基因芯片的应用.ppt
重组DNA技术详细概述(ppt 41页)(共40张PPT)
胰岛素在大肠杆菌体内的表达
凝血因子VIII高表达载体的构建和及其原理
培育转基因动物的基本步骤
准备供体动物，分离受精卵； 准备注射用转基因DNA溶液；
将转基因DNA显微注射到一个受精卵的雌性原核之 中，进入的DNA通过非同源重组插入到基因组之中 ； 将受精卵移植到代孕母鼠的子宫之中； 对出生的小鼠进行筛选，挑出转基因小鼠。
蛋白质工程一般有三个目的：（1）改变催化性质。这包括提高Vmax、降低 Km值、改变最适pH、去除抑制剂作用位点、改变反应的特异性或去除导致 蛋白质不稳定的氨基酸残基等；（2）改变结构性质。这包括改善热稳定性 、提高在有机溶剂中的稳定性、改变理化性质或改变对配体结合的特异性； （3）创造新系统。这包括合成融合蛋白或多功能蛋白、添加有利于纯化的 标记或增强药用蛋白质的药效。
基因敲除
基因敲除是上个世纪80年代后半期随DNA同源 重组原理发展起来的一门新技术，它是指在分子 水平上，使用特定的手段，将一个结构已知但功 能不详的基因去除，或用其它顺序相近的基因取 代，使原基因功能丧失，然后从整体观察实验动 物的表型变化，进而推断相应基因的功能。这与 早期生理学研究中常用的切除部分-观察整
要使克隆基因在宿主细胞中表达，首先需要将目的基因亚克隆到带有基 因表达所必需的各种元件的载体之中，这些载体通称为表达载体。目的 基因可以放在不同的宿主细胞中表达。针对不同的表达系统，需要构建 不同的表达载体。 表达载体可分为融合载体和非融合载体两类，前者在插入位点上“预 装”了另外一个蛋白质或多肽的基因，因此，插入的外源基因将会与 它发生融合，表达出来的是一种融合蛋白。使用融合载体的主要好 处是方便了目的蛋白的纯化。 理想的表达系统应该满足以下条件：（1）表达载体具有合适的MCS，以便 使外源基因能够插入到正确的表达位置，或者至少是含有3个以上阅读框架 的系列；（2）能够形成正确的翻译后修饰和三维结构，以形成有活性的或 有功能的分子；（3）为可诱导的表达系统，允许细胞生长和诱导表达，防 止毒性蛋白质的积累；（4）易于分离和纯化；（5）最好能分泌到胞外。
PCR技术的基本原理及应用 ppt课件
11、增效PCR（booster PCR）
当扩增少于1000拷贝的模板DNA时会遇到
两个问题：一是形成引物二聚体，一是非特异扩
增。消耗了引物和酶，而特异扩增产量降低。
对于这种情况，可设置二步PCR，先用较低
浓度的引物进行初级PCR，此时由于引物少，形
成产物二聚体的可能减少，但它并不影响靶序列
的扩增，只是由于引物少产量不高。约经15~20
和检测病理切片中含量ppt课较件 少的靶序列。
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操作步骤
1. 细胞或组织固定：细胞经固定和乙醇通透化处理后便适 于一般PCR试剂（包括引物和Taq酶）进入
2. PCR扩增细胞内目的片段
3. 原位杂交检测扩增产物
A.阳性对照
ppt课件
B.阴性对照
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C.原位检测mRNA表达
8、逆转录PCR（RT-PCR）
Prize
ppt课件
2
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
研究生课程
第五章 PCR技术及原理（4学时）
ppt课件
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第一节 PCR的原理
Kary Mullis
research scientist in the 1980s at a California biotechnology company called Cetus
co-winner of 1993 Nobel
illumina芯片平台及其临床应用(发布版)
HumanOmnizhonghua-8
Advance your Chinese population GWAS. This microarray provides coverage of common, intermediate, and rare variation specific to Chinese populations.
……
神经发育性疾病
智力障碍 腓骨肌萎缩症
癫痫 孤独症 神经分裂症 ……
其他人类疾病
矮小 性发育异常
耳聋 色盲严重肥胖
严重肥胖 ……
Cohen,Science 2007 Zhang et al.Annual Review of Genomics&Human Genetics 2009
在欧美国家，CMA已成为一项常规的临床遗传学诊断工具
缺点：不能检测拷贝数中性的染色体异常（单亲二倍体UPD、杂合性缺失LOH）
单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism array,SNP)芯片
单核苷酸多态性（SNP）：指在基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的DNA序 列多态性。 SNP广泛、高频地覆盖于整个基因组，人类基因组每300-1000bp就有一个SNP,可 以作为遗传标记。 SNP大都表现为二等位基因多态性，即在该位置只存在2种不同的碱基。
Infinium实验流程
基因组DNA(200-400ng) 全基因组扩增
片段化DNA
两步法等位基因检测
步骤1：DNA片段与芯 片上的探针杂交
步骤2：标记核苷酸 的单碱基延伸
实验流程优势： ➢ 工作流程简单 ➢ 50-NT 杂交 ➢ 极高的可重复性 (>99.9%) ➢ 极高的检出率 (>99%) ➢ 检测所需试剂均在即用试剂盒
最新单核苷酸多态性SNP概念优点检测方法意义应用课件PPT
方法；第二章 资 格•（四）食品加工经营场所环境、设 备以及食品采购、储存、加工、检 验、运输过程的卫生要求；
• （五）从业人员个人卫生要；（六） 其他与健康相关的食品卫生知识。
第二章 资 格
• 第七条 食品卫生管理员培训分为食 品生产加工、餐饮、食品流通三类。
3.目前几种筛选检测未知或已知SNP多态性的方法 :
1.基于杂交的方法 2.基于酶或PCR的方法 3.以构象为基础的方法 4.直接测序的方法 5.其他方法
3、目前几种筛选检测未知或已知SNP多态性的方
法
1.基于杂交的方法
• 原理:短的核苷酸探针在和互补的目的片段进行杂 交时，完全匹配和有错配两种情况下，根据杂交 复合体稳定性的不同而将SNP 位点检测出来。 （差异越大，检测的特异性就越好）
2)变性梯度凝胶电泳DGGE
3)单链构象多态性SSCP
4)变性高效液相色谱DHPLC
4直接测序:
DNA测序是最容易实施但目前费用仍较昂贵 SNPs检测方法。通过不同个体的同一基因或DNA 片段
的直接测序,然后进行简单的序列比对,SNP变异检 出率可达100%。采用直接测序法,还可以直观地得 到突变碱基的类型及其准确位置等SNPs分型的参 数。随着DNA测序自动化和测序成本的降低,直接测 序法将越来越多地用于未知SNPs的发掘和已SNPs 的检测与分型。
2）.基因芯片技术(Gene chips)
基因芯片是在一微小的基片(硅片、玻片、塑料片等)表面集成了 大量的分子识别探针,能够在同一时间内平行分析大量的基因,进行大 信息量的筛选和检测分析
3).探针技术(TaqMan)
4).动态等位基因特异杂交(Dynamic allelespecific hybridization,DASH)
人类基因组多态性的分析方法及在遗传疾病中的应用
人类基因组多态性的分析方法及在遗传疾病中的应用人类基因组多态性是指人类多个个体之间存在着基因序列的差异性。
这些差异性可能会导致个体之间在表型上的差异或疾病易感性的不同。
因此，研究人类基因组多态性对于深入了解人类遗传学和疾病遗传学非常重要。
下面将介绍几种对于人类基因组多态性的分析方法，并讨论其在遗传疾病中的应用。
一、基因分型技术基因分型是指在多个个体之间比较某个或某些基因的差异，并将其分类为不同的等位基因。
这种方法能够很好地揭示一个或多个基因的多态性，帮助研究人员识别和验证基因与疾病之间的关联关系。
其中比较常用的基因分型技术包括：1.聚合酶链式反应（PCR）-限制性片段长度多态性（RFLP）方法。
通过PCR扩增DNA片段，然后在扩增产物中利用限制性内切酶切割特定位点，从而获得不同长度的DNA片段，进而区分不同等位基因。
2.序列特异性引物扩增（STP）方法。
利用引物扩增目标序列，然后检测PCR产物之间的序列区别，从而分离出不同等位基因。
这些技术已经被广泛用于各种遗传疾病的研究中，如糖尿病、乳腺癌、阿尔茨海默氏症等。
通过基因分型技术，可以对与某种疾病相关的基因进行分析和筛选，从而发现基因变异与该疾病的相关性。
此外，基因分型技术也可以用于临床遗传诊断，帮助医生判定某些遗传病患者的疾病类型。
二、基因芯片技术基因芯片是一种高通量技术，能够同时检测上千种基因的表达水平或基因型等信息。
该技术能够大大减少对生物样本的需求量和操作次数，加快数据处理速度，被认为是遗传学研究中一种非常有前景的技术。
基因芯片技术可以分为两种：基于外显子的芯片和基于基因组的芯片。
1.基于外显子的芯片。
外显子是真核基因组中含有编码蛋白质的区域，占总基因组大小的不到2%。
基于外显子的芯片可以同时检测大量外显子区域的SNP（单核苷酸多态性），这些SNP通常被认为是与遗传疾病密切相关的。
2.基于基因组的芯片。
基于基因组的芯片可以根据参考序列比对检测DNA片段的变异情况，既可以检测SNP，也可以检测CNV（基因组拷贝数变异）。
基因芯片技术在肿瘤研究与治疗中的应用
Ｔｈｅａ ｐｐｌ ａ ｉ ｎ ｏ ｅ ｅ ｃ ｉ ｅ ｈｎ ｌ ｇ ｎ ｃ ｎ ｅ ｅ ｅ ｒ ｈ ａ ｒ ａ ｍ ｅ ｉ ｔｏ ｆｇ ｎ ｈ ｐ ｔ ｃ ｏ ｏ ｙ ｉ ａ ｃ ｒｒ ｓ ａ ｃ ｎｄ ｔ ｅ ｔ ｎｔ ｃ
Ｚｈ ｇ Ｇｕ ｄ ｎ ，Ｚｈ ｎ Ｄｅ ａ ａｎ ｏ ｏ ｇ ａ ｇ ｂ ｏ
ｗ ｃ ｓ ｈ ｒ ｃｅｉｅ ｙｈ ｇ －ｈ ｏ ｇ ｐ ｔ ｌ ｇ ｃ ｌ， ｄ ｈｇ ｐ ｅ ｎ ｇ ｎ ｎ ｌ ｓ ． ｈ ｓ ｅ ｔ ｒｓ ｉ ｈ ｈｉ ｃ ａａ ｔｒ ｄｂ ｉ ｈ ｔｒ ｕ ｈ ｕ， ａ ｅｓ ａｅ ａ ｉｈｓ ｅ ｄｏ ｅ ｅａ ａｙ ｉ Ｔ ｅ ｅｆａｕ ｅ ｚ ｒ ｎ ｓ
组织等不 同水平进 行。基 因芯 片技 术是 ２ 纪 ９ ０世 ０年代 中期发展起 来的一种新兴分 子生物学技 术 ， 它 在基 因分析方面具有高通量 、 大规模 、 速度快等特 点， 将这些特点 用到 涉及到众 多基 因改 变的肿瘤研究
中， 可以使人们 更全 面深刻地 了解肿瘤发 生发展 ， 为肿瘤的诊 治打下坚实的基础 。 文就近年 来基 因芯 本
摘要 ： 肿瘤的发生和发展 是一个复杂的多阶段过程 。 常由于某些基 因突变和异常表达所致 ， 通 或者些蛋 白质分子发 生改变， 由此产生肿瘤 并 病理学上的差异 ， 形成临床诊 断中的不同分类 。因此对肿瘤 生物 学特征的研究应从基 因、 白质、 蛋 细胞 、
ｐ ｏｅｎ ｃ ｌ ａ ｄｔ ｓ ｅ ． ｎ ｈｐｔｃ ｎ ｌｇ ｅ ｍｏｅ ｕ ａ ｉｌｇｃ ｌｔｃ ｉｕ ｅｍｉ －１ ９ ｓ ｒｔｉ， ｅｌ ｎ ｓｕ ｓ Ｇｅ ｅｃ ｈ ｏｏ ｙｉ ａｎ ｗ ｌｃ ｒ ｏｏ ｉａ ｈ ｑ ｅｉ ｔ ｄ ９ ０ ， ， ｉ ｉ ｅ ｓ ｌ ｂ ｅｎ ｎｈ
生物芯片技术在基因检测和诊断中的应用
生物芯片技术在基因检测和诊断中的应用随着科技的不断进步和发展，人们对于基因检测和诊断的需求也越来越高。
而生物芯片技术的出现，为这方面的研究提供了更加便捷和精确的手段。
那么，在基因检测和诊断中，生物芯片技术究竟有哪些应用呢？一、基因检测中的应用基因检测是指通过对个体基因组和表达谱的测定，来确定个体患有一定疾病的风险或者已经患有疾病的情况。
生物芯片技术在这方面的应用体现在基因芯片和表达芯片两个方面。
基因芯片是利用微芯片技术制备的具有多个特定DNA探针的芯片。
它可以同时检测数百种基因的表达情况，从而确定一个人是否患有一定的疾病。
生物芯片技术的优势在于其高效率、高灵敏度、高可靠性和高通量，能够同时检测数百种基因的表达情况，而且这些基因表达的信息可以快速解读和分析。
另外，表达芯片则是利用生物芯片技术来研究人体细胞内基因的表达情况。
通过检测不同组织和不同部位的基因表达情况，研究人员可以了解基因的功能和调控机制。
在研究特定疾病机制时，表达芯片可以帮助研究人员确定哪些基因的表达量发生了变化，从而引发了疾病的发生或发展。
这些结果可以帮助研究人员找到治疗这种疾病的新途径。
二、诊断中的应用生物芯片技术在医学诊断方面的应用也同样重要。
利用芯片技术，医生可以更早地诊断出患者患有的疾病，并采取早期干预和治疗措施。
同时，这种技术还可以用于了解患者的基因组信息和预测药物反应。
例如，在癌症诊断中，常常使用基因芯片和表达芯片来筛选出患有癌症的个体。
基因芯片可以快速检测出某些癌症相关的基因突变，这些信息可以帮助病人避免接受不必要的进一步检查。
另外，基因芯片还可以预测药物对患者的反应，这可以帮助医生指导患者选择最优的治疗方案。
三、未来的展望尽管生物芯片技术已经证明了在基因检测和诊断中的重要性，但是这一技术仍然有改进的空间。
未来研究方向包括芯片制造和数据分析，以及与其他诊断和治疗方法的整合。
同时，随着生物芯片技术的不断发展，其在其他领域的应用也正在陆续出现，包括环境检测、农业生产和动物健康。
什么是基因芯片
什么是基因芯片基因芯片是一种用于检测和分析基因表达的技术工具。
它可以同时检测和量化数千个基因在特定生物样本中的表达水平。
基因芯片已经广泛应用于生命科学研究和临床医学领域，为我们提供了解细胞和生物体内基因调控的重要工具。
基因芯片通常由玻璃或硅片制成，具有一系列微小的孔洞或微阵列。
这些孔洞中包含着固定的DNA探针，每个探针都与一个特定的基因序列相对应。
在检测过程中，将RNA提取出来，将其转录成互补DNA，并使用荧光标记将其标记。
然后将标记的DNA片段注入基因芯片中，DNA片段与芯片上的DNA探针序列互补匹配，形成互补杂交。
通过测量荧光强度，可以确定每个基因的表达水平。
基因芯片可以提供大量有关基因表达的信息。
它可以同时检测成千上万个基因的表达水平，可以揭示出在不同条件下基因调控的变化。
例如，可以将正常组织与癌细胞组织进行比较，找出与癌症发展相关的基因表达变化。
这些信息对于了解疾病的发病机制、治疗方法和预后有着重要的意义。
基因芯片还可以用于个性化医学的研究和临床应用。
通过分析基因芯片数据，可以根据个体的基因表达谱来预测患者对某种药物的反应情况，从而指导个体化的治疗方案。
此外，基因芯片还可以用于研究基因与环境相互作用对健康和疾病的影响，为预防和控制疾病提供依据。
然而，基因芯片技术也存在一些挑战和限制。
首先，基因芯片分析需要大量的样本，才能提供可靠的结果。
其次，基因芯片技术对样本的预处理和实验操作要求非常高，操作不当可能会导致数据的偏差。
此外，基因芯片分析得到的是基因表达水平的快照，无法体现基因互作和调控的动态变化。
为了应对这些挑战，研究人员正在不断改进基因芯片的设计和数据分析方法。
例如，新一代的基因芯片可以检测更多的基因，并具有更高的分辨率和灵敏度。
同时，新的生物信息学工具和算法的开发，可以更好地处理和解释基因芯片数据，揭示更全面和准确的基因调控网络。
综上所述，基因芯片是一种重要的生物技术工具，可以帮助我们快速、准确地了解基因表达谱，揭示出基因调控的变化，为生命科学研究和临床医学提供重要的支持和指导。