细胞生物学课件ppt.ppt

教学内容：
一、细胞的结构与功能
细胞的统一性和多样性；真核细胞的结构（主要细胞器、细胞骨架）
二、细胞的生活和调控
细胞的增殖、分化、衰老和死亡；细胞信号转导
三、基因组的维持
真核基因组的结构、染色质结构及其调控；DNA的复制、修复和转座
四、基因组的表达和调控
转录、翻译的机制；原核和真核生物的基因调控；调控RNA
五、分子及细胞生物学研究技术
基因组的维持真核基因组的结构核酸（nucleicacid)是以核苷酸为基本组成单位的生物大分子。天然存在的核酸有两类，一类为脱氧核糖核酸（deoxyribonucleicacid,DNA)，另一类为核糖核酸（ribonuleicacid,RNA)。
DNA存在细胞核和线粒体内，携带和传递遗传信息，决定细胞和个体的基因型（genetype)。
RNA存在于细胞质和细胞核内，参入细胞内DNA遗传信息的表达。
病毒中，RNA也可作为遗传信息的载体。Section1DNA的结构与功能DNA是双螺旋的生物大分子。生物信息绝大部分都贮存在DNA分子中。
这些信息以核苷酸不同的排列顺序编码在DNA分子上，核苷酸排列顺序变了，它的生物学含义也就不同了。
DNA的一级结构就是指核苷酸在DNA分子中的排列顺序。因此测定DNA的碱基排列顺序是分子生物学的基本课题之一。
DNA分子的多样性
•碱基的排列顺序，而构成了DNA分子的多样性
•100bpDNA分子可能排列方式就是4100
•DNA中的碱基排列顺序是DNA分子的重要属性4种dNTP以3’、5’磷酸二酯键相连构成一个没有分枝的线性大分子。（与蛋白质比触觉不灵）。
它们的两个末端分别称5’末端（游离磷酸基）和3’末端（游离羟基）。二、DNA的二级结构•右手双螺旋构象是DNA最为常见的结构-B型DNA。
•DNA二级结构可分为两大类：一类是右手螺旋，如：B-DNA、CDNA、D-DNA、E-DNA、A-DNA；另一类是局部的左手螺旋，即Z-DNA。A在A-T丰富的区段，DNA常呈现B-DNA。
在转录状态，DNA与RNA的杂合链呈现A-DNA。
虽然B-DNA是最常见的构象，但是A-DNA和Z-DNA似乎具有不同的生物活性。2）碱基对
沿螺旋轴方向观察，配对的碱基并不充满双螺旋的空间。
由于碱基对的方向性，使得碱基对占据的空间是不对称的，因此在双螺旋的表面形成二个凹下去的槽，一个槽大些，一个槽小些分别称为大沟和小沟。
双螺旋表面的沟对DNA和蛋白质的相互识别是很重要的，因为在沟内才能觉察到碱基的顺序，而在双螺旋的表面，是脱氧核糖和磷酸重复结构，没有信息可言。•决定DNA双螺旋结构状态的因素主要有以下几点：
氢键
碱基堆积力
带负电荷的磷酸基的静电斥力
碱基分子内能•DNA三股螺旋构型称为H-DNA，是在DNA双螺旋结构基碱上形成的。
•它是双螺旋DNA分子中一条链的某一节段，通过链的折叠与同一分子中DNA结合而形成。
•三条链均为同型嘌呤或同型嘧啶，即整段的碱基均为嘌呤或嘧啶，其中两条链为正常双螺旋，第三条链位于双螺旋的大沟中。
•H-DNA可在转录水平上阻止基因的转录，这就是反基因策略，或称反基因技术。当DNA双链中含有H—回文序列时，即某区段DNA两条链分别为HPu和HPy，并且各自为回文结构时，任一条回文结构的5’和3’部分都可以形成分了子内三股螺旋结构及剩余的半条回文结构游离单链。真核生物基因组中存在大量可形成H-DNA的多聚嘌呤核苷酸和多聚嘧啶核苷序列。它们位于：
调控区DNA复制起点或终点染色体重组位点，提示它们可能与基因表达调控DNA复制及染色体的重组有关。DNA的三级结构指双螺旋链的扭曲。
超螺旋是DNA三级结构的一种形式，DNA在核小体中的扭曲方式也是一种超螺旋结构。
超螺旋的生物学意义可能是：
1.使DNA分子体积变小，对其在细胞的包装过程有利。
2.影响双螺旋的解链过程,从而影响DNA分子与其它分子(如酶、蛋白质、核酸)之间的相互作用。线状DNA形成的超螺旋环状DNA形成的超螺旋拓扑异构酶
or溴化乙锭拓扑异构酶可以催化DNA产生瞬时单链或双链的断裂，从而改变连环数（使环状DNA两条链完全分开时，一条链必须穿过另一条链的次数），使超螺旋DNA解旋。
在原核和真核生物中都存在去除超螺旋的拓扑异构酶I和II。拓扑异构酶I:通过一步改变DNA的连环数，不需要ATP。
使DNA暂时产生单链缺口，让未被切割的一条单链在切口结合之前穿过这一切口。拓扑异构酶II：通过两步改变DNA的连环数，需要ATP提供能量。
在DNA上产生瞬时的双链缺口，并在缺口闭合以前使一小段未被切割的双链DNA穿越这一缺口。DNA的拓扑异构体可以通过电泳分离1.信息量大，可以缩微；
2.表面互补，电荷互补，双螺旋结构说明了精确复制机理；
3.核糖的2’脱氧，在水溶液