激光光谱在dna中的应用.docx

激光拉曼光谱技术在生物分子DNA
研究中的应用和进展

专业：应用物理
班级：1101
姓名：董晓源
学号：2011254040116
指导教师：王保柱

摘要:激光技术的兴起使拉曼光谱成为激光分析中最活跃的研究领域之一,已被广泛地用于物质成分的分析和分子结构的鉴定。本文综述了拉曼技术在DNA研究中近年来的最新进展,包括:DNA的常规拉曼光谱分析;DNA的激光共振拉曼光谱分析;DNA在金属表面或电极上吸附行为的表面增强拉曼光谱研究;DNA的傅立叶变换拉曼光谱研究等。并对拉曼光谱技术在DNA等生物大分子领域中的研究前景做了进一步的展望。
关键词:拉曼光谱(Ramanspectroscopy);DNA;应用
TheApplicationandDevelopmentofRamanSpectroscopyon
BiologicalMoleculeDNA
Abstract:TheappearanceanddevelopmentoflasertechnologyhavemadeRamanspectroscopyoneofthemostattractiveresearchfieldsinanalysisusinglaser.Ramanspectroscopyhasbeenwidelyusedintheanalysisofmaterialcomponentsanddetectionofmolecularstructure.Inthisreview,somerecentadvancesofRamanspectroscopyonDNAaresummarized,includingtraditionalRamanspectroscopy,FouriertransformRamanspectroscopy,laserresonanceRamanspectroscopy,surface-enhancedRamanspectroscopyandsoon.Inaddition,wealsopredictedthefurtherapplicationanddevelopmentofRamanspectroscopyonDNAandotherlargebiologicalmolecules.
Keywords:Ramanspectroscopy;DNA(deoxyribonucleicacid);application

目录
1常规激光拉曼光谱分析
1.1纤维态和水溶液状态DNA结构研究
1.2酸碱变性、热变性及光或射线诱变DNA研究
1.3金属离子、金属配合物及药物分子与DNA相互作用的研究
1.4酶和蛋白质等生物分子与DNA的相互作用研究
1.5抗癌药物与DNA相互作用研究
1.6病毒中DNA的研究
2激光共振拉曼光谱分析
2.1抗癌药物等物质与DNA作用研究
2.2病毒中DNA研究
3表面增强拉曼光谱分析
3.1抗癌药物与DNA相互作用研究
3.2药物等小分子与DNA的作用研究
3.3基因芯片相关DNA研究
4傅立叶变换拉曼光谱分析
5结束语

1常规激光拉曼光谱分析(TraditionalRamanSpectroscopy)常规激光拉曼对DNA的分析主要考虑其构型构像的变化、碱基的损伤、氢键的断裂以及单双链的断裂等。
1.1纤维态和水溶液状态DNA结构研究双链DNA分子在水溶液中呈B型,纤维态多半呈A型。余多慰等发现水溶液中DNA的空间构像虽然以B型为主,但同时存在A型构像。鲱精DNA与小牛胸腺DNA、鲑精DNA具有同样的水合状态,每核苷酸对含有9个~14个结合水分子。Benevides用拉曼光谱比较了d(CGCGTG)和d(CGCGCG)的晶体结构。发现碱基GT的失配对Z-DNA的构型没有明显的影响,两种晶体的结构仍为Z型的C3-内型-dG和C2-内型-dG。d(CGCGTG)和d(CGCGCG)在水溶液中都显示为B型DNA结构,但差异明显。d(CGCGTG)中的10个OPO基团只有6个是B型,其余的4个具有不平常的B型结构。d(GGGATCCC)2晶体一般形成A型DNA双螺旋,某些小片段可能是B型构像,但其水溶液中出现了B型DNA结构,因此八聚体是类似B型的构像。Poon等用拉曼光谱检测Tel、TG等寡聚核苷酸组成的多链DNA时,发现Tel和TG聚合物具有相似的结构,大部分的碱基是C2内型反式构像。但两种复合物的骨架构型不同,TG比Tel复合物的骨架结构更稳定。TMiura等用拉曼谱研究了端粒DNA的溶液二级结构和核苷构像,发现单链和双链端粒DNA都显示了结构的多态性,其B型DNA中双螺旋是不均匀的。DNA的超螺旋在基因组的复制、重组、翻译、修饰和浓缩中非常重要。Ser