基因工程第七章基因工程应用.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 高血压 治病机理尚不清楚，是一种最常见的心血管病。 参与血压调控的基因有 上调血压 血管紧张素系统基因 下调血压 心钠素基因、激肽释放酶基因 艾滋病的基因治疗 HIV是反转录病毒，其中含有病毒基因组RNA和反转录酶。 HIV-1和HIV-2 HIV-1的基因是由双拷贝的单链RNA构成，两端的长末端重复序列中有polyA，TATA以及调节病毒基因组转录的顺式活性调节序列。 Gag-- P24,p17,p15 病毒的颗粒组装 Env– gp120,gp41 病毒的感染 Pol– 逆转录酶，蛋白酶，整合酶 除此之外，还有6个调节基因对病毒复制起关键作用。 Trt,rev,vpu,nef,vpr,vif Gag-- P24,p17,p15 病毒的颗粒组装 Env– gp120,gp41 病毒的感染 Pol– 逆转录酶，蛋白酶，整合酶 HIV的基因治疗是利用物理或化学的方法，将目的基因导入合适的靶细胞内，间接或直接抑制癌细胞的复制，或提高机体对艾滋病病毒的免疫能力。 靶细胞—HIV敏感型的细胞。如人的T淋巴细胞 目的基因—通过病毒导入靶细胞 HIV感染的基因治疗途径 利用反义核酸互补病毒RNA或DNA抑制相应基因表达 利用PRE和TRA的类似物竞争性的结合病毒调节蛋白Tat和Rev，抑制mRNA的合成和运输 利用细胞内抗体清除HIV外壳蛋白 将突变的病毒基因导入HIV感染细胞，表达相应的蛋白，抑制其复制 利用细胞内趋化因子关闭病毒进入细胞的通道 基因工程药物 转基因植物 转基因动物 基因治疗 基因芯片技术 基因工程的应用 7.5 基因芯片 基因芯片简介 基因芯片的原理 基因芯片的相关技术 基因芯片的应用 基因芯片技术的研究方向及当前面临的困难 我国基因芯片的研究现状 Questions: 1.基因芯片技术的出现对人类的发展是利还是弊呢? 2.基因芯片究竟能给人类带来什么好处? 7.5.1基因芯片的简介 怎样去研究如此众多基因序列数据在生命过程中所担负的功能 ? 基因芯片:又称DNA芯片、生物芯片. 该技术系指将大量(通常每平方厘米点阵密度高于400)探针分子固定于支持物上后,与标记的样品分子进行杂交，通过检测每个探针分子的杂交信号强度进而获取样品分子的数量和序列信息。 基因芯片技术由于同时将大量探针固定于支持物上，所以可以一次性对样品大量序列进行检测和分析.而且，通过设计不同的探针阵列、使用特定的分析方法可使该技术具有多种不同的应用价值，如基因表达谱测定、实变检测、多态性分析、基因组文库作图及杂交测序等。 7.5.2 基因芯片的原理 基因芯片的测序原理是杂交测序方法，即通过与一组已知序列的核酸探针杂交进行核酸序列测定的方法. 基因芯片技术应用了三种关键技术: 微阵列制作技术 探针杂交技术 扫描分析处理技术 在一块基片表面固定了序列已知的八核苷酸的探针。当溶液中带有荧光标记的核酸序列TATGCAATCTAG，与基因芯片上对应位置的核酸探针产生互补匹配时，通过确定荧光强度最强的探针位置，获得一组序列完全互补的探针序列。据此可重组出靶核酸的序列。 7.5.3 基因芯片的相关技术 (1) 微阵列制作技术 制备芯片主要以玻璃片或硅片为载体，采用原位合成和微矩阵的方法将寡核苷酸片段或cDNA作为探针按顺序排列在载体上。 1.基因芯片载体 (1) 载体材料要求 A.表面具有可进行化学反应的活性基团 B.惰性的,有足够的稳定性 C.单位载体结合的DNA分子能达到最佳容量 D.具有良好的生物兼容性 (一) 微阵列制作技术 (2)载体材料类型 无机材料 天然有机材料 人工合成的有机高分子聚合物 各种高分子聚合物制成的膜 目前适合制作基因芯片的载体材料: 硅片,玻璃片,瓷片,聚丙烯膜,尼龙膜等 (一) 微阵列制作技术 2.探针DNA或RNA分子 主要来源于从细胞中提取的mRNA反转录后的cDNA文库. 还利用PCR扩增技术和DNA固相合成技术获得所需要的各种基因序列. 3.制作方法 (1)点接触法:由点样机将DNA探针分子直接点接到载体上 (3000个点每平方厘米) (2)喷墨法:通过压电晶体或其他推进方式将生物分子从微小的喷嘴喷射到载体上 (10 000个点每平方厘米) (3)光刻DNA合成法:将光不稳定保护基团的四种DNA模块固定在玻片上,通过光脱保护,以少量的保护寡核苷酸和试剂按照设计的序列合成