《DNA复性动力学》PPT课件

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1、DNA的复性动力学DNA复性过程遵循二级反应动力学DNA复性过程中单链消失的速度用公式表示：-dC/dt=kC2其中，C是单位时间的单链DNA的浓度K＝复性速度常数DNA序列的复杂性、初始浓度、片段大小、温度、离子强度DNA复性的影响因素：1/C-1/C0=Kt-dC/dt=KC2积分C/C0=1/(1+KC0t)当C/C0=1/2时的C0t值定义为C0t1/2C/C0=1/2=1/(1+KC0t(1/2))Cot(1/2)=1/K(mol.Sec/L)即复性反应完成一半时-dC/C2=Kdt当t=0，C=C0不同DNA的

2、Cot(1/2)值不同，与K值相关DNA序列的复杂性影响K值:在控制反应条件（初始浓度、温度、离子强度、片段大小）相同的前提下，DNA分子的C0t(1/2)值，取决于核苷酸的排列复杂性。DNA序列的复杂性(complexity)X：最长的没有重复序列的核苷酸对的数值。X=KCot1/2AAAAAAAAX=1ATCGATCGATCGX=4N105X=105Cot(1/2)=1/K复杂性X1不同原核生物的Cot曲线复性分数（1-c/c0）Cot曲线：表示复性速度与DNA顺序复杂性的关系。相同核苷酸数量的DNA，复杂性小的DNA

3、分子浓度高，复性快，Cot(1/2)值小，复杂性大的DNA分子复性慢，Cot(1/2)大。原核生物Cot曲线的特点：形状相似（跨越2-3个数量级），Cot（1／2）不相同－－单一序列只是复杂性不同高度重复序列Cot(1/2)值小单一排列序列Cot(1/2))大poly(A)X=1Cot(1/2)=2x10-6T4X=1.7x105Cot(1/2)=0.3不同原核生物的Cot曲线P74图－16真核生物DNA复性曲线的模式图基因组为7X108复性反应分为三相，每相代表不同复杂长度的序列类型Cot1/2所占比例复杂性X重复频率2

4、重复序列(repetitivesequences)根据复性动力学研究将真核生物DNA序列归类：单拷贝序列轻度重复序列中度重复序列高度重复序列1）单拷贝序列(singlecopysequences)又称非重复序列：一个基因组中只有一个拷贝。慢复性速度单一序列的复性曲线常只有一个拐点，而重复序列常有多个拐点。结构基因(蛋白质基因)大多是单拷贝序列。单拷贝顺序在基因组占50-80％，平均长度为13000bp单拷贝顺序储存了巨大的遗传信息。只有一小部分单拷贝序列编码蛋白质。大部分结构基因位于非重复的DNA序列内2）轻度重复序列(l

5、ightrepetitivesequences)在基因组中重复数2-10的重复顺序，为慢复性速度。少数在基因组中成串排列在一个区域，大多数与单拷贝基因间隔排列。多为编码功能的序列3）中度重复序列(moderaterepetitivesequences)基因组中重复数十至数万（<105）次的重复顺序，复性速度快于单拷贝顺序，慢于高度重复顺序。多与单拷贝基因间隔排列。多为非编码序列，如Alu序列也有编码基因产物的，如rDNA、tDNA、组蛋白基因家族,一般往往以基因家族的形式组织。rDNAgenefamily海胆450copi

6、es烟草750copies果蝇100copiesHistonegenefamily组蛋白基因家族TS:可转录的间隔序列NTS:不转录的间隔序列NTSNTS有AluⅠ酶切位点（AG/CT）而得名。Alu家族：重复单位约300bp，由两个130bp重复序列及31bp间隔序列组成；重复30-50万次，分散存在；灵长类特有。约占人基因组的3-6％。真核生物的Alufamily300,000copies广泛分布于非重复序列间300bp300bp300bp6000bp6000bp6000bp6000bp功能：可能参与hnRNA的

7、加工与成熟。与遗传重组及染色体不稳定性有关。有形成Z-DNA的能力。可能具有转录调节作用。还有许多其它家族如：KpnⅠ家族、Hinf家族、多聚dＴ-dＧ家族等。4）高度重复序列(highlyrepetitivesequences)在基因组中重复频率高，可达百万(106)以上，复性速度很快。序列一般较短，长10-300bp，如真核生物的卫星DNA。卫星DNA序列(satelliteDNA)螃蟹2ATATAT…..果蝇5ATAATATAAT…..老鼠9GAAAAATGAGAAAAATGA重复碱基数序列特点：高度重复序列，重复单

8、位由2-10bp组成，成串排列，重复数以百万次106。卫星DNA：这类高度重复序列的碱基组成不同与其他部分，浮力密度也不同，用等密度梯度离心法可将其与主体DNA分开。真核基因组DNA中的G:C碱基对的分布与细菌不同，是不均一的，约45～60％的DNA中G:C碱基对含量较高，小部分的碱基对含量相对较低，由