镜像DNA

镜像DNA的存在是分子生物学史上一个重要发现。叙述具有回文结构的镜像DNA发展的主要概况和实验事实,介绍回文外消旋体DNA的三维立体结构特点。     

DNA计算机

DNA 计算机是一种基于DNA 生化反应, 与传统计算机完全不同的新型生物计算机。本文对DNA 计算的原理、实现、发展以及实现DNA 计算机的可行性、优势与不足进行了较详尽的评述。     

DNA Nanotechnology-based Biocomputing

With silicon-based microelectronic technology pushed to its limit,scientists hunt to exploit biomolecules to power the bio-computer as substitutes.As a typical biomolecule,DNA now has been employed as a tool to create computing systems because of its superior parallel computing ability and outstanding data storage capability.However,the key challenges in this area lie in the human intervention during the computation process and the lack of platforms for central processor.DNA nanotechnology has created hundreds of complex and hierarchical DNA nanostructures with highly controllable motions by exploiting the unparalleled self-recognition properties of DNA molecule.These DNA nanostructures can provide platforms for central processor and reduce the human intervention during the computation process,which can offer unprecedented opportunities for biocomputing.In this review,recent advances in DNA nanotechnology are briefly summarized and the newly emerging concept of biocomputing with DNA nanostructures is introduced.     

结构DNA纳米技术

DNA简单的配对原理A-T/C-G创造了丰富多彩的生物世界。DNA纳米技术将DNA从传统的基因图计划拓展成为建筑模块,用以构建功能纳米结构。本文综述了DNA自组装的原理,以及近年来结构DNA纳米技术研究中一些令人鼓舞的进展,其中包括构建二维和三维DNA纳米结构,以及DNA引导的多组分二维和三维纳米结构的最新成果,并对其研究前沿进行了展望。     

DNA电化学传感器在DNA损伤研究中的应用

利用单链DNA分子共价固定在石墨电极表面,采用核酸分子杂交技术,以道诺霉素作为杂交指示剂形成DNA电化学传感器.研究了在不同致突变剂的作用下,特定碱基序列的DNA在电极表面能否杂交及杂交程度的差异,探讨了DNA突变情况及可能的突变机理.     

DNA纳米机器

本文介绍了以DNA为基础的纳米机器的发展现状,强调了核酸作为一种材料在纳米科技领域的重要作用.着重阐述了利用链交换反应或环境因素变化可以驱动DNA二级结构的变化,从而可以构建出形式多样的纳米级核酸分子机器;评价了各类分子机器在效率、寿命和副产物方面的优缺点.在总结前人工作的基础上预测了核酸纳米技术在生命科学、材料科学以及计算科学等诸多方面可能的应用.     

DNA加合物检测

DNA加合物是一类极其重要的、具有多种标志作用的生物标志物,可应用于环境致癌物的暴露监测、基因毒性测定、个体敏感性和环境致癌物与基因的相互作用研究、癌症风险评价、环境致癌因素筛查以及癌症预防研究等.可靠、灵敏、准确的分析检测技术是DNA加合物作为生物标志物得到广泛应用的关键.当前DNA加合物分析、检测的方法主要包括:32P后标记法、免疫分析法、免疫毛细管电泳激光诱导荧光法、液相色谱串联质谱法、微分离.质谱联用法等.本文对这些分析技术和方法及其在DNA加合物检测方面的应用做一简要综述.     

DNA纳米技术研究进展

DNA不只是遗传物质,还能通过折叠形成特定的二维、三维结构,作为一种天然纳米材料可参与各种功能结构和纳米器件的构造。DNA纳米技术从被提出到现在的三十多年间,得到了飞速发展,被应用于众多领域,对纳米科学产生了重大影响。本文将主要从三种典型的DNA纳米结构和DNA纳米技术的应用两个方面进行综述,并对DNA纳米技术的前景进行展望。     

酸性条件下的DNA构象变化加速DNA变性解链

调控DNA的变性解链过程是DNA扩增与检测的关键步骤。对于传统的热循环DNA扩增策略,由于变温过程中热量分布不均一以及变温速度慢等不利因素,会直接影响DNA变性解链过程,从而降低DNA检测放大的效果、延长检测的时长。因此,探索快速、高效的调控DNA变性解链的方法具有重要的研究意义。本文发展了以胞嘧啶在酸性条件下的质子化反应为基础,通过改变溶液的pH值,来诱导DNA构象在Watson-Crick（WC）碱基对与Hoogsteen（HG）碱基对之间的分子构象转换,从而实现精准、快速、高效的DNA变性解链调控目标。结果表明,相较于传统的温控方法,pH调控方法能显著提高DNA变性的速率约6倍以上。本文发现pH调控方法通过降低双链DNA的反应焓约160 kJ/mol,从而提高双链DNA变性速率和效率。该方法具有用于DNA信号放大与检测等相关应用的潜力。     

可编程DNA胶束

正DNA胶束是一段由亲水的DNA链与一段疏水链通过自组装形成的纳米结构1。得益于DNA的可编程性及其疏水链的可调控性,DNA胶束已被广泛应用于生物医学领域,例如,细胞成像、靶向药物递送以及免疫佐剂治疗等~(2–4)。然而,DNA胶束的形成通常依赖于疏水链之间的疏水-疏水相互作用,这使得其面临临界胶束浓度(Critical Micelle Concentration,CMC)较高、胶束稳定性差     

LONG-RANGE CORRELATIONS IN DNA SEQUENCES USING TWO-DIMENSIONAL DNA WALKS

The characterization of long-range correlations and fractal properties of DNA sequences has proved to be a difficult though rewarding task mainly due to the mosaic character of DNA consisting of many patches of various lengths with different nucleotide constitutions. In this paper we investigate statistical correlations among different positions in DNA sequences using the two-dimensional DNA walk. The root-mean-square fluctuation F(l) is described by a power law. The autocorrelation function C(l), which is used to measure the linear dependence and periodicity, exists a power law of C(l) -τμ. We also calculate the mean-square distance ＜R2(l)＞ along the DNA chain, and it may be expressed as ＜R2(l)＞ - l r with 2 ＞γ＞ 1. Our investigations can provide some insights into long-range correlations in DNA sequences.     

DNA甲基化电化学分析

DNA甲基化是目前研究最多的DNA表观遗传修饰之一.大量研究表明,DNA甲基化会引起DNA结构、稳定性以及DNA与蛋白质相互作用方式的改变,从而影响基因表达,进而引起多种神经退行性疾病、免疫系统疾病甚至癌症.因此,发展简易、灵敏、准确、可靠的方法进行DNA甲基化的分析是至关重要的.本文简单介绍了DNA甲基化的分析方法,重点综述了DNA甲基化的电化学分析方法,并对DNA甲基化的研究前景进行了展望.     

DNA折纸术研究进展

DNA折纸术是近年来提出的一种全新的DNA自组装的方法,是DNA纳米技术与DNA自组装领域的一个重大进展。与传统的DNA自组装技术不同,DNA折纸术通过将一条长的DNA单链（通常为基因组DNA）与一系列经过设计的短DNA片段进行碱基互补,能够可控地构造出高度复杂的纳米图案或结构,在新兴的纳米领域中具有广泛的潜在应用。本文在介绍DNA折纸术相关原理的基础上,就DNA折纸术的起源、发展及其在DNA芯片、纳米元件与材料等领域的潜在应用进行了概述,探讨了DNA折纸术未来可能的发展方向。     

DNA分子器件*

DNA不仅是一种重要的生物遗传物质,而且可以在生命科学以外的领域,尤其是在信息科学、材料科学中发挥重要作用.作为重要的部件,DNA分子器件的研究引起了科学家们的注意.本文对DNA分子器件的发展以及DNA分子器件的实现和应用前景及不足进行了较详尽的评述.     

DNA荧光标示研究进展

DNA(脱氧核糖核酸)荧光标示技术是分子生物学中的一项重要技术,普遍应用于DNA测序、寡核苷酸杂交、荧光PCR等领域。本文综述了二十世纪八十年代以来DNA荧光标示方法(手动标示、自动标示)、标示试剂及其研究进展,介绍了DNA荧光标示的一些新的应用,并结合我国实际提出了有益的建议。     

DNA拓扑异构酶抑制剂

DNA拓扑异构酶是一种广泛存在于真核细胞和原核细胞中的重要生物酶,对DNA转录、复制、染色体分离及基因表达等过程中的DNA拓扑结构起着重要的调控作用。研究发现,与正常细胞不同,DNA拓扑异构酶在肿瘤细胞中表现出不受其他因素影响的高水平表达,而许多抗肿瘤药物的作用机制也与DNA拓扑异构酶密切相关,因此它作为抗肿瘤药物的重要靶点引起了研究者的广泛关注。本文对DNA拓扑异构酶的结构、分类及生物功能进行了简要的归纳,总结了近年来DNA拓扑异构酶抑制剂的研究进展,并重点对金属配合物作为DNA拓扑异构酶抑制剂的研究现状进行了详细的介绍。     

DNA的导电性浅析

DNA是构成生命基础的最重要分子,DNA是否导电以及怎样导电,关系到我们对生命信号的传递、和对生命和生命现象的深入理解和揭示,以及可编程DNA分子电子学的发展,国际科技界一直高度关注,近二十年来也一直是研究的热点和难点.然而,DNA是一个复杂的体系,其导电性问题仍然不清楚,备受争议.本综述中,我们简述了DNA导电性问题的研究历史,分析了DNA导电性问题争议的主要原因,总结了DNA导电性研究中存在的主要问题,其主要归因于测量方法的多样性和DNA分子的复杂性.最后,对DNA导电性研究的未来发展方向进行了展望,DNA导电性在生命信号传递、生物传感器、分子电子学等领域具有巨大的应用潜力,其研究也将为生物科学和电子学的融合提供新思路.     

DNA损伤机理研究进展

生物体各组织的DNA中储存着维持正常生命活性所必须的信息。电离辐射、紫外辐射等外源性因素和内源性自由基会引起DNA糖环或碱基的改变以及DNA链的断裂,导致DNA损伤,引发衰老、细胞死亡、癌症、神经退行性疾病等。本文主要从氢原子夺取、电子加成、碱基电离和氢原子加成4种重要的核酸损伤机理回顾了DNA的损伤过程,着重评述了自由基夺氢和电子加成诱导的DNA损伤过程,旨在对DNA的损伤过程有全面理解,以期为后期实验提供理论基础。