核酸(nucleic acid)是生命體至關(guān)重要的遺傳信息載體,同時(shí)也是一種性能優(yōu)異的納米材料。在特異性的堿基互補(bǔ)配對(duì)原則的支撐下,核酸能夠自組裝形成大尺寸有序或是具有特定功能的多維納米結(jié)構(gòu);而在toehold誘導(dǎo)的鏈替換反應(yīng)機(jī)制的催動(dòng)下,核酸結(jié)構(gòu)器件則擁有了動(dòng)態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)的能力。在本論文中,我們提出了三種功能性的核酸結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),分別應(yīng)用于分子計(jì)算、SNP檢測(cè)以及RNA干擾領(lǐng)域的相關(guān)研究。我們首先設(shè)計(jì)了一種DNA“組合底物”結(jié)構(gòu)以構(gòu)建多輸入的DNA計(jì)算體系。常規(guī)的DNA底物是一種線性形式的DNA多鏈復(fù)合物(本章中稱為“線性底物”,linear substrate),由一條長(zhǎng)的底部連接鏈和多條短的保護(hù)鏈通過(guò)熱退火雜交而成。因長(zhǎng)鏈化學(xué)合成錯(cuò)誤率高以及多鏈復(fù)合物純化難度大,因此常規(guī)的“線性底物”純度有限,易引發(fā)嚴(yán)重的泄漏反應(yīng),故而難以用于構(gòu)建復(fù)雜的、放大的DNA反應(yīng)體系。相比之下,我們?cè)O(shè)計(jì)的“組合底物”則擁有諸多優(yōu)勢(shì):其由DNA雙鏈組合單元組合而成,因而規(guī)避了對(duì)DNA長(zhǎng)鏈的依賴,同時(shí)也賦予了底物以擴(kuò)展性;純化過(guò)程僅限于雙鏈組合單元,因此在技術(shù)上極大降低了純化難度,有利于提高底物的純度;理論上,“組...

【文章頁(yè)數(shù)】：120 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 核酸的結(jié)構(gòu)與材料性質(zhì)
    1.2 核酸的自組裝
        1.2.1 大尺寸規(guī)則結(jié)構(gòu)體的組裝
        1.2.2 功能性核酸結(jié)構(gòu)體的組裝
    1.3 基于鏈替換反應(yīng)的DNA動(dòng)態(tài)納米技術(shù)
        1.3.1 簡(jiǎn)介
        1.3.2 制約因素—泄漏反應(yīng)
    1.4 DNA探針的單核苷酸多態(tài)性檢測(cè)
    1.5 可調(diào)控的外源性雙鏈RNA干擾技術(shù)
        1.5.1 外源性雙鏈RNA干擾技術(shù)
        1.5.2 鏈替換反應(yīng)調(diào)控的雙鏈RNA干擾
第二章 可擴(kuò)展的DNA“組合底物”的設(shè)計(jì)及應(yīng)用
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)方法
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.2.2 DNA序列設(shè)計(jì)
        2.2.3 DNA底物制備及純化
        2.2.4 熒光分析
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 常規(guī)的線性底物
        2.3.2 “組合底物”的設(shè)計(jì)及其初始泄漏分析
        2.3.3 漸進(jìn)式泄漏分析
        2.3.4 “組合底物”的優(yōu)化
        2.3.5 雙輸入反應(yīng)體系
        2.3.6 三輸入反應(yīng)體系
        2.3.7 四輸入反應(yīng)體系
    2.4 本章小結(jié)
第三章 競(jìng)爭(zhēng)—催化性DNA探針的單核苷酸多態(tài)性檢測(cè)
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)方法
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        3.2.2 DNA探針底物的制備及純化
        3.2.3 熒光分析
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 競(jìng)爭(zhēng)—催化性DNA探針的設(shè)計(jì)
        3.3.2 競(jìng)爭(zhēng)—催化性探針區(qū)分SNP的理論分析
        3.3.3 競(jìng)爭(zhēng)—催化性探針的SNP區(qū)分行為
    3.4 本章小結(jié)
第四章 鏈替換反應(yīng)調(diào)控的sshRNA干擾體系的構(gòu)建
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)方法
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        4.2.2 sshRNAs以及mRNA的制備
        4.2.3 基因表達(dá)的分析方法
        4.2.4 體外轉(zhuǎn)錄的mRNA的表達(dá)能力及其可調(diào)控性驗(yàn)證
        4.2.5 基于toehold誘導(dǎo)的鏈替換反應(yīng)的sshRNA干擾體系的構(gòu)建
    4.3 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果



本文編號(hào)：3987278