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长链G-四链体DNA的AFM成像和单分子力谱研究

徐锐  
【摘要】:端粒位于染色体末端的DNA非编码区,其末端是富含鸟嘌呤G的DNA序列,该序列在一定条件下能够形成G-四链体结构G-四链体结构的形成和稳定存在能够影响端粒的长度,进而调控细胞周期循环有研究表明,长链的端粒DNA能够形成G-四链体高级结构由于长链G-四链体DNA较高的分子量,核磁共振波谱(NMR)及晶体学等传统方法较难有效地研究这种生物大分子原子力显微镜(AFM)广泛应用于单分子水平上观测分子结构同时,基于AFM的单分子力谱技术可以探测小至十几皮牛的力,使得用单分子力谱的方法研究长链G-四链体DNA的力学性质成为可能 本论文首先利用滚环扩增(RCA)的方法分别合成含间隔基的端粒串联结构(sample1)和无间隔基的端粒串联结构(sample2)两种长链DNA序列;并且通过圆二色谱(CD)确定了这两种长链结构中的端粒重复单元序列---22nt的ssDNA---在适宜的实验条件下能够形成G-四连体结构随后,我们通过AFM扫描成像的方法对两种长链串联结构的端粒DNA的形貌进行表征,得到了详细的结构形貌信息结果表明:无间隔基的端粒DNA (sample2)在K+存在条件下,能够形成G-四链体结构;含间隔基的端粒DNA (sample1)则由于间隔基的影响,主要以无规聚集体形式存在,不能明显观测到G-四链体结构最后,根据AFM扫描成像结果,通过基于原子力显微镜技术的单分子力谱方法详细地分析了长链端粒DNA无规线团状态和G-四链体状态力学性质的差异,得到了G-四链体结构打开的力学指纹谱


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