科学家。托马斯·林达尔(Tomas Lindahl)、保罗·莫德里克(Paul Modrich)、阿齐兹·桑贾尔(Aziz Sancar),"在分子水平上描绘出细胞如何修复受损DNA并维护遗传信息。"授予该奖的瑞典皇家科学院说。DNA不是一种稳定的分子,而是会随着时间发