微卫星DNA ppt课件
卫星 DNA
运用
•
目前被广泛应用于动、植物 基因定位、连锁分析、血缘关系 鉴定、遗传多样性评估、系统发 生树构建、标记辅助选择等方面。
DNA亲子鉴定
卫星 DNA
卫星DNA
• 定义：一类高度重复序列DNA在介质氯化 铯中作密度梯度离心，可以从主沉淀带 附近分出小沉淀带而与其他DNA序列分开， 故称为卫星DNA。 • 特点：GC含量一般少于主带中的DNA，浮 力密度也低。固定的重复单位。
卫星DNA
大卫星DNA 小卫星DNA 微卫星DNA
人α 卫星DNA
鉴定原理
• STR检测：作十几至几十个DNA位点作检 测，如果全部一样，就可以确定亲子关 系，如果有3个以上的位点不同，则可排 除亲子关系，有一两个位点不同，则应 考虑基因突变的可能，加做一些位点的 检测进行辨别。DNA亲子鉴定，否定亲子 关系的准确率几近100%，肯定亲子关系 的准确率可达到99.99%。
• 人α 卫星DNA是一种位于人每条染色体着 丝粒区的串联重复序列并存在着等级结 构，其最小重复单位为171bp,既有染色 体的特异性，又具有染色体的同源性。 • 应用：确定细胞遗传学无法确定的标记 染色体；研究性染色体的不分离等
微卫星DNA的运用
• 微卫星DNA又称短串联重复 序列 (shorttandemrepeat,STR) 或简单重复序列 (simplesequencerepeats, SSR)，广泛随机地分布于 真核生物基因组中，在DNA 序列中平均每6kb就可能出 现一个，约占人基因组的 10%，其基本构成单位(核 心序列)为1-6bp，呈串联 重复排列而成。
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恶性肿瘤组织微卫星不稳定性的研究ppt课件
•目前已经知道,RER+大肠癌有 以下特性；(1)发病年龄早,35 岁以下大肠癌患者RER阳性比 例最高；(2)多位于右半结肠, 易发生肠内或肠外其它器官 的多发性肿瘤,多发性肿瘤 RER阳性率(80%)明显高于单 发性肿瘤(11%),
Hale Waihona Puke •术后易再发其它原发恶性肿 瘤；(3)DNA多为二倍体或 近二倍体；(4)对某些化疗 药物(如顺铂)有原发耐药性 ；(5)具有高突变特性,许多 癌基因及抑癌基因(如 RAS,p53,APC等)突变数目 明显增多；
• 近年来研究证实RER+是HNPCC 、肺癌、乳腺癌、食管癌、膀胱 癌的早期分子标志,也是慢性髓细 胞性白血病的晚期分子标志,对肾 母细胞瘤来说,不仅是晚期分子标 志并与其恶性程度有关,对胃癌来 说,不仅是其早期事件,而且与癌 的恶性转移有一定联系。并发现 MSI存在于病理证实为阴性的肿 瘤旁切缘组织。
•显示微卫星不稳定性改变可作为 肿瘤细胞的克隆标志，运用于肿 瘤的检测。肿瘤常在抑癌基因位 点出现染色体基因缺失，表现为 等位基因杂合性丢失(Loss of heterozygosity),通过检测分析肿 瘤杂合性丢失及其规律，可在染 色体一定范围内发现肿瘤的抑癌 基因及易感基因。
• 目前已发现RER+肿瘤主要有3类： 一类为散发性结直肠癌,这一类肿瘤 细胞核型为近二倍体,病人预后较好 ；另一类为HNPCC病人发生的结 直肠癌、子宫内膜癌以及卵巢癌,这 一类肿瘤几乎都表现为MSI,与散发 性结直肠癌比较,发病年龄较早；第 三类为包括肺癌、乳腺癌和胰腺癌 在内的其它肿瘤,这一类肿瘤MSI发 生频率相对较低。
•微卫星不稳定性的研究方法， 目前主要以PCR技术为基础研究 微卫星不稳定性改变，步骤为 ：(1)首先需确定特定染色体上 特定微卫星位点标记，并根据 其序列合成特异性引物。引物 序列一般可根据特定位点直接 从基因库中查询。（2）收集肿 瘤组织及相应正常组织标本，
一种新的分子标记方法-随机微卫星扩增多态DNA (RMAPD)
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微卫星DNA标记
1微卫星DNA标记的发现1974年，Skinner等在研究寄居蟹的基因组时发现了微卫星DNA的重复序列。
此后，在人、动物和酵母的基因组中都发现了类似大量的简单重复序列。
直到1986年，Ail等首次用合成的微卫星寡核苷酸作为探针用于人的指纹分析，这时才得到重视。
1988年，Jeffreys等人做了进一步的研究并使之发展成为新的遗传分子标记系统。
1989年，Litt等[1]扩增到了人类基因组微卫星序列，从而创造了“微卫星（microsatellite）”这个名称。
2微卫星DNA的结构微卫星DNA又称简单重复序列(simplesequencere-peats，SSR)或短串联重复序列(shorttandemrepeats，STR)，是指以少数几个核苷酸（一般是1~6个）为单位串联重复的DNA序列。
这些重复序列的重复次数和重复程度在不同的生物体内高度变化，并且随机分布于真核生物基因组中。
普遍认为，在染色体上，除着丝粒及端粒区域外，其他区域也广泛散在分布有微卫星位点。
Weber根据微卫星核心序列排列方式的不同，将其分为完全（无间隔）、不完全（有非重复单位的碱基间隔）和复合型（2个或更多重复单位彼此毗邻连续出现）微卫星3种类型。
3微卫星DNA标记的优缺点3.1优点①分布广泛。
微卫星DNA广泛且均匀地分布于真核生物基因组中。
②多态性丰富。
由于微卫星在不同个体中的重复单位数目变异大，因而造成其长度具有高度的多态性，使其可以包含大量丰富的信息。
③简易高效安全性。
微卫星检测方法简便且效率高，单个位点检测时间很短，一般不超过24h，并可以多个位点同时进行检测。
微卫星标记没有任何表型效应，因而不存在对家畜个体的有害或次级效应。
④保守与通用性。
微卫星侧翼序列的保守性以及物种间某些染色体区段的共线性，某一物种的微卫星引物可以应用于相近物种。
⑤共显性遗传。
微卫星标记的等位基因遵循孟德尔共显性遗传，因而易区分纯合型和杂合型。
3.2缺点①建立和筛选基因文库，进行克隆和测序，都是非常繁琐、耗时的工作。
昆虫分子鉴定技术简介PPT课件
近年来的突破与进展
高通量测序技术的出现使得大规模昆 虫基因组测序成为可能，为昆虫分子 鉴定提供了更丰富、更准确的遗传信 息。
随着人工智能和机器学习技术的发展， 基于人工智能的昆虫分子鉴定方法也 取得了重要进展，如深度学习算法在 昆虫分类中的应用。
基于基因组学和进化生物学的研究， 科学家开发出了一系列高效的昆虫分 子鉴定方法，如DNA条形码技术、多 基因分析等。
总结词
微卫星DNA标记技术是一种基于DNA多态性的鉴定方法，通过分析基因组中 重复序列的长度变异来区分物种。
详细描述
微卫星DNA标记技术具有高分辨率和高灵敏度，适用于种群遗传学、系统发育 和亲缘关系的研究。该技术通过检测微卫星位点的重复序列长度，可以精确地 鉴定昆虫物种。
转录组高通量测序技术，对昆虫的基因表达和基因组进行全面分析，为昆虫鉴定提供更深 入的分子信息。
详细描述
转录组学技术通过分析不同发育阶段或不同生理状态下昆虫的转录本，揭示物种间的基因表达差异。基因组学技 术则对整个基因组进行测序和组装，为昆虫的系统发育和进化研究提供基础数据。这些技术结合传统的形态学特 征，可以更全面地鉴定昆虫物种，并深入了解其生物学特性和系统发育关系。
建立质量控制体系
对技术过程进行全程监控，确保数据准确性和可靠性。
加强技术培训与交流
组织技术培训和学术交流活动，提高技术人员的技术水平。
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参考文献
参考文献
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[请在此处插入参考文献2]
[请在此处插入参考文献1]
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THANKS
感谢观看
昆虫分子鉴定技术具有高精度、高分辨率和高灵敏度的特点 ，能够解决传统形态学鉴定方法难以解决的问题，尤其在鉴 定形态相近、分类地位争议的昆虫种类时具有明显优势。
细胞生物学课件(共137张PPT)
RNA存在于细胞质和细胞核内，参入细胞内DNA 遗传信息的表达。
病毒中，RNA也可作为遗传信息的载体。
Section 1 DNA的结构与功能
一、DNA的一级结构
4种核苷酸的连接及排列顺序 四种脱氧核糖核苷酸分别表示为：
(6)核小体沿DNA的定位受不同因素的影响，进 而通过核小体相位改变影响基因表达 。
核小体的性质及结构要点示意图（引自等）
在用微球菌核酸酶降解染色质时，反应早期可得到166bp的片段，但不稳定；进一步降解则得到146bp片段，
比较稳定。推测可能原因是失去H1后，DNA两端各有10bp的DNA，易被核酸酶作用而降解。
Chromatin Packing
Chromatin Packing
Section 3 基因与基因组
• 基因：表达一种蛋白质或功能RNA的基 本单位。
• 基因组：是指某种生物所包含的全套基
因。
人类基因组的C值在3＊109 bp ； 病毒含 103~105bp；细菌含105~107bp；
基因与蛋白质
（１）铺展染色质的电镜观察
Isolated from interphase nucleus: 30nm thick Chromatin unpacked, show the nuclesome
(2)用非特异性微球菌核酸酶消化染色质,部分酶解片
段检测结果
（３）应用X射线衍射、中子散射和电镜三维重建 技术研究染色质结晶颗粒
五、分子及细胞生物学研究技术
基因组的维持
真核基因组的结构
染色质结构及其调控 DNA的复制 、修复和转座
1
微卫星DNA
微卫星DNA微卫星DNA在种下分化及近缘种的鉴定中的应用农业昆虫与害虫防治姚远M071105摘要：微卫星DNA标记作为一种多态性和稳定性高、重复性好、呈共显性的分子遗传标记技术，目前已被广泛应用于昆虫学的研究中。
本文介绍了微卫星DNA标记的基本原理和特点，并综述了近年来该技术在昆虫种群遗传结构及分化、近缘种的鉴定、遗传图谱的构建、基因定位以及系统发生等领域中的应用。
关键词: 微卫星DNA标记；多态性；分化；种群早在1974 年，Skinger在蟹的DNA 中发现了一类短串联重复序列TAGG。
随后人们在人、动物和酵母的基因组中都发现了大量的简单重复序列，因为其比小卫星(10~25bp)短，每个重复单位仅1~6bp，重复数10~20次，是头尾相连的串联重复序列，故称微卫星(microsatellite)，又称为简单序列重复DNA(Simple Sequence Repeat，SSR)。
重复类型有两种单核苷酸如A/T、C/G；四种二核苷酸重复AT/TA、AC/TG、AG/TC、CG/GC 以及三、四核苷酸重复类型等，但研究发现较多的为AC/TG，约占57%，其它类型较少。
而且根据微卫星核心序列排列方式的不同，可分为完全(perfect)，不完全(imperfect)和复合型(compound)微卫星。
20世纪七八十年代以来，伴随着分子生物学的飞速发展，出现了多种多样的DNA分子标记[1]。
目前常用的DNA分子标记技术有限制性片段长度多态性( restriction fragment length polymorphism，RFLP) 、数量可变的串联重复序列(variable number of tandem repeat，VNTR) 、随机扩增多态性DNA ( random amp lified polymorphic DNA，RAPD) 、扩增片段长度多态性( amp lified fragment length polymorphism，AFLP) 、微卫星标记(microsatellite marker) 、简单重复序列间扩增( inter-simple sequence repeat，ISSR)和单核苷酸多态性( single nucleotide polymorphysm，SNP) 。
微卫星 DNA 标记是解决亲子鉴定的有效手段
微卫星DNA与亲子鉴定一. 微卫星DNA：重复单位序列最短，只有2～6bp，串联成簇，长度50～100bp，又称为短串联重复序列（Short Tandem Repeat STR)。
广泛分布于基因组中。
其中富含A-T碱基对，是在研究DNA 多态性标记过程中发现的。
1981年Miesfeld等首次发现微卫星DNA，其重复单位长度一般为1～6个核苷酸，双核苷酸重复单位常为(CA)n和(TG)n。
二．亲子鉴定：根据鉴定目的的不同，DNA亲子鉴定可以分为司法鉴定和个人鉴定。
司法鉴定，是指在诉讼活动中鉴定人运用科学技术或者专门知识对诉讼涉及的专门性问题进行鉴别和判断并提供鉴定意见的活动，是我国主要的法律鉴定制度。
三．微卫星DNA 标记是解决亲子鉴定的有效手段, 无论家畜, 还是野生动物或人工圈养小群体, 象马匹、奶牛、肉牛、东北虎、绵羊、鳄鱼等动物都有学者成功解决了亲子关系的确认。
Ellegr en 等用5 个马科的微卫星座位( 要求有 6 个以上的多态性座位) 判定马的亲权关系可使排除率达98% 以上, 10个位点排除率达99. 99% 。
Binns 等用 6 个微卫星位点解决了20 匹以前用血型无法判定的纯血马的亲权归属, Lee 和Choi 应用14 对马科微卫星引物对纯种马进行鉴定, 结果支持微卫星标记在亲子鉴定中的潜力, 排除率为99. 98% 。
Sherm an 等[使用微卫星座位评价肉牛公牛数量和公牛间亲缘关系对后代的影响, 并计算非父排除率和不明父亲的概率。
贾名威等用 6 个微卫星座位判清了几头奶牛的嫌疑父亲, 还使用这 6 对引物为法院做过亲子鉴定, 破案后确与事实吻合。
Mo mmens 等用微卫星引物作了大量的亲子鉴定研究, 同时也指出微卫星是作为遗传距离计算和分子系统发生树构建的理想标记。
张于光等用 6 对家猫和 4 对苏门答腊虎共 10 对引物鉴定了7 个父子关系不清的东北虎后代。
对于绵羊的嫌疑父亲确认也是一样的有效与准确Fitzsim mons 等( 2002) 用微卫星 DNA 标记结合mtDNA 对暹罗鳄、古巴鳄及湾鳄 103 只个体进行研究, 成功鉴定出 4 个个体为种间杂交后代, 其中 2 个最初的形态鉴定有误, 而有 1 个险些作为纯种暹罗鳄野外放养, 有效地避免了种间杂交个体对野外群体中暹罗鳄种质资源的影响。
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2、STR的构成
STR的核心序列为1～6 bp,呈串联重复排列, 重复次数10~50次左右,其总长度常小于400 bp,常见的有一、二、三、四核苷酸重复序 列,约占真核生物基因组的5%。
人类基因组的STR单核苷酸重复以polyA, polyT多见,双核苷酸重复以(CA)n,(GT)n,(AA)n, (GG)n常见,(GC/CG)少见,其原因是由于3”端 为G的C(即CPG)易于甲基化,三核苷酸重复以 (CXG)n类型常见,由于三核苷酸具有高度多 态性,常用作DNA的标记物。
的遗传机制解释还有滚环扩增、不等交换 (unequalcrossover)和碱基置换突变等。
5 STR的特点
⑴种类多、分布广，并按孟德尔共显性方 式在人群中世代相传。
⑵在人群中高度多态，其多态信息含量容 量超过70%。其多态性表现为正常人群的不 同个体某一基因位点重复序列的重复次数 可不一样，同一个体的两个同源染色体上 重复次数也可以不一样，即微卫星DNA拷贝 数在人群中是可变的。
STR的出现使遗传图的精度得到进一步提 高,同时也成为物理图上的标记,从而促进了
2 STR用于个体识别和亲权鉴定
因为STR广泛存在于基因组中,具有高度多 态性、杂合性和稳定性。当把几个STR位 点联合分析后,可以得到相当高的累积个体 识别率和父权排除率。
对粤、桂、琼地区14个人群STR基因座频 率调查显示15个STR基因座在14个人群中 累积个体识别能力在1. 05*10-16~3 .18*1018,累积非父排除率均在0.9999以上。
目前,根据m DtNA、STR标记、Y染色体DNA 以及多态性A lu I序列的研究,大多数分子遗 传学家支持现代人类单起源学说,认为现代 人类起源于20万年前的非洲原始部落,然后
STR长度上的差异一般是重复单位的整数。 复制滑动、姐妹染色体不等交换和遗传重
组都是可导致重复单位数目发生改变的机 制,但目前的研究证明复制滑动时导致STR重 复数目改变是主要机制。
不过,仅滑动链复制错配不能解释一些重复 序列的特征,如为什么两性种系的三体重复 稳定性有差异?为什么CAG重复总在有意义 链上等等?所以,对STR产生和拷贝数的变异
3 STR的种属特异性
1995年有学者调查了9个STR的人种属特异 性,结果在被调查的23种动物中,FES/FPS基因 座没有扩增产物,而CSF1PO、TOX、TH 01、 H PRT B、vWA、F13A01等基因座则在灵长 类有扩增产物,但是这些扩增产物的长度均 位于这些基因座的STR的等位基因Ladder范 围之外。此后对更多STR基因座的调查也得 到了相似的结论。
3 STR用于遗传学多态性研究
STR标记多位于非编码区,变异一般不影响人 体的结构与功能,突变在进化过程中受自然 选择压力较小,以近乎稳定的速率传递且不 断积累,形成多样性。
通过研究STR多态性,变异速率以及比较序列 间差异、人群间差异,分析不同人群间的遗 传距离,就可从分子生物学角度揭示人类的 起源、迁徙、进化等历史进程。
⑶具有遗传连锁不平衡现象。
⑷可被转录，有些编码蛋白质，而另一些 则位于非转译区的5′端和3′端不编码蛋白质。
⑸属于不稳定的DNA序列，其数目在某些遗 传病中有扩大现象，而这种扩增并非是减 数分裂的重组造成，扩大可发生在减数分 裂过程中，由一代传递给另一代，也可发 生在有丝分裂中，导致嵌合体形成。与成 熟人体细胞比较，微卫星DNA在胚胎时期有 丝分裂很不稳定。
DNA
一、微卫星的概况
1、定义 短串联重复(short tandem repeat, STR,SSR)，一种简单串联重复DNA序列。其 重复单位为1～6个核苷酸，由10～50个重 复单位串联组成。
微卫星DNA是在研究DNA多态性标记过程中 发现的。1981年Miesfeld等首次发现微卫星 DNA，双核苷酸重复单位常为(CA)n和(TG)n。
每个特定位点的STR均由2部分构成:中间的 核心区和外围的侧翼区,核心区含有一个以 上称为”重复”的短序列,一般该重复单位 的碱基对数目不变,而串联在一起的重复单 位数目是随机改变的。
位于核心区的外围即是侧翼区,人群中不同 个体可表现为侧翼区相同而串联重复单位 的数目不同;也可为相同数目的重复单位,但 侧翼区大小不同,或者两者均不同。
4 STR产生的可能机制
目前认为链滑动错配是短串联重复序列突 变的主要机制。
在DNA合成过程中,一条单链DNA可以发生一 过性的脱位,生成一个中间性的结构后,再与 另一DNA单链错配,形成链滑动错配,继续 DNA的复制和修复。滑动错配可以造成缺失、 插入或碱基替换。
在STR中,一条DNA单链可以向后折叠后再与 另一条单链复性,在复性的位置形成环状突 出,DNA修复酶可以将环状突出全部或部分 切除,造成缺失。另一方面,也可以在无突出 链相对突出的位置形成一个缺口,再由聚合 酶填补此缺口,DNA重复的数目增加,造成插 入突变。
⑹在不同基因位点上的微卫星DNA的重复序 列可以不同，也可以相同。
Байду номын сангаас
二、微卫星的应用
1、STR应用于制作人类基因组遗传图谱 STR在基因组内分布广泛、多态性程度高、
可自动化检测、成为制作基因组遗传图谱 的首选遗传标记。
1996年,法国Gene-thon实验室与美国国家 卫生研究院几个中心合作,建立了以6 000多 个STR为主体遗传标记、分辨率达194 kb 的高精密度图谱。
STR位点的侧翼区变异数也仅有少数几个,这 样,人群中该特定STR位点的等位基因差异, 主要应来自不同数目的串联重复。
2 STR的分布
在基因组中平均50kb就有一个重复序列。 据GeneBank等数据库资料统计,人类23对染 色体上至少分布着7 901个STR位点,每对染 色体的STR位点分别超过100个,其中1、2号 染色体的位点均超过600个,性染色体上的已 知位点数在264个以上,随着人们对STR的进 一步研究,其数目还会不断增加。