生物芯片及其应用讲义.pptx
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1、生物芯片及其应用生物芯片及其应用(Biochips) 生物芯片生物芯片是将大量生物识别分子按预先设置的排是将大量生物识别分子按预先设置的排列固定于一种载体(如硅片、玻片及高聚物载体等)列固定于一种载体(如硅片、玻片及高聚物载体等)表面,利用生物分子的特意性亲和反应,如核酸杂交表面,利用生物分子的特意性亲和反应,如核酸杂交反应,抗原抗体反应等来分子各种生物分子存在的量反应,抗原抗体反应等来分子各种生物分子存在的量的一种技术。的一种技术。 生物芯片的分类 生物芯片的分类 根据用途还可以把生物芯片分为根据用途还可以把生物芯片分为两类:两类: 信息生物芯片(信息生物芯片(information-bio
2、chipinformation-biochip) 功能生物芯片(功能生物芯片(function-biochipfunction-biochip)。)。生物芯片生物芯片阵列型阵列型仪器型仪器型化化合合物物药药物物核核酸酸多多肽肽蛋蛋白白质质受受体体细细胞胞细细胞胞器器病病毒毒微微小小组组织织样样品品筛筛选选浓浓缩缩放放大大毛毛细细管管电电泳泳电电介介质质电电泳泳色色谱谱质质谱谱微微型型光光谱谱仪仪芯芯片片实实验验室室(Gene chip)什么是基因组什么是基因组(Genome) 基因组就是一个物种中所有基因的整体组成基因组就是一个物种中所有基因的整体组成 人类基因组有两层意义:人类基因组有两层意
3、义: 遗传信息遗传信息 遗传物质遗传物质 从整体水平研究基因的存在、基因的结构与从整体水平研究基因的存在、基因的结构与功能、基因之间的相互关系。功能、基因之间的相互关系。人类染色体人类染色体n含含 30 亿亿 碱基对碱基对 (bp) 的的 DNA序列。序列。n编码序列约编码序列约占占3%,非编码序列约占,非编码序列约占97%。n包括约包括约4 10万个基因,分布于万个基因,分布于22条常染色体和条常染色体和 X、Y性染色体。性染色体。 基因组基因组DNA测序:测序:人类对自身基因组认识的第一步。人类对自身基因组认识的第一步。 功能基因组学:功能基因组学:从基因组信息与外界环境相互作用的高度,阐
4、明从基因组信息与外界环境相互作用的高度,阐明基因组的功能。基因组的功能。 功能基因组学的研究内容:功能基因组学的研究内容: 人类基因组人类基因组 DNA 序列变异性研究序列变异性研究 基因组表达调控的研究基因组表达调控的研究 模式生物体的研究模式生物体的研究 生物信息学生物信息学 在全细胞的水平,识别所有基因组表达产物:在全细胞的水平,识别所有基因组表达产物: mRNA: c DNA 阵列阵列 蛋白质:二维电泳蛋白质:二维电泳 质谱质谱 研究生物大分子相互作用:研究生物大分子相互作用:阐明基因组表达在发育过程中的时、空的整体调控网阐明基因组表达在发育过程中的时、空的整体调控网络。络。 蛋白质组
5、学:蛋白质组学:高通量解析蛋白质的高级结构,是连接基因组功能研高通量解析蛋白质的高级结构,是连接基因组功能研究和新药开发的桥梁。究和新药开发的桥梁。基因芯片的产生背景基因芯片的产生背景 传统技术的不断改进传统技术的不断改进 基因信息分析规模不断扩大基因信息分析规模不断扩大 - -人类基因组计划的需求人类基因组计划的需求 (Human Genome Program)Human Genome Program) - -后基因组时代的需求后基因组时代的需求技术是通过技术是通过微阵列微阵列技术技术, 将高密度将高密度DNA片段阵列通过高速机器人或片段阵列通过高速机器人或原位合成方式原位合成方式以一定以一
6、定的顺序或排列方式使其附着在如玻璃片等固相表的顺序或排列方式使其附着在如玻璃片等固相表面,以荧光标记的面,以荧光标记的DNA探针,借助碱基互补杂交探针,借助碱基互补杂交原理,进行大量的基因表达及监测等方面研究的原理,进行大量的基因表达及监测等方面研究的最新革命性技术。最新革命性技术。技术巨大优势在于它可以技术巨大优势在于它可以并行并行地地宏量宏量获取获取生物信息,借助此技术发展的生物芯片则提供了生物信息,借助此技术发展的生物芯片则提供了以核酸杂交为基础的基因水平的表达监控,多态以核酸杂交为基础的基因水平的表达监控,多态性研究和性研究和Genotyping。从而使我们对基因表达调。从而使我们对基
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