dideoxynucleotide是什麼意思,dideoxynucleotide的意思翻譯、用法、同義詞、例句
常用詞典
雙脫氧核苷酸
例句
Dideoxynucleotide is chain-elongating inhibitor of DNA polymerase.
二脫氧核苷酸是 DNA 聚合酶的鍊延長抑制劑。
專業解析
dideoxynucleotide(雙脫氧核苷酸) 是一種經過化學修飾的核苷酸,在分子生物學,特别是DNA測序技術中扮演着關鍵角色。其名稱和功能源于其特殊的化學結構:
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術語構成與基本含義:
- “Di-” 表示“二”或“雙”。
- “Deoxy-” 表示“脫氧”,指其糖基(通常是脫氧核糖)上缺少一個氧原子(相較于核糖核苷酸)。
- “Nucleotide” 指核苷酸,是構成核酸(DNA和RNA)的基本單位。
- 因此,dideoxynucleotide 的字面意思是“雙脫氧核苷酸”。這特指其分子中的脫氧核糖部分不僅在第2'位碳原子(這是所有DNA核苷酸的特征)上缺少羟基(-OH),更重要的是在第3'位碳原子也缺少羟基(-OH)。這個關鍵的3'羟基缺失是其功能的核心。
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關鍵生化特性與功能:
- 在标準的DNA合成(複制)過程中,DNA聚合酶通過催化新加入的脫氧核苷三磷酸(dNTP)的5'磷酸基團與正在延伸的DNA鍊末端核苷酸的3'羟基(-OH)之間形成磷酸二酯鍵,從而将核苷酸逐個連接起來。
- dideoxynucleotide(通常縮寫為 ddNTP,如 ddATP, ddCTP, ddGTP, ddTTP)缺少這個至關重要的3'羟基。
- 當一個ddNTP被DNA聚合酶當作底物,通過其5'三磷酸基團摻入到正在合成的DNA鍊時,由于沒有3'羟基,下一個核苷酸就無法與之形成磷酸二酯鍵。
- 結果:DNA鍊的延伸在摻入ddNTP的位置被不可逆地終止。
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核心應用:桑格測序法(鍊終止法):
- dideoxynucleotide 最著名的應用是在弗雷德裡克·桑格發明的雙脫氧鍊終止法測序(Sanger sequencing) 中。
- 該方法的核心原理是利用ddNTP的這種鍊終止特性:
- 設置四個獨立的DNA合成反應(或一個混合反應),每個反應包含:
- 待測序的DNA模闆(單鍊)。
- 引物(與模闆特定區域互補的短DNA片段)。
- DNA聚合酶。
- 四種标準的脫氧核苷三磷酸(dATP, dCTP, dGTP, dTTP)。
- 以及少量的一種雙脫氧核苷三磷酸(ddATP, ddCTP, ddGTP 或 ddTTP)。
- 在反應過程中,DNA聚合酶會隨機地在模闆鍊的指導下,摻入标準的dNTP或相應的ddNTP。
- 當摻入ddNTP時,該條新合成鍊的延伸即在此位置終止。
- 由于ddNTP是少量隨機摻入的,每個反應會産生一系列長度不等的DNA片段,這些片段都起始于相同的引物,但終止于模闆鍊上該種ddNTP(A, C, G 或 T)對應的位置。
- 通過高分辨率的凝膠電泳或毛細管電泳分離這些片段(傳統方法使用放射性或熒光标記進行檢測),就可以根據片段的長度确定終止點的位置,從而讀出DNA模闆的核苷酸序列。
Dideoxynucleotide (ddNTP) 是一種缺少3'羟基的修飾核苷酸。這一結構特征使其在摻入到正在合成的DNA鍊時,會阻止後續核苷酸的連接,導緻DNA鍊延伸終止。這一特性被革命性地應用于桑格測序法(鍊終止法),成為第一代DNA測序技術的基石,對現代基因組學的發展起到了至關重要的作用。
參考資料:
- National Center for Biotechnology Information (NCBI) Bookshelf: Alberts B, Johnson A, Lewis J, et al. Molecular Biology of the Cell. 4th edition. New York: Garland Science; 2002. The Polymerase Chain Reaction (PCR). Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26850/ (This chapter discusses DNA synthesis mechanisms, relevant to understanding the role of the 3' OH and how ddNTPs disrupt it).
- Sigma-Aldrich (Merck) Technical Library: Sanger Sequencing. Available from: https://www.sigmaaldrich.com/technical-documents/technical-article/genomics/sequencing/sanger-sequencing (Provides a clear technical overview of the Sanger sequencing method and the role of ddNTPs).
- Nature Milestones in DNA Technologies: Sanger F, Nicklen S, Coulson AR. DNA sequencing with chain-terminating inhibitors. Proc Natl Acad Sci U S A. 1977 Dec;74(12):5463-7. doi: 10.1073/pnas.74.12.5463. (The seminal paper describing the method). Available via DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.74.12.5463
網絡擴展資料
雙脫氧核苷酸(dideoxynucleotide,縮寫為ddNTP)是一種在DNA測序中起關鍵作用的分子,其名稱和功能可通過以下角度解釋:
1. 詞源與結構
- 名稱由三部分構成:前綴“di-”(意為“雙”)+“deoxy”(脫氧,指糖分子缺少一個羟基)+“nucleotide”(核苷酸)。
- 結構特點:與普通脫氧核苷酸(dNTP)相比,ddNTP的脫氧核糖在2'和3'碳位點均缺少羟基(普通dNTP僅2'位脫氧)。這種雙脫氧結構使其無法形成磷酸二酯鍵。
2. 功能機制
- 在DNA複制過程中,當ddNTP被聚合酶隨機摻入新生鍊時,由于缺少3'-OH基團,無法與下一個核苷酸連接,導緻DNA鍊延伸終止。這一特性被用于Sanger測序法(雙脫氧終止法),通過不同長度的終止片段推斷DNA序列。
3. 應用場景
- 經典測序技術中,四種ddNTP(ddATP、ddTTP、ddCTP、ddGTP)分别标記不同熒光或同位素,通過電泳分離終止片段,實現DNA序列讀取。現代高通量測序雖技術不同,但其原理仍受此啟發。
對比示例:
- 普通dNTP:脫氧核糖2'位無羟基,但3'位有羟基 → 允許鍊延伸。
- 雙脫氧ddNTP:2'和3'位均無羟基 → 終止延伸。
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