基因芯片初探.ppt

基因芯片－数据处理及相应分子生物学基础 李树楠 2002.12.7 基因芯片分析步骤 基因芯片数据处理 图像处理和特征值提取 芯片数据分析 图像分析和数据提取 扫描得图像的特点 数字文件 有较大刺峰（灰尘、碎片、扫描仪噪音） 样品信号和背景信号混合 斑点边缘模糊 芯片数据的分析 平行分析大量信息 实现：芯片各点间的数据比较、芯片间的数据比较 常用方法：直观视图分析、统计学分析、生物学分析 分子生物学基础 DNA双螺旋结构 杂交方法：用确定的探针通过碱基配对对感兴趣的核酸片段进行特异性选择 核酸探针 探针：能和特定靶分子发生特异性相互作用，并能被特殊方法检测的分子。（抗原－抗体，受体－配基等） 核酸探针：能与特定核酸序列发生特异互补杂交，杂交后能被检测的已知被标记的核苷酸链。 同位素标记 分子生物学中最常用的标记方法 检测特异性强 灵敏的极高 对各种酶促反应无任何影响，不影响碱基配对稳定性和特异性 放射性污染 标记同位素:32P、3H、35S、131I、125I、14C 酶标记 酶标记法：将标记物预先标记在单核苷酸分子上，然后利用酶促反应将它掺入探针分子中或将核苷酸分子上的标记基团交换到探针分子上。 特点： 灵敏度高 修饰过程复杂 重复性差 成本高 难于大规模制备 化学标记法 利用标记分子上的活性基团与探针分子上的基团发生化学反应，从而将标记物直接结合到探针分子上。 特点 方法简单 成本低 标记方法较通用 荧光标记是基因芯片中使用较多的标记方法 聚合酶链式反应 目的：提高灵敏度、放大信号 背景：聚合酶链反应(Polymerase Chain Reaction ,PCR)是80年代中期发展起来的体外核酸扩增技术，在生物科学中引起一场革命。 优点：特异、敏感、产率高、 快速、简便、重复性好 聚合酶链式反应 PCR由变性--退火--延伸三个基本反应步骤构成，重复循环变性--退火--延伸三过程，就可获得更多的“半保留复制链”，而且这种新链又可成为下次循环的模板。每完成一个循环需2～4分钟， 2～3小时就能将待扩目的基因扩增放大几百万倍。 聚合酶链式反应 ①模板DNA的变性：模板DNA经加热至93℃左右一定时间后，使模板DNA双链或经PCR扩增形成的双链DNA解离，使之成为单链，以便它与引物结合，为下轮反应作准备； ②模板DNA与引物的退火(复性)：温度降至55℃左右，引物与模板DNA单链的互补序列配对结合； ③引物的延伸：DNA模板--引物结合物在TaqDNA聚合酶的作用下，以dNTP为反应原料，靶序列为模板，按碱基配对与半保留复制原理，合成一条新的与模板DNA链互补的半保留复制 报 告 结 束 欢迎各位老师和同学 提出宝贵意见！ * * 基因芯片数据处理：关键技术之一 所需做工作 平滑 背景计算 斑点识别 提取数据（光密度积分值、平均光密度值、斑点面积、斑点内光密度最大值和最小值、不同荧光光密度比等） 标记方法 同位素标记 酶标记 化学标记 探针种类 DNA探针 cDNA探针 RNA探针 寡核苷酸探探针 *