悄然而来的双螺旋

科学界中一些重要的发现在公开之初往往并没有引起广泛的注意 ,当科学家在庆祝发现DNA双螺旋结构 5 0周年之际 ,人们意识到双螺旋当年也有着类似的经历。历史资料显示 ,1 95 3年DNA双螺旋结构模型被提出时科学界对它的反应很冷淡。实际上直到科学家们认为这种结构模型可能揭示了DNA参与蛋白质组合的机制时 ,生命科学界才对DNA双螺旋结构产生了浓厚的兴趣。　　里奇·考尔德 (RitchieCalder) 1 95 3年 5月 1 5日在《新闻记事报》上关于发现DNA结构的报道1 95 6年罗伯特·辛谢梅尔 (RobertSinshei mer)在加州理工学院所作的一次报告中…     

DNA有一种新的螺旋形吗?

七十年代的最后一年是分子生物学取得重大成就的一年,这就是左旋DNA结构的发现。自1953年由J.Watson和F.Crick发现DNA的右旋双螺旋结构以来,一直认为它是DNA的普遍结构形式,并在生命体内占压倒优势。可是,去年12月13日这一定论被A.Rich等科学家打破了,他们发现了左旋DNA结构。这里三篇文章就是关于左旋DNA的发现及其在生物学上的意义的最新报道及论述。     

左旋DNA结构及意义

七十年代的最后一年是分子生物学取得重大成就的一年,这就是左旋DNA结构的发现。自1953年由J.Watson和F.Crick发现DNA的右旋双螺旋结构以来,一直认为它是DNA的普遍结构形式,并在生命体内占压倒优势。可是,去年12月13日这一定论被A.Rich等科学家打破了,他们发现了左旋DNA结构。这里三篇文章就是关于左旋DNA的发现及其在生物学上的意义的最新报道及论述。     

原子分辨水平的左旋双螺旋DNA片段的分子结构

七十年代的最后一年是分子生物学取得重大成就的一年,这就是左旋DNA结构的发现。自1953年由J.Watson和F.Crick发现DNA的右旋双螺旋结构以来,一直认为它是DNA的普遍结构形式,并在生命体内占压倒优势。可是,去年12月13日这一定论被A.Rich等科学家打破了,他们发现了左旋DNA结构。这里三篇文章就是关于左旋DNA的发现及其在生物学上的意义的最新报道及论述。     

DNA在未来50年里……

“我们想提出一种令DNA研究更有趣的结构。这种结构包含着一些具有重要生物学价值的新特点。”通过这份著名的低调声明,1953年4月25日,詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克在《自然》杂志上宣布了他们关于DNA结构的发现。他们的模型以DNA晶体的x射线衍射模式为基础,最终解释了遗传物质是如何复制和传递信息的。它所引发的革命永远改变了生物学界。     

以溴化乙锭为荧光探针研究二氯二茂钛与DNA作用方式

自1979年K(?)pf等发现二氯二茂钛(Cp_2TiCl_2,TDC)的抗癌活性以来,金属茂类配合物抗癌作用的研究成为继顺铂之后该领域中最为活跃的前沿课题之一,TDC具有抗癌谱广、药效高、毒性远低于顺铂的突出优点,已于1992年在德国进入临床研究.生物学实验表明,DNA是TDC在细胞内的主要靶分子,但TDC与DNA的作用方式仍是未知的.McLaughlin等的研究表明,TDC可与DNA作用形成Cp_2Ti-DNA及CpTi-DNA复合物,文献[4,5]通过研究TDC与单核苷酸及DNA的作用,提出了TDC与DNA发生不可逆共价结合的作用模式.本文以荧光探针技术研究了TDC与DNA的结合方式及其对DNA二级结构的影响.     

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.     

框架核酸为生命分析化学提供新工具

正人们通常认为遗传信息是存储在DNA的一维序列中.然而,近年来随着三维基因组领域的发展,研究者已经越来越多地认识到生物体内很多基因调控信息是以特定形式存储在核酸的高级拓扑结构中.与之相应地,DNA纳米技术的兴起为通过DNA序列编码在体外合成与发展人工DNA纳米结构提供了新的可能.尤其是随着以"DNA折纸     

体外λ-DNA形成新结构的证据

1990年白春礼等人首次用扫描遂道显微镜(STM)直接观察到λ-DNA经热变性后在体外形成一种三链辫状结构。这一结果不同于目前提出的三螺旋模型,即第三条链缠绕于双链DNA的大沟之中。据文献报道,用同型嘌呤和同型嘧啶或以单链DNA和双链DNA反应所得到的三链物比双链DNA有较低的熔解温度(T_m),在解旋过程中280nm光吸收值明显提高,对DNaseI酶不敏感等特征。三链辫状DNA的某些物化性质可能不同于     

核酸的分子静电势〔Ⅲ〕——Z—DNA的分子静电势

人们发现,在各种不同的环境或实验条件下,DNA能以各种不同的形式存在。但它们本质上是属于B型结构形式,即我们在前面两篇文章中所介绍的那种结构。可以认为,B—DNA是生物体系中DNA存在的主要形式。 1972年以来,一系列实验表明,聚(dG-dC)·聚(dG-dC)体系,特别当它处在高盐浓度下,往往能发生强烈的构型变化。1979年和1980年Wang等对自补(self—corn-plementary)六聚物d(Cp Gp Cp Gp Cp G)进行了结晶学研究,在此基础上,他们发现     

质粒pUC18 DNA的超凝集结构

1966年Vinograd论述了双链DNA有四种不同的拓扑结构形式:超螺旋DNA(Ⅰ型)、松弛型DNA(Ⅱ型)、线型DNA(Ⅲ型)以及碱变的超螺旋DNA(Ⅳ型)。后来,一组瑞士科学家证实了由互补单链环形DNA在体外退火形成的Ⅴ型DNA。1990年,黄熙泰等人发现从Ⅱ型DNA拓扑异构酶缺陷的大肠杆菌SD 108株细胞制备的质粒pBR 322 DNA样品含有一种区别于已知五种结构类型的DNA成分。由于它的高密度和高淌度,这种成分被称为超凝集型DNA(Super condensed DNA)。     

DNA空间信息模型

《DNA空间信息模型》是吉林大学物理学两位老师的佳构。他们从DNA线性结构的信息量不足这一思想出发,提出了空间信息模型的假说,也可给人们以启发。     

30 nm染色质纤维高级结构的研究进展

真核生物的遗传物质DNA以染色质形式通过逐级折叠压缩存在于细胞核中。DNA缠绕组蛋白八聚体形成核小体,相邻的核小体由连接DNA串联起来形成染色质的一级结构：核小体串珠结构(beads-on-a-string)。一级结构进一步折叠形成30 nm染色质纤维。近30多年来,30 nm染色质纤维高级结构的解析一直是困扰分子生物学家们的一大难题。研究者利用电镜和X射线晶体学等生物物理学方法对30 nm染色质纤维结构进行研究,提出30 nm结构的两大模型：螺线管(solenoid)模型和Z字结构(zig-zag)模型。笔者综述了30 nm染色质纤维结构解析方面的研究进展,并着重阐述最近利用冷冻电镜方法解析的30 nm染色质结构,即以四个核小体为结构单元的左手双螺旋结构模型,最后对30 nm染色质纤维在体内是否存在,以及它在表观遗传调控中可能发挥的重要作用等问题进行了讨论和展望。     

DNA分子一级结构排列顺序的数学描述

DNA分子一级结构线性排列顺序是生物有序性的基础,富含了生命体的大量信息.本文提出了一种数学新量:元间σ,企图描述和表示有序的DNA大分子。     

Z曲线,显示和分析DNA序列的直观工具

基于正四面体的对称性,我们将一DNA序列与三维空间中一条曲线,称为Z曲线,建立起一、一对应映射。对于任一给定DNA序列,可求出唯一的一条Z曲线与之对应,反之亦然。Z曲线一般是具有丰富的折叠结构的三维空间曲线,它反映了DNA序列中碱基分布的局部细节与总体特征。Z曲线的对称性、渐近性、回路性等性质被全面加以介绍。并探讨了Z曲线在分子生物学中可能的应用。Z曲线的提出,开创了一个利用几何学分析和研究DNA序列的崭新领域。我们深信,利用现代计算机图形学装备起来的Z曲线,将成为研究和分析DNA序列的新的强大工具。     

DNA双螺旋结构论文发表60周年

●为了纪念DNA(脱氧核糖核酸)双螺旋结构论文发表60周年,国际著名期刊《基因组生物学》召开了一系列网络研讨会,包括在与DNA结构发现的科学家对话的同时,邀请了许多著名遗传学家讲述其后取得的一些重要科学进展。1953年4月25日,《自然》杂志发表了三篇描述DNA结构的论文:一篇是剑桥大学的詹姆斯·沃森(James Watson)     

DNA聚合酶Ⅰ的功能与结构的发现

本文具体介绍了DNA聚合酶Ⅰ的功能与结构的发现过程,包括聚合酶活性中心模型的提出;聚合酶分子量的测定;聚合酶的分离及其活性片段的获得;聚合酶Klenow片段晶体结构的测定以及DNA结合部位与活性位点的确立;Klenow片段结合DNA的晶体结构以及噬菌体T7DNA复制的晶体结构的测定,在测定这些复合物共晶体的基础上,提出了DNA与聚合酶结合的右手模型。     

基于序列信息高度集成的长单链DNA自组装及制备

DNA折纸术(DNA origami)是DNA纳米自组装的一种主流方法,通常1条DNA主链在成百上千条合成的DNA短链辅助下,通过碱基互补配对原则折叠并锁定生成所设计的纳米结构.单链DNA折纸术(single-stranded DNA origami,ssDNA origami)是传统DNA折纸术的一种进化和衍生,它摒除了传统折纸术对众多短序列的需求,通过高度集成序列信息至1条长单链DNA中,实现了由1条DNA序列自组装成复杂可控的纳米结构.由于体系中不存在过量的短DNA链杂质,并且同样可以顺利移植成单链RNA折纸术,单链DNA折纸术较传统DNA折纸术可能具备更好的生物和材料应用前景.本文概括了长单链DNA自组装的研究进展,总结了几种常用的长单链DNA制备的方法,并展望了该技术的应用前景.     

基于分子瓦自组装的DNA纳米管的制备与表征

利用DNA分子自组装技术可以构建从一维到三维不同形状的纳米结构,并且这些结构在微纳米电子学、纳米生物学等众多领域有许多潜在的用途.本文利用DNA分子瓦(tile)自组装技术,采用双交叉(DX)DNA分子瓦成功组装了一维DNA纳米管结构,聚丙烯酰胺凝胶电泳(native-PAGE)、透射电子显微镜(TEM)、荧光显微镜和原子力显微镜(AFM)对制得的DNA纳米管结构进行了表征,结果表明,组装成功的DNA纳米管直径在7～20nm之间,长度最长可以达到50μm以上.为了结构更加稳定,对分子瓦中每条DNA单链的5′末端进行磷酸化处理,自组装完成后利用T4DNA连接酶连接磷酸化修饰的DNA纳米管的缺口.AFM结果显示,使用T4DNA连接酶处理后的DNA纳米管更能保持完好的管状结构,表明连接处理后的DNA纳米管更加坚固,促进了DNA纳米管应用于微纳米领域的研究.     

溴乙锭荧光探针法检测三链DNA的形成

早在1957年 Davis 等就曾报道过三链核酸的存在,但当时被认为是一种人为的没有生物学意义的结构而未引起人们的重视.直到1987年 Mirkin 等在酸性溶液的质粒中发现一种 H 型三链 DNA,同年 Dervan 等证实了可通过将第三股 DNA 粘接到含有真实基因的天然 DNA 上形成三链 DNA,才引起人们的广泛关注.目前已经发现,通过三链 DNA 的形成,寡聚核酸可以充当切割 DNA 的“分子剪刀”和提供抑制基因转录的新手段、并可能在发展治疗病毒性疾病(如爱滋病、癌症等)的新型药物等方面具有潜在的应用.鉴于这些原因,发展一种灵敏度较高的有效检测三链 DNA 形成的方法是十分有意义的.溴乙锭(以下