基因芯片原理及数据分析01

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1、基因芯片原理及数据分析杨德印生物信息学系参考教材和资料《基因芯片数据分析与处理》李瑶化学工业出版社2006年《生物芯片分析》[美]M.谢纳著科学出版社《DNA芯片技术的方法与应用》马文丽郑文岭广东科技出版社《生物芯片技术》邢婉丽程京清华大学出版社《生物芯片技术》陈忠斌化学工业出版社《基因芯片与功能基因组》李瑶化学工业出版社Google,ncbi,endnote:网络资源，文章（Paper）相关关键词microarray,genechip，geneexpression内容基因芯片技术（概念、制作过程、应用等）基因芯片数据分析一般流程和主要内容课程目的基因芯片分析流程生物学问题实验设

2、计图像采集和处理（图像分析）芯片实验预处理和标准化聚类分析差异表达基因分析判别分析基因网络分析生物学解释和验证基因芯片数据分析基因芯片的产生人类基因组计划完成，人类基因组研究的重心逐渐进入后基因组时代（PostgenomeEra）向基因的功能及基因的多样性倾斜，基因芯片正是迎合这一需要产生的基因芯片技术在不同学科和技术的基础上发展起来的。基因芯片技术基因芯片的技术发展历史基因芯片技术Southern&NorthernBlotDotBlotMacroarrayMicroarrayBasedonSouthernBIotTechnology(EdwardSouthern,1975,J.

3、Mol.Biol.)1990:firsthigh-densityNylonfilterArrays(Lennon/Lehrach,1991,TrendsGenet.,Review)1995:cDNA-MicroarraysdescribedbySchenaetal,Science1996:AffymetrixGenechipTechnologydescribedbyLockhartetal,Nat.Biotechnol基因芯片的概念基因芯片(Genechip)指对数以千记的DNA片段同时进行处理分析的技术，诸如基因组DNA突变谱和mRNA表达谱的检测等。该技术系指将大量探针分子固

4、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。探针：所谓基因探针只是一段人工合成的碱基序列，在探针上连接一些可检测的物质，根据碱基互补的原理，利用基因探针到基因混合物中识别特定基因。它将大量探针分子固定于支持物上，然后与标记的样品进行杂交，通过检测杂交信号的强度及分布来进行分析。基因芯片示例图片基因芯片技术基因芯片原型基因芯片技术基因芯片的制作、检测基因芯片技术基因芯片的其他称呼通常用计算机硅芯片作为固相支持物，所以基因芯片(genechip)又称DNA芯片,DNA微阵列(DNAmicroarra

5、y)。DNA芯片为生物芯片(biochip)的一种，基因芯片是生物芯片中应用最广泛、技术最成熟的一种,它来源于计算机芯片.一块基因芯片相当于一个集成处理器,其中的每个探针相当于一个探头,能对相关及大量信息实现同时、自动和快速的采集、传输、分析和处理,做出相应的检测和诊断.基因芯片技术什么是生物芯片(Biochips)？生物芯片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）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的一种技术。生物芯片包括：DNA芯片蛋白质芯片组织芯片其它芯片基因芯片技术基因芯片分类

6、根据功能基因表达谱芯片DNA测序芯片疾病监测的诊断类芯片。。。根据探针类型Cdna寡核苷酸基因芯片技术基因芯片分类按制备方式原位合成：指根据预先设计的点阵序列在每个位点通过有机合成的方式直接聚合得到所要求的探针分子。聚合之后芯片片基的制作即告结束。--Affymetrix公司研制安捷伦公司点样法（1）首先是探针库的制备,根据基因芯片的分析目标从相关的基因数据库中选取特异的序列进行PCR扩增或直接人工合成寡核苷酸序列，（2）然后通过计算机控制的三坐标工作平台用特殊的针头和微喷头分别把不同的探针溶液逐点分配在玻璃、尼龙以及其它固相基片表面的不同位点上，通过物理和化学的方法使之固定该方

7、法各技术环节均较成熟，且灵活性大，适合于研究单位根据需要自行制备点阵规模适中的基因芯片–斯坦福大学基因芯片技术基因芯片的优点基因芯片的最大优点在于其高通量。传统方法检测众多基因要经历多次实验而且自动化程度低，因而每次实验之间是存在系统误差的。基因芯片可以克服这个缺点，众多基因的探针的标记、杂交等过程是在一次实验过程中完成的，而且自动化程度高，数据客观可靠。基因芯片技术基因芯片的缺点基因芯片的缺点在于其不能对待检测基因在多细胞类型组织中的精确定位进行判断。另外很多蛋白质调节其功能不