《基因芯片及其应用》PPT课件

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1、生物芯片及其应用陈欢什么是芯片？内容介绍目前主要的生物芯片类型介绍表达谱芯片的实验过程一、生物芯片的类型表达谱芯片CGH芯片芯片测序MicroRNA芯片ChIP-chip（ChIP-seq）蛋白质芯片组织芯片核酸水平非核酸水平CGH芯片工作原理CGH芯片应用（I）精确、定量地研究人类基因组微缺失和微扩增及其定位方面的应用，如肿瘤诊断，发育方面研究的应用。基因组差异的发现在双倍体生物中（假设Ratio=Cy5/Cy3,Cy5标记实验基因组，Cy3标记正常基因组）log2Ratio>0.58或者log2Ratio<-1则认为有差异即：Ratio=3/2或者Ratio<1/2则

2、认为有差异CGH芯片的应用（II）微生物进化及功能分析中的应用：原理：根据已经测序的参考基因组（referencegenome）的基因来设计探针，和待测菌株的基因组DNA杂交，就可以检测出该菌株基因组是否含有某基因。并且可以根据菌株间基因的相似度来反映其进化关系，也就是说两个菌株共享的基因越多，则两个菌株亲缘关系越近。优点：方便快捷准确；避免了同一物种的重复测序，能够节省大量的时间和经费金黄色葡萄球菌不同菌株的致病基因的组合JosephL.DeRisi-UCSFXMRVDetectionbyDNAMicroarraysandRT-PCRIdentificationofaN

3、ovelGammaretrovirusinProstateTumorsofPatientsHomozygousforR462QRNASELVariant,PLoSPathogens芯片测序基因芯片的测序原理是杂交测序，即通过与一组已知序列的核苷酸探针进行杂交完成核苷酸序列测定。用图5-9说明测序原理。在一块基片表面固定已知序列的八核苷酸探针，当溶液中带有荧光标记的核苷酸序列TATGCAATCTAG与基因芯片上对应位置的核酸探针产生互补杂交时，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，据此可重组出靶核苷酸待测序列。DNA芯片测序技术包括芯片制备、样品制

4、备、分子杂交、检测分析、序列分析和组装等过程。（Solid测序-35bp）芯片测序的特点优点；陕速、成本低、易于自动化。缺点：第一，由于众多寡核苷酸的组成各不相同，其最佳杂交条件难于统一，易出现假阳性和假阴性的杂交结果；第二，根据获得的数据无法准确地排列重叠序列；第三，如果检测核酸存在重复序列，那么重叠的探针不是唯一的，重组探针无法再继续。所以，这种方法不能用于含有许多内部重复和简单序列单元的DNA。但这种方法用于再测序，即确认已知的核酸序列和研究单核苷酸多态性(SNP)的检测或突变具有其他方法不可比拟的优越性。突变分析、疾病分子诊断、基因分型。MicroRNA芯片Mic

5、roRNA芯片检测可用于发现样本间差异表达MicroRNA，从而发现调控基因mRNA转录后调控的关键因素。样本间差异基因由mRNA是否翻译成蛋白质以发挥功能，将受到差异MicroRNA的调控影响。实验表型的差异将体现在差异基因功能分布中，通过构建差异MicroRNA与差异基因功能间的相互作用网络实验流程1、小分子量的RNA提取；2、加Poly(A)尾巴；3、利用Oligo(dT)的连接作用加入荧光；4、杂交；5、图像，数据获取。ChIP-chip(ChIP-seq)ChIP-chip的基本原理是在生理状态下把胞内蛋白质和DNA甲醛作用下交联在一起，用超声波打碎为0.2-2

6、kb的染色体小片段，然后通过目的蛋白质特异性抗体沉淀此复合物，获得特异地作用于目的蛋白结合的DNA片段，通过对目的片段的纯化与检测，从而获得蛋白质与DNA相互作用的信息。其中共沉淀的DNA和合适的对照用荧光标记，加在载玻片上，用于芯片分析。使用外源性DNA作为背景，免疫沉淀DNA与作为背景的对照进行比较，可以找到特异性蛋白在基因组中的结合位点。二、表达谱芯片介绍cDNA芯片的合成方法样本的处理方法数据分析方法简介芯片种类及应用介绍基因芯片的合成方法原位合成芯片光蚀刻原位合成法、电化学原位合成法、喷墨式原位合成法点样芯片针点式合成法、喷墨式合成法原位光刻合成基因芯片原理光源

7、遮蔽板芯片arrayprobesA3×3arrayCGACGACACGAGCGAGCNucleotideDepositionSequenceACGAMask1AAAAA探针合成探针合成arrayprobesA3×3arrayCGACGACACGAGCGAGCNucleotideDepositionSequenceACGCMask2CCCCCCAAAAAA3×3arrayCGACGACACGAGCGAGCNucleotideDepositionSequenceACGGMask3CCCCCCAAAAAGGGGGGCGACGACGA