在单分子水平上基于DNA折纸对DNA复制的研究

摘要

在单分子尺度上获得可视的分子图像是我们了解复杂生命过程的一种非常重要的手段。原子力显微镜（AFM）具有很高的分辨率，且能在生理条件下成像。所以说AFM对于研究个体分子的行为是一个很有效的工具。DNA复制在很多生命过程中起到了非常重要的角色，它在生命中的作用是不可估量的。DNA复制已经被各种各样的生物技术手段所探索，但是 DNA复制的可视化将会使我们更深入的了解它的机制。
　　本论文我们将原子力显微镜技术与DNA折纸术相结合来研究DNA的复制和机械力对DNA复制造成的影响。把DNA单链杂交到DNA折纸上，提供给我们一个酶与单链相互作用的合理环境，同时也提供了一个非常明智的平台来实时研究DNA的复制。这样我们能获得KF酶的一些生物活性包括单条DNA链与单个DNA聚合酶的相互结合、DNA链与DNA聚合酶间的移动，以及DNA聚合酶最终从DNA链上解离下来的全过程。经过上述的一系列生物过程，DNA就由单链复制成了双链。在原子力扫描的过程中给DNA链施加一个垂直方向的力，这种力可能会对DNA链和 DNA聚合酶造成一定的损伤。虽然在微小的外力作用下会发生构象的改变影响其功能，但是在一定时间内其结构与功能可以得到恢复或部分恢复。

目录

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1 引言

1.1 DNA复制

1.1.1 DNA的结构

1.1.2 DNA复制的一般规律

1.1.3 DNA复制的国内外研究现状

1.1.4 DNA复制传统的检测方法(1)凝胶电泳

1.1.5 单分子检测方法(1)单分子荧光检测

1.2 原子力显微镜

1.2.1 AFM工作原理

1.2.2 AFM的特点

1.2.3 AFM的操作模式

1.2.4 AFM在生物医药领域的应用(1)对样品基本参数的表征

1.3 DNA折纸术

1.3.1 DNA折纸的设计及自组装(1)设计

1.3.2 DNA折纸的研究进展

1.3.3 DNA折纸的应用

1.4 研究的目的及意义

2 DNA复制的实时动态研究

2.1.1 实验试剂及溶液的配制

2.1.2 实验仪器

2.2.1 DNA折纸的设计

2.2.2 DNA折纸的自组装

2.2.3 DNA单链的杂交

2.2.4 DNA复制的前处理

2.2.5 AFM成像及分析

2.2.6 琼脂糖凝胶电泳分析

2.2.7 FRET分析

2.3.1构建DNA 74nt-Origami

2.3.2 DNA复制的实时动态

2.3.3 FRET及琼脂糖凝胶对DNA复制的研究

2.3.4 dNTPs对酶结合位点的影响

2.4 结论

3 机械力对DNA复制的影响

3.1.1 实验试剂及溶液配制

3.1.2 实验仪器

3.2.1 DNA折纸的设计

3.2.2 DNA折纸的自组装

3.2.3 DNA单链的杂交

3.2.4 DNA的复制

3.2.5 AFM成像及分析

3.3 实验结果及讨论

3.4 结论

4 创新点与研究展望

致谢

参考文献

作 者 简 介