第十章：人类疾病与基因组学PPT.ppt

三、基因芯片 基因芯片（gene chip)属于生物芯片的一种 将DNA片段按预先设计的方式排列在载体上 以此为探针与待检测的基因片段杂交 通过杂交信号进行快速检测 1、基因芯片的基本原理 依据芯片上的探针与靶基因特异性的杂交 靶核酸提取--扩增--标记 芯片制作------基因芯片---核酸杂交---信号检测 -----数据处理---信息分析 2、基因芯片检测的特点 在1cm2 载体上有数10万个探针进行同步检测 快速全自动分析 高精确度和高灵敏度分析 3、基因芯片制作的方法 载体材料 主要有玻璃片、金属片和各种有机高分子制作的薄膜等，玻片最为普遍。 载体活化 对载体表面进行修饰以便与探针结合 常用的修饰方法为多聚赖氨酸和醛基-氨基法 1）原位合成法 利用光导合成反应原理，经过修饰带有光敏保护基团的亚磷酰胺（A、G、C、T）为原料，根据需要合成核苷酸序列，用特制的光刻掩模控制载体上光照的位点，指导核酸探针的合成。 合成过程 玻片表面铺上一层连接分子，羟基上加有光敏保护基团，光照可以除去。 分别用不同的光刻掩模保护不需合成的部位，暴露合成部位。 光照下去除羟基上的保护基团，游离羟基。 按设计的顺序将带有保护的A、G、C、T中的任意一种与片基上的游离羟基结合。 第一个核苷酸与片基连接 更换光敏膜在不同位点连上其他3种核苷酸 经4次将4种核苷酸分别固定在不同的位点上。 完成探针的一位单核苷酸的合成。 在单核苷酸羟基上加上保护完成第一循环。按同样步骤循环操作可以合成核苷酸长度等于循环次数的核酸探针。 如某一含N个核苷酸的探针，通过4×N个化学步骤，合成出4N个可能结构的探针。 合成8核苷酸探针，通过4×8=32个化学步骤，合成出48=65，536个可能结构的探针。 第十章 人类疾病与基因组学 一、常见的人类基因病 二、分子诊断 三、基因芯片 四、基因组学 一、常见的人类疾病 人类的疾病从广义上来讲都属于基因病 可将人类疾病分为3大类 单基因病：白化病、血友病、色盲等。 多基因病：高血压、糖尿病、神经病等。 染色体病：染色体畸变所致的遗传病，如先天愚型、猫叫综合征、性腺发育不全症等。 获得性基因病：由病原微生物感染引起 血友病和红绿色盲 XH XH x Xh Y XHY XHXh x XHY XhXH XbY XHXH XHY Y染色体限雄遗传 决定性状的基因位于Y染色体上，患者都是男性。例如人类毛耳 XYh XX XX XYh XX XX XYh 性染色体与性别畸形 先天性睾丸发育不全症 外貌象男性，睾丸发育不全，常见女性似的乳房，无生殖能力，智能一般较低。这类病人约占男性的1/500。比正常男性多一条X染色体,组成是XXY,一般记作47,XXY。 性腺发育不全症 患者外貌像女性，第二性征发育不良，卵巢发育不全，原发性闭经，无生育能力，身体较矮，女性中的发病率约为4/1000。 染色体数是45，比正常女性少了一条X染色体，性染色体组成是xo，记作45，xo 多Y个体 外貌像男性，身高、智能较低，性格粗暴易冲动，有反社会行为。患者约占男性的1/1500 染色体组常见的是XYY，在西方一些国家，多出的Y染色体常被称为“犯罪染色体” 多X个体 患者外貌像女性，智能较差，有心理变态，多数无生育能力。患者约占女性的1/1000 染色体组成常见为47，XXX 阴阳人 人类的染色体畸型如21三体先天愚型 第五对常染色体有一短臂缺失所致 二、分子诊断技术 1、酶联免疫吸附诊断 (Enzyme-linked imunosorbant assay,ELISA) 待测样品结合在固体支持物上96孔板 加入可以与特异物反应的抗体（一抗） 加入酶标记的二抗 加入无色低物 肿瘤细胞检测 2、DNA诊断 关键是筛选出特异性的DNA探针 对病原微生物染色体DNA限制性酶切 建立基因文库筛选出特异性DNA探针 通过DNA分子杂交鉴定该种病原微生物 目前已分离出100多种病原菌的特异性探针 3、PCR诊断 关键是设计合成待鉴定病原菌特异序列的引物 对细菌性疾病的诊断可以防止抗生素的滥用 能检测出病原菌是否带有抗药性基因 利用待测菌不同特异片段设计多对引物即套式PCR能够增大检测的准确性。 4、PCR-酶解鉴定 诊断遗传疾病 如β珠蛋白基因突变造成的镰刀形细胞贫血病 突变恰好是在 CvnI限制性酶切位点 正常CCTGAGG突变成CCTGTGG 在Cvn