《基因诊断与基因治疗 (2)精选PPT.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基因诊断与基因治疗 (2)精选PPT.ppt（92页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、关于基因诊断与基因治疗(2)第1页，讲稿共92张，创作于星期日基因诊断的概念基因诊断的概念基因是遗传学上的一个概念，是在染色体上占有基因是遗传学上的一个概念，是在染色体上占有一定的位置，表现一定功能的基本单位一定的位置，表现一定功能的基本单位基因的物质基础是脱氧核糖核酸（基因的物质基础是脱氧核糖核酸（DNADNA）（有些）（有些病毒的基因是核糖核酸，病毒的基因是核糖核酸，RNARNA）基因诊断是指运用现代分子生物学和分子遗传学基因诊断是指运用现代分子生物学和分子遗传学方法检查基因的结构及其表达产物，是目前诊断方法检查基因的结构及其表达产物，是目前诊断技术中最具发展前途的技术。技术中最具发展前途
2、的技术。第2页，讲稿共92张，创作于星期日基因诊断的分子生物学基础基因诊断的分子生物学基础基因诊断操作的对象为基因或其片段基因诊断操作的对象为基因或其片段运用现代分子生物学和分子遗传学方法，检查运用现代分子生物学和分子遗传学方法，检查特定基因的存在与否、基因的结构及其表达功特定基因的存在与否、基因的结构及其表达功能是否正常等，从而确定：能是否正常等，从而确定：是否患有某种遗传病：成年人遗传型分析，产前诊是否患有某种遗传病：成年人遗传型分析，产前诊是否患有某种遗传病：成年人遗传型分析，产前诊是否患有某种遗传病：成年人遗传型分析，产前诊断断断断是否患有某些特定的微生物感染疾病是否患有某些特定的微生
3、物感染疾病是否患有某些特定的微生物感染疾病是否患有某些特定的微生物感染疾病是否患有某种肿瘤，对肿瘤病人的预后进行分析是否患有某种肿瘤，对肿瘤病人的预后进行分析是否患有某种肿瘤，对肿瘤病人的预后进行分析是否患有某种肿瘤，对肿瘤病人的预后进行分析基因配型，用于移植、输血等基因配型，用于移植、输血等基因配型，用于移植、输血等基因配型，用于移植、输血等法医学上，分析犯罪现场的证实与嫌犯的鉴别法医学上，分析犯罪现场的证实与嫌犯的鉴别法医学上，分析犯罪现场的证实与嫌犯的鉴别法医学上，分析犯罪现场的证实与嫌犯的鉴别第3页，讲稿共92张，创作于星期日基因诊断的途径基因诊断的途径 检查是否存在特定的检查是否存在
4、特定的检查是否存在特定的检查是否存在特定的DNADNADNADNA或或或或RNARNARNARNA，用于微生物感染的，用于微生物感染的，用于微生物感染的，用于微生物感染的诊断诊断诊断诊断 基因突变的检测基因突变的检测基因突变的检测基因突变的检测限制性内切酶酶谱分析限制性内切酶酶谱分析限制性内切酶酶谱分析限制性内切酶酶谱分析等位基因特异性寡核苷酸探针杂交法等位基因特异性寡核苷酸探针杂交法等位基因特异性寡核苷酸探针杂交法等位基因特异性寡核苷酸探针杂交法 基因连锁分析基因连锁分析基因连锁分析基因连锁分析限制性片段长度多态性分析限制性片段长度多态性分析限制性片段长度多态性分析限制性片段长度多态性分析(
5、RFLP)(RFLP)(RFLP)(RFLP)基因的单碱基多态性分析基因的单碱基多态性分析基因的单碱基多态性分析基因的单碱基多态性分析(SNP)(SNP)(SNP)(SNP)基因转录产物基因转录产物基因转录产物基因转录产物mRNAmRNAmRNAmRNA检测检测检测检测 基因型的鉴定与比较基因型的鉴定与比较基因型的鉴定与比较基因型的鉴定与比较第4页，讲稿共92张，创作于星期日基因诊断的对象基因诊断的对象1 1 1 1、病原生物的侵入：一般侵入体内的病原生物可通过显微镜检查各、病原生物的侵入：一般侵入体内的病原生物可通过显微镜检查各、病原生物的侵入：一般侵入体内的病原生物可通过显微镜检查各、病原
6、生物的侵入：一般侵入体内的病原生物可通过显微镜检查各免疫学方法进行诊断。直接检测病原生物的遗传物质提高诊断的免疫学方法进行诊断。直接检测病原生物的遗传物质提高诊断的免疫学方法进行诊断。直接检测病原生物的遗传物质提高诊断的免疫学方法进行诊断。直接检测病原生物的遗传物质提高诊断的敏感性敏感性敏感性敏感性2 2 2 2、先天遗传性疾患：已有多种传统的遗传性疾患的发病原因被确、先天遗传性疾患：已有多种传统的遗传性疾患的发病原因被确、先天遗传性疾患：已有多种传统的遗传性疾患的发病原因被确、先天遗传性疾患：已有多种传统的遗传性疾患的发病原因被确定为特定基因的突变。例如：苯丙氨酸羟化酶基因突变可引起定为特定
7、基因的突变。例如：苯丙氨酸羟化酶基因突变可引起定为特定基因的突变。例如：苯丙氨酸羟化酶基因突变可引起定为特定基因的突变。例如：苯丙氨酸羟化酶基因突变可引起苯丙酮尿症：腺苷脱胺酶基因突变可引起重症联合免疫缺陷症苯丙酮尿症：腺苷脱胺酶基因突变可引起重症联合免疫缺陷症苯丙酮尿症：腺苷脱胺酶基因突变可引起重症联合免疫缺陷症苯丙酮尿症：腺苷脱胺酶基因突变可引起重症联合免疫缺陷症（SCID)SCID)SCID)SCID)；而淋巴细胞表面分子；而淋巴细胞表面分子；而淋巴细胞表面分子；而淋巴细胞表面分子CD40CD40CD40CD40或其配体（或其配体（或其配体（或其配体（CD40LCD40LCD40LCD4
8、0L）基因）基因）基因）基因突变则可引起无丙种球蛋白血症。用基因诊断的方法检测其基突变则可引起无丙种球蛋白血症。用基因诊断的方法检测其基突变则可引起无丙种球蛋白血症。用基因诊断的方法检测其基突变则可引起无丙种球蛋白血症。用基因诊断的方法检测其基因突变利于确诊和治疗方案的建立因突变利于确诊和治疗方案的建立因突变利于确诊和治疗方案的建立因突变利于确诊和治疗方案的建立3 3 3 3、后天基因突变引起的疾病：肿瘤。肿瘤的发生是由于个别细胞基、后天基因突变引起的疾病：肿瘤。肿瘤的发生是由于个别细胞基、后天基因突变引起的疾病：肿瘤。肿瘤的发生是由于个别细胞基、后天基因突变引起的疾病：肿瘤。肿瘤的发生是由于
9、个别细胞基因突变而引起的细胞无限增殖。基因诊断可确定抑癌基因发生突因突变而引起的细胞无限增殖。基因诊断可确定抑癌基因发生突因突变而引起的细胞无限增殖。基因诊断可确定抑癌基因发生突因突变而引起的细胞无限增殖。基因诊断可确定抑癌基因发生突变还是癌基因发生突变变还是癌基因发生突变变还是癌基因发生突变变还是癌基因发生突变4 4 4 4、其它：如、其它：如、其它：如、其它：如DNADNADNADNA指纹、个体识别，亲子关系识别，法医物证等指纹、个体识别，亲子关系识别，法医物证等指纹、个体识别，亲子关系识别，法医物证等指纹、个体识别，亲子关系识别，法医物证等第5页，讲稿共92张，创作于星期日基因诊断的运用
10、基因诊断的运用 一是通过检测特定基因或相关疾病基因的存在以判断一是通过检测特定基因或相关疾病基因的存在以判断一是通过检测特定基因或相关疾病基因的存在以判断一是通过检测特定基因或相关疾病基因的存在以判断和评估某疾病在某一个体上发生某疾病的风险，以导和评估某疾病在某一个体上发生某疾病的风险，以导和评估某疾病在某一个体上发生某疾病的风险，以导和评估某疾病在某一个体上发生某疾病的风险，以导向预防这种疾病的发生向预防这种疾病的发生向预防这种疾病的发生向预防这种疾病的发生 二是通过基因诊断促使个性化药物的诞生二是通过基因诊断促使个性化药物的诞生二是通过基因诊断促使个性化药物的诞生二是通过基因诊断促使个性化
11、药物的诞生 三是通过基因诊断更精确判断某些传染性疾病或肿瘤等三是通过基因诊断更精确判断某些传染性疾病或肿瘤等三是通过基因诊断更精确判断某些传染性疾病或肿瘤等三是通过基因诊断更精确判断某些传染性疾病或肿瘤等疾病的存在，以有利于临床医生尽早确定病因疾病的存在，以有利于临床医生尽早确定病因疾病的存在，以有利于临床医生尽早确定病因疾病的存在，以有利于临床医生尽早确定病因 基因诊断技术不仅在疾病检测上具有重要意义，而且在婚前基因诊断技术不仅在疾病检测上具有重要意义，而且在婚前基因诊断技术不仅在疾病检测上具有重要意义，而且在婚前基因诊断技术不仅在疾病检测上具有重要意义，而且在婚前检查，亲子鉴定等人类生活方
12、面具备广阔运用前景检查，亲子鉴定等人类生活方面具备广阔运用前景检查，亲子鉴定等人类生活方面具备广阔运用前景检查，亲子鉴定等人类生活方面具备广阔运用前景 第6页，讲稿共92张，创作于星期日基因诊断的方法基因诊断的方法 PCRPCRPCRPCR 核酸杂交核酸杂交核酸杂交核酸杂交 基因芯片基因芯片基因芯片基因芯片(chip)(chip)(chip)(chip)扩增片段长度多态性扩增片段长度多态性扩增片段长度多态性扩增片段长度多态性(Amp-FLP)(Amp-FLP)(Amp-FLP)(Amp-FLP)等位基因的特异寡核苷酸探针诊断法等位基因的特异寡核苷酸探针诊断法等位基因的特异寡核苷酸探针诊断法等位
13、基因的特异寡核苷酸探针诊断法(ASO)(ASO)(ASO)(ASO)单链构象多态性诊断法单链构象多态性诊断法单链构象多态性诊断法单链构象多态性诊断法 (SSCP)(SSCP)(SSCP)(SSCP)第7页，讲稿共92张，创作于星期日PCRPCR技术的发明及特点技术的发明及特点 1985198519851985年年年年Saiki Saiki Saiki Saiki 首次用以扩增首次用以扩增首次用以扩增首次用以扩增 珠蛋白基因标志珠蛋白基因标志珠蛋白基因标志珠蛋白基因标志PCRPCRPCRPCR技术技术技术技术的问世。的问世。的问世。的问世。PCRPCRPCRPCR技术具有简便、快速、特异和灵敏等
14、特技术具有简便、快速、特异和灵敏等特技术具有简便、快速、特异和灵敏等特技术具有简便、快速、特异和灵敏等特点，它用于基因诊断，使之发生了革命性的变化。点，它用于基因诊断，使之发生了革命性的变化。点，它用于基因诊断，使之发生了革命性的变化。点，它用于基因诊断，使之发生了革命性的变化。PCRPCRPCRPCR技术可使待测样品中的目的基因片段在几小时内，技术可使待测样品中的目的基因片段在几小时内，技术可使待测样品中的目的基因片段在几小时内，技术可使待测样品中的目的基因片段在几小时内，甚至十几秒内扩增百万倍，如果标本中原来的目的基因甚至十几秒内扩增百万倍，如果标本中原来的目的基因甚至十几秒内扩增百万倍，
15、如果标本中原来的目的基因甚至十几秒内扩增百万倍，如果标本中原来的目的基因达到达到达到达到fgfgfgfg级水平，就可以通过简单电泳和溴化乙啶级水平，就可以通过简单电泳和溴化乙啶级水平，就可以通过简单电泳和溴化乙啶级水平，就可以通过简单电泳和溴化乙啶(EB)(EB)(EB)(EB)显示扩增后的核酸片段区带。从检测区带的电泳位置看它是显示扩增后的核酸片段区带。从检测区带的电泳位置看它是显示扩增后的核酸片段区带。从检测区带的电泳位置看它是显示扩增后的核酸片段区带。从检测区带的电泳位置看它是否符合引物设计的扩增长度。否符合引物设计的扩增长度。否符合引物设计的扩增长度。否符合引物设计的扩增长度。第8页，
16、讲稿共92张，创作于星期日PCRPCR技术的进展技术的进展 PCR-SouthernPCR-SouthernPCR-SouthernPCR-Southern印迹印迹印迹印迹 模板检测灵敏度可达模板检测灵敏度可达模板检测灵敏度可达模板检测灵敏度可达agagagag级水平级水平级水平级水平(可查出几个病毒的存在可查出几个病毒的存在可查出几个病毒的存在可查出几个病毒的存在)则能看到则能看到则能看到则能看到杂交带。特点：特异性强，但操作费时间，一次需杂交带。特点：特异性强，但操作费时间，一次需杂交带。特点：特异性强，但操作费时间，一次需杂交带。特点：特异性强，但操作费时间，一次需3d3d3d3d，这使
17、急于根，这使急于根，这使急于根，这使急于根据检测结果决定治疗措施的临床医生迫不及待。据检测结果决定治疗措施的临床医生迫不及待。据检测结果决定治疗措施的临床医生迫不及待。据检测结果决定治疗措施的临床医生迫不及待。套式套式套式套式PCR PCR PCR PCR 是指在用第一对引物是指在用第一对引物是指在用第一对引物是指在用第一对引物(外引物外引物外引物外引物)扩增之后，加入另一对位于外引扩增之后，加入另一对位于外引扩增之后，加入另一对位于外引扩增之后，加入另一对位于外引物内侧的内引物，再行扩增数十个循环，这可将标志检测时间压缩物内侧的内引物，再行扩增数十个循环，这可将标志检测时间压缩物内侧的内引物
18、，再行扩增数十个循环，这可将标志检测时间压缩物内侧的内引物，再行扩增数十个循环，这可将标志检测时间压缩8-8-8-8-10h10h10h10h，第，第，第，第2 2 2 2日便可获得高敏感性的检查结果。其敏感性大致与日便可获得高敏感性的检查结果。其敏感性大致与日便可获得高敏感性的检查结果。其敏感性大致与日便可获得高敏感性的检查结果。其敏感性大致与PCR-SouthernPCR-SouthernPCR-SouthernPCR-Southern印迹相当。印迹相当。印迹相当。印迹相当。第9页，讲稿共92张，创作于星期日 PCRPCRPCRPCR的微量化的微量化的微量化的微量化 反应体积减少至反应体积
19、减少至反应体积减少至反应体积减少至10-20l10-20l10-20l10-20l，降低了，降低了，降低了，降低了PCRPCRPCRPCR检测的成本。检测的成本。检测的成本。检测的成本。在在在在1 1 1 1次次次次PCRPCRPCRPCR中加入多对引物，可用于病毒、细菌等的分中加入多对引物，可用于病毒、细菌等的分中加入多对引物，可用于病毒、细菌等的分中加入多对引物，可用于病毒、细菌等的分型和多种病原体基因的检测。型和多种病原体基因的检测。型和多种病原体基因的检测。型和多种病原体基因的检测。PCRPCRPCRPCR扩增产物，用专为检扩增产物，用专为检扩增产物，用专为检扩增产物，用专为检测双链测
20、双链测双链测双链DNADNADNADNA而设计的微量荧光计定量，就可从标准模而设计的微量荧光计定量，就可从标准模而设计的微量荧光计定量，就可从标准模而设计的微量荧光计定量，就可从标准模板板板板DNADNADNADNA的量或拷贝数达到的量或拷贝数达到的量或拷贝数达到的量或拷贝数达到PCRPCRPCRPCR定量的目的。定量的目的。定量的目的。定量的目的。取样技术的改进取样技术的改进取样技术的改进取样技术的改进 对于产前诊断，初期是取羊水细胞，需进行细胞培养。对于产前诊断，初期是取羊水细胞，需进行细胞培养。对于产前诊断，初期是取羊水细胞，需进行细胞培养。对于产前诊断，初期是取羊水细胞，需进行细胞培养
21、。从从从从1982198219821982年起采取妊娠年起采取妊娠年起采取妊娠年起采取妊娠8-128-128-128-12周的绒毛周的绒毛周的绒毛周的绒毛DNADNADNADNA作产前诊断作产前诊断作产前诊断作产前诊断使产前基因诊断的时间提前。由于使产前基因诊断的时间提前。由于使产前基因诊断的时间提前。由于使产前基因诊断的时间提前。由于PCRPCRPCRPCR技术的应用，技术的应用，技术的应用，技术的应用，甚至在胚胎植入前甚至在胚胎植入前甚至在胚胎植入前甚至在胚胎植入前(受精受精受精受精6d)6d)6d)6d)也可作产前诊断。也可作产前诊断。也可作产前诊断。也可作产前诊断。第10页，讲稿共92
22、张，创作于星期日 反向遗传学策略反向遗传学策略反向遗传学策略反向遗传学策略 过去寻找致病基因是从经典遗传学思路出发，先发现疾病的表现改变，再经过不过去寻找致病基因是从经典遗传学思路出发，先发现疾病的表现改变，再经过不过去寻找致病基因是从经典遗传学思路出发，先发现疾病的表现改变，再经过不过去寻找致病基因是从经典遗传学思路出发，先发现疾病的表现改变，再经过不同方法由表型追溯到基因。同方法由表型追溯到基因。同方法由表型追溯到基因。同方法由表型追溯到基因。近几年来发展起来的近几年来发展起来的近几年来发展起来的近几年来发展起来的“反向遗传学反向遗传学反向遗传学反向遗传学”(reverse genetic
23、s)(reverse genetics)(reverse genetics)(reverse genetics)在策略上解决了经典遗在策略上解决了经典遗在策略上解决了经典遗在策略上解决了经典遗传学所不能解决的这个难题。在不知道和不必知道基因产物或表型的情况下传学所不能解决的这个难题。在不知道和不必知道基因产物或表型的情况下传学所不能解决的这个难题。在不知道和不必知道基因产物或表型的情况下传学所不能解决的这个难题。在不知道和不必知道基因产物或表型的情况下分离和定位致病基因，并由它的一级结构推出产物的氨基酸序列。分离和定位致病基因，并由它的一级结构推出产物的氨基酸序列。分离和定位致病基因，并由它的
24、一级结构推出产物的氨基酸序列。分离和定位致病基因，并由它的一级结构推出产物的氨基酸序列。方法：须先采用细胞遗传学方式或方法：须先采用细胞遗传学方式或方法：须先采用细胞遗传学方式或方法：须先采用细胞遗传学方式或RFLPRFLPRFLPRFLP连锁分析确定致病基因在染色体上的连锁分析确定致病基因在染色体上的连锁分析确定致病基因在染色体上的连锁分析确定致病基因在染色体上的大概位置，然后采用染色体步移（大概位置，然后采用染色体步移（大概位置，然后采用染色体步移（大概位置，然后采用染色体步移（chromosome walkingchromosome walkingchromosome walkingch
25、romosome walking）或染色体跳跃）或染色体跳跃）或染色体跳跃）或染色体跳跃（chromosome hoppingchromosome hoppingchromosome hoppingchromosome hopping）技术逐渐接近，最后找到的基因的准确位置。）技术逐渐接近，最后找到的基因的准确位置。）技术逐渐接近，最后找到的基因的准确位置。）技术逐渐接近，最后找到的基因的准确位置。成功例子：如成功例子：如成功例子：如成功例子：如DuchenneDuchenneDuchenneDuchenne肌营养不良和囊性纤维变等致病基因的发现；预计亨肌营养不良和囊性纤维变等致病基因的发现；
26、预计亨肌营养不良和囊性纤维变等致病基因的发现；预计亨肌营养不良和囊性纤维变等致病基因的发现；预计亨廷顿舞蹈病、神经纤维瘤、多发性肠息肉和成人型多囊肾等疾病的致病基因，不廷顿舞蹈病、神经纤维瘤、多发性肠息肉和成人型多囊肾等疾病的致病基因，不廷顿舞蹈病、神经纤维瘤、多发性肠息肉和成人型多囊肾等疾病的致病基因，不廷顿舞蹈病、神经纤维瘤、多发性肠息肉和成人型多囊肾等疾病的致病基因，不久可望用此策略得以确定。久可望用此策略得以确定。久可望用此策略得以确定。久可望用此策略得以确定。第11页，讲稿共92张，创作于星期日核酸杂交概念核酸杂交概念不同来源的不同来源的DNADNA加热变性后，只要两条多核苷加热变性
27、后，只要两条多核苷酸链的碱基有一定数量能彼此互补，就可以经酸链的碱基有一定数量能彼此互补，就可以经退火处理复性现象，形成新的杂交体双螺旋结退火处理复性现象，形成新的杂交体双螺旋结构，这种依据相应碱基配对而使不完全互补的构，这种依据相应碱基配对而使不完全互补的两条链相互结合称为分子杂交。两条链相互结合称为分子杂交。第12页，讲稿共92张，创作于星期日核酸杂交分类核酸杂交分类基因探针根据标记方法不同可粗分为放射性探针基因探针根据标记方法不同可粗分为放射性探针和非放射性探针两大类和非放射性探针两大类根据探针的核酸性质不同又可分为根据探针的核酸性质不同又可分为DNADNA探针、探针、RNARNA探针、
28、探针、cDNAcDNA探针、探针、cRNAcRNA探针及寡核苷探针及寡核苷酸探针等几类酸探针等几类DNADNA探针还有单链和双链之分探针还有单链和双链之分 第13页，讲稿共92张，创作于星期日核酸探针的标记和检测核酸探针的标记和检测 核酸探针的常用酶促标记技术核酸探针的常用酶促标记技术核酸探针的常用酶促标记技术核酸探针的常用酶促标记技术缺口平移缺口平移缺口平移缺口平移DNADNADNADNA快速末端标记快速末端标记快速末端标记快速末端标记用用用用T4T4T4T4多核苷酸酶标记多核苷酸酶标记多核苷酸酶标记多核苷酸酶标记DNA 5DNA 5DNA 5DNA 5末端，随引物延伸末端，随引物延伸末端，
29、随引物延伸末端，随引物延伸聚合酶链反应聚合酶链反应聚合酶链反应聚合酶链反应 核酸探针的非放射性标记技术核酸探针的非放射性标记技术核酸探针的非放射性标记技术核酸探针的非放射性标记技术光促生物素标记核酸光促生物素标记核酸光促生物素标记核酸光促生物素标记核酸酶促生物素标记核酸酶促生物素标记核酸酶促生物素标记核酸酶促生物素标记核酸寡核苷酸的生物素末端标记寡核苷酸的生物素末端标记寡核苷酸的生物素末端标记寡核苷酸的生物素末端标记酶标酶标酶标酶标DNADNADNADNA酶标寡核苷酸酶标寡核苷酸酶标寡核苷酸酶标寡核苷酸DNADNADNADNA半抗原标记半抗原标记半抗原标记半抗原标记 第14页，讲稿共92张，创
30、作于星期日核酸分子杂交方法核酸分子杂交方法 核酸分子杂交可按作用环境大致分为固相杂交和液核酸分子杂交可按作用环境大致分为固相杂交和液相杂交两种类型相杂交两种类型固相杂交是将参加反应的一条核酸链先固定在固体固相杂交是将参加反应的一条核酸链先固定在固体支持物上，一条反应核酸链游离在溶液中，固体支支持物上，一条反应核酸链游离在溶液中，固体支持物有硝酸纤维素滤膜、尼龙膜、乳胶颗粒、磁珠持物有硝酸纤维素滤膜、尼龙膜、乳胶颗粒、磁珠和微孔板等。和微孔板等。液相杂交所参加反应的两条核酸链都游离在溶液相杂交所参加反应的两条核酸链都游离在溶液中。液中。第15页，讲稿共92张，创作于星期日基因芯片概念基因芯片概念
31、 也叫也叫也叫也叫DNADNADNADNA芯片，是在芯片，是在芯片，是在芯片，是在90909090年代年代年代年代中期发展出来的高科技产物。中期发展出来的高科技产物。中期发展出来的高科技产物。中期发展出来的高科技产物。基因芯片大小如指甲盖一般，基因芯片大小如指甲盖一般，基因芯片大小如指甲盖一般，基因芯片大小如指甲盖一般，其基质一般是经过处理后的玻其基质一般是经过处理后的玻其基质一般是经过处理后的玻其基质一般是经过处理后的玻璃片。每个芯片的基面上都可璃片。每个芯片的基面上都可璃片。每个芯片的基面上都可璃片。每个芯片的基面上都可划分出数万至数百万个小区。划分出数万至数百万个小区。划分出数万至数百万
32、个小区。划分出数万至数百万个小区。在指定的小区内，可固定大量在指定的小区内，可固定大量在指定的小区内，可固定大量在指定的小区内，可固定大量具有特定功能、长约具有特定功能、长约具有特定功能、长约具有特定功能、长约20202020个碱基个碱基个碱基个碱基序列的分子探针。序列的分子探针。序列的分子探针。序列的分子探针。第16页，讲稿共92张，创作于星期日基因芯片的原理及用途基因芯片的原理及用途 原理：由于被固定的分子探针在基质上形成不同的探原理：由于被固定的分子探针在基质上形成不同的探原理：由于被固定的分子探针在基质上形成不同的探原理：由于被固定的分子探针在基质上形成不同的探针阵列，利用分子杂交及平
33、行处理原理，基因芯片可针阵列，利用分子杂交及平行处理原理，基因芯片可针阵列，利用分子杂交及平行处理原理，基因芯片可针阵列，利用分子杂交及平行处理原理，基因芯片可对遗传物质进行分子检测对遗传物质进行分子检测对遗传物质进行分子检测对遗传物质进行分子检测 可用于进行基因研究、法医鉴定、疾病检测和药物筛选可用于进行基因研究、法医鉴定、疾病检测和药物筛选可用于进行基因研究、法医鉴定、疾病检测和药物筛选可用于进行基因研究、法医鉴定、疾病检测和药物筛选等等等等 特点：基因芯片技术具有无可比拟的高效、快速和多参特点：基因芯片技术具有无可比拟的高效、快速和多参特点：基因芯片技术具有无可比拟的高效、快速和多参特点
34、：基因芯片技术具有无可比拟的高效、快速和多参量特点，是在传统的生物技术如检测、杂交、分型和量特点，是在传统的生物技术如检测、杂交、分型和量特点，是在传统的生物技术如检测、杂交、分型和量特点，是在传统的生物技术如检测、杂交、分型和DNADNADNADNA测序技术等方面的一次重大创新和飞跃测序技术等方面的一次重大创新和飞跃测序技术等方面的一次重大创新和飞跃测序技术等方面的一次重大创新和飞跃 第17页，讲稿共92张，创作于星期日基因芯片应用基因芯片应用基因破译基因破译 ：基因功能；提高测序速度：基因功能；提高测序速度基因诊断基因诊断 ：癌症、糖尿病等，借助一小滴测：癌症、糖尿病等，借助一小滴测试液，
35、医生们能预测药物对病人的功效，可诊试液，医生们能预测药物对病人的功效，可诊断出药物在治疗过程中的不良反应，还能当场断出药物在治疗过程中的不良反应，还能当场鉴别出病人受到了何种细菌、病毒或其他微生鉴别出病人受到了何种细菌、病毒或其他微生物的感染。物的感染。第18页，讲稿共92张，创作于星期日扩增片段长度多态性扩增片段长度多态性 概念：小卫星概念：小卫星概念：小卫星概念：小卫星DNADNADNADNA和微卫星和微卫星和微卫星和微卫星DNADNADNADNA的长度多态性可以通的长度多态性可以通的长度多态性可以通的长度多态性可以通过过过过PCRPCRPCRPCR扩增后电泳来检出，并用于致病基因的连锁分
36、扩增后电泳来检出，并用于致病基因的连锁分扩增后电泳来检出，并用于致病基因的连锁分扩增后电泳来检出，并用于致病基因的连锁分析，这种诊断方法称为扩增片段长度多态性析，这种诊断方法称为扩增片段长度多态性析，这种诊断方法称为扩增片段长度多态性析，这种诊断方法称为扩增片段长度多态性（amplified fragment length polymorphism,amplified fragment length polymorphism,amplified fragment length polymorphism,amplified fragment length polymorphism,Amp-FLP
37、Amp-FLPAmp-FLPAmp-FLP）连锁分析法。）连锁分析法。）连锁分析法。）连锁分析法。方法：方法：方法：方法：PCRPCRPCRPCR扩增后，产物即等位片段之间的差别有扩增后，产物即等位片段之间的差别有扩增后，产物即等位片段之间的差别有扩增后，产物即等位片段之间的差别有时只有几个核苷酸，故需用聚丙烯酰胺凝胶电泳分时只有几个核苷酸，故需用聚丙烯酰胺凝胶电泳分时只有几个核苷酸，故需用聚丙烯酰胺凝胶电泳分时只有几个核苷酸，故需用聚丙烯酰胺凝胶电泳分离鉴定。此法多用于突变性质不明的连锁分析。离鉴定。此法多用于突变性质不明的连锁分析。离鉴定。此法多用于突变性质不明的连锁分析。离鉴定。此法多用
38、于突变性质不明的连锁分析。第19页，讲稿共92张，创作于星期日等位基因的特异寡核苷酸探针诊断法等位基因的特异寡核苷酸探针诊断法 当基因的突变部位和性质已完全明了时，可以合成等位基因特异当基因的突变部位和性质已完全明了时，可以合成等位基因特异当基因的突变部位和性质已完全明了时，可以合成等位基因特异当基因的突变部位和性质已完全明了时，可以合成等位基因特异的寡核苷酸探针（的寡核苷酸探针（的寡核苷酸探针（的寡核苷酸探针（allele-specific oligonucleotide,ASOallele-specific oligonucleotide,ASOallele-specific oligon
39、ucleotide,ASOallele-specific oligonucleotide,ASO）用同位素）用同位素）用同位素）用同位素或非同位素标记进行诊断。探针通常为长或非同位素标记进行诊断。探针通常为长或非同位素标记进行诊断。探针通常为长或非同位素标记进行诊断。探针通常为长20bp20bp20bp20bp左右的核苷酸。左右的核苷酸。左右的核苷酸。左右的核苷酸。用于探测点突变时一般需要合成两种探针，一种与正常基因序列完全一用于探测点突变时一般需要合成两种探针，一种与正常基因序列完全一用于探测点突变时一般需要合成两种探针，一种与正常基因序列完全一用于探测点突变时一般需要合成两种探针，一种与正
40、常基因序列完全一致，能与之稳定地杂交，但不能与突变基因序列杂交；另一种与突变基致，能与之稳定地杂交，但不能与突变基因序列杂交；另一种与突变基致，能与之稳定地杂交，但不能与突变基因序列杂交；另一种与突变基致，能与之稳定地杂交，但不能与突变基因序列杂交；另一种与突变基因序列一致，能与突变基因序列稳定杂交，但不能与正常基因序列稳定因序列一致，能与突变基因序列稳定杂交，但不能与正常基因序列稳定因序列一致，能与突变基因序列稳定杂交，但不能与正常基因序列稳定因序列一致，能与突变基因序列稳定杂交，但不能与正常基因序列稳定杂交，这样，就可以把只有一个碱基发生了突变的基因区别开来。杂交，这样，就可以把只有一个碱
41、基发生了突变的基因区别开来。杂交，这样，就可以把只有一个碱基发生了突变的基因区别开来。杂交，这样，就可以把只有一个碱基发生了突变的基因区别开来。PCRPCRPCRPCR可结合可结合可结合可结合ASOASOASOASO，即，即，即，即PCRPCRPCRPCRASOASOASOASO技术，即先将含有突变点的基因有关技术，即先将含有突变点的基因有关技术，即先将含有突变点的基因有关技术，即先将含有突变点的基因有关片段进行体外扩增，然后再与片段进行体外扩增，然后再与片段进行体外扩增，然后再与片段进行体外扩增，然后再与ASOASOASOASO探针作点杂交，这样大大简化了探针作点杂交，这样大大简化了探针作点
42、杂交，这样大大简化了探针作点杂交，这样大大简化了方法，节约了时间，而且只要极少量的基因组方法，节约了时间，而且只要极少量的基因组方法，节约了时间，而且只要极少量的基因组方法，节约了时间，而且只要极少量的基因组DNADNADNADNA就可进行。就可进行。就可进行。就可进行。第20页，讲稿共92张，创作于星期日单链构象多态性诊断法单链构象多态性诊断法 单链构象多态性（单链构象多态性（单链构象多态性（单链构象多态性（single strand conformation polymorphism,single strand conformation polymorphism,single strand
43、 conformation polymorphism,single strand conformation polymorphism,SSCPSSCPSSCPSSCP）是指单链）是指单链）是指单链）是指单链DNADNADNADNA由于碱基序列的不同可引起构象差异，这种差由于碱基序列的不同可引起构象差异，这种差由于碱基序列的不同可引起构象差异，这种差由于碱基序列的不同可引起构象差异，这种差异将造成相同或相近长度的单链异将造成相同或相近长度的单链异将造成相同或相近长度的单链异将造成相同或相近长度的单链DNADNADNADNA电泳迁移率不同，从而可用于电泳迁移率不同，从而可用于电泳迁移率不同，从而可
44、用于电泳迁移率不同，从而可用于DNADNADNADNA中单个碱基的替代、微小的缺失或突变的检测。中单个碱基的替代、微小的缺失或突变的检测。中单个碱基的替代、微小的缺失或突变的检测。中单个碱基的替代、微小的缺失或突变的检测。用用用用SSCPSSCPSSCPSSCP法检查基因突变时，通常在疑有突变的法检查基因突变时，通常在疑有突变的法检查基因突变时，通常在疑有突变的法检查基因突变时，通常在疑有突变的DNADNADNADNA片段附近设计片段附近设计片段附近设计片段附近设计一对引物进行一对引物进行一对引物进行一对引物进行PCRPCRPCRPCR扩增，然后将扩增物用甲酰胺等变性，并在扩增，然后将扩增物用
45、甲酰胺等变性，并在扩增，然后将扩增物用甲酰胺等变性，并在扩增，然后将扩增物用甲酰胺等变性，并在聚丙烯酰胺凝胶中电泳，突变所引起的聚丙烯酰胺凝胶中电泳，突变所引起的聚丙烯酰胺凝胶中电泳，突变所引起的聚丙烯酰胺凝胶中电泳，突变所引起的DNADNADNADNA构象差异将表现为电构象差异将表现为电构象差异将表现为电构象差异将表现为电泳带位置的差异，从而可据此作出诊断。泳带位置的差异，从而可据此作出诊断。泳带位置的差异，从而可据此作出诊断。泳带位置的差异，从而可据此作出诊断。PCRPCRPCRPCRSSCPSSCPSSCPSSCP法具有能快速、灵敏地检测有无点突变或多态性的法具有能快速、灵敏地检测有无点
46、突变或多态性的法具有能快速、灵敏地检测有无点突变或多态性的法具有能快速、灵敏地检测有无点突变或多态性的优点，但如欲阐明突变的碱基性质，则需作序列分析。优点，但如欲阐明突变的碱基性质，则需作序列分析。优点，但如欲阐明突变的碱基性质，则需作序列分析。优点，但如欲阐明突变的碱基性质，则需作序列分析。第21页，讲稿共92张，创作于星期日基因诊断的质量控制基因诊断的质量控制 特异性：杂交技术是通过基因克隆制备探针来完成，特异性：杂交技术是通过基因克隆制备探针来完成，特异性：杂交技术是通过基因克隆制备探针来完成，特异性：杂交技术是通过基因克隆制备探针来完成，PCRPCRPCRPCR是通是通是通是通过引物来
47、完成，过引物来完成，过引物来完成，过引物来完成，RFLPRFLPRFLPRFLP是利用限制内切酶来完成等。即探针、引物、限是利用限制内切酶来完成等。即探针、引物、限是利用限制内切酶来完成等。即探针、引物、限是利用限制内切酶来完成等。即探针、引物、限制性内切酶在反应中都具有特异性。制性内切酶在反应中都具有特异性。制性内切酶在反应中都具有特异性。制性内切酶在反应中都具有特异性。灵敏度：杂交技术用同位素或酶标记探针，灵敏度：杂交技术用同位素或酶标记探针，灵敏度：杂交技术用同位素或酶标记探针，灵敏度：杂交技术用同位素或酶标记探针，PCRPCRPCRPCR反复扩增反复扩增反复扩增反复扩增20-3020-
48、3020-3020-30次都次都次都次都是提高灵敏度的手段。二次是提高灵敏度的手段。二次是提高灵敏度的手段。二次是提高灵敏度的手段。二次PCRPCRPCRPCR、PCRPCRPCRPCR与与与与Southern blotSouthern blotSouthern blotSouthern blot合用都是合用都是合用都是合用都是典型的例子。典型的例子。典型的例子。典型的例子。操作简单：杂交技术因操作复杂且费时（需操作简单：杂交技术因操作复杂且费时（需操作简单：杂交技术因操作复杂且费时（需操作简单：杂交技术因操作复杂且费时（需1-21-21-21-2天以上出结果），在临天以上出结果），在临天以上
49、出结果），在临天以上出结果），在临床实验室难以推广。而床实验室难以推广。而床实验室难以推广。而床实验室难以推广。而PCRPCRPCRPCR方法相对简单、快速，故推广迅速。方法相对简单、快速，故推广迅速。方法相对简单、快速，故推广迅速。方法相对简单、快速，故推广迅速。实验成本：分子生物学实验因试剂多数依赖进口，成本高，给实验成本：分子生物学实验因试剂多数依赖进口，成本高，给实验成本：分子生物学实验因试剂多数依赖进口，成本高，给实验成本：分子生物学实验因试剂多数依赖进口，成本高，给临床推广造成一定困难。试剂国产化是今后的努力方向。临床推广造成一定困难。试剂国产化是今后的努力方向。临床推广造成一定困
50、难。试剂国产化是今后的努力方向。临床推广造成一定困难。试剂国产化是今后的努力方向。重复性和稳定性重复性和稳定性重复性和稳定性重复性和稳定性第22页，讲稿共92张，创作于星期日基因诊断的应用基因诊断的应用 感染性疾病感染性疾病感染性疾病感染性疾病病毒性疾病的诊断：病毒性疾病的诊断：病毒性疾病的诊断：病毒性疾病的诊断：HBVHBVHBVHBV、HCVHCVHCVHCV、HIVHIVHIVHIV和和和和HPVHPVHPVHPV细菌性疾病的诊断：细菌性疾病的诊断：细菌性疾病的诊断：细菌性疾病的诊断：TBTBTBTB、疟原虫、疟原虫、疟原虫、疟原虫 遗传性疾病遗传性疾病遗传性疾病遗传性疾病镰刀状细胞贫血