一种单分子操纵DNA-组蛋白复合物的新方法.doc
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1、一种单分子操纵DNA-组蛋白复合物的新方法关 键 词:-DNA; 组蛋白; 原子力显微术; 拉直 JIAO Zhuo-feng, MA Qiu-mei, WANG Yan-wei, RAN Shi-yong, YANG Guang-can* (College of Physics and Electronic Information Engineering, Wenzhou University, Wenzhou 325035, Zhejiang Province, China) A new method of aligning -DNA-histone complexes at the si
2、ngle molecule level. Journal of Zhejiang University(Science Edition), 2011,38(1):038-040 Abstract: This paper described a new method of straightening -DNA-histone complexes on mica surface. The atomic force microscopy imaging of the samples indicated that we can not only straighten bare -DNA effecti
3、vely and well, but also -DNA-histone complexes, of which the concentration of histone varied by using this method. This method can be employed in transcription process of DNA and DNA-protein interactions at the single molecule level. Key Words: -DNA; histone; atomic force microscopy; aligning 近年来,拉伸
4、DNA已成为研究DNA的一个重要手段,而原子力显微术(AFM)则极大地方便了对单分子DNA的观察.人们已发明许多方法来拉伸DNA分子:原子力显微镜微悬臂法1、光镊2,3、磁镊4,5、旋转法6、液流法7、吹气法8和分子梳技术9等.但目前以上方法只应用于拉伸DNA分子,极少应用于拉伸DNA与组蛋白的复合体.组蛋白是一种很重要的蛋白质,对DNA分子的压缩起着重要的作用,在一定范围内它可以使DNA分子折叠成更加有序的高级结构.活细胞或噬菌体中的DNA分子都以紧密堆积的形式存在,其体积仅仅是自由分散状态的10-410-6,这种结构不仅具有所占空间较小的特点,而且与基因表达的自我调控密切相关,因而具有重要
5、的生物学意义.真核生物中,形成染色质时组蛋白与DNA紧密结合.作者借助于原子力显微镜对DNA与组蛋白的结合能力进行了初步研究,实验中,对DNA-组蛋白复合物进行了拉直操作,并对其他浓度组蛋白的DNA溶液进行了研究.通过研究被拉直的DNA分子吸附的组蛋白数量,可以得知组蛋白浓度变化对二者相互作用的影响,这有助于在单分子水平上研究DNA-组蛋白的相互作用.另外,由于DNA与组蛋白两者均为生物大分子,它们之间的相互作用非常复杂,影响的因素也很多.本实验提供了一个研究这些相互作用的出发点,将有助于弄清通常很长的DNA分子(例如,人的DNA分子展开后的长度近两米)是通过哪些机制被折叠的.目前,从物理学的
6、视点上对这一问题的理解仍具有挑战性,是一个值得从理论和实验两方面深入探讨的悬而未决的科学问题. 1 材料和方法 1.1 试 剂 实验过程中超纯水电阻率18 M•cm. -DNA(48,502 bp)购于NEB公司,3-Aminopropylrtiethoxysilane(APTES)和组蛋白购于Sigma公司. 在实验时,采用TE(10 mmol•L-1 Tris-HCl, pH 8.0, and 1 mmol•L-1 EDTA)作为缓冲液来稀释-DNA.本文实验中DNA质量浓度均为1.5 ng•L-1,DNA-组蛋白混合液先配制好,室温下培育2
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