核酸与分子标志物
动物疾病的分子诊断方法
动物疾病的分子诊断方法动物疾病的分子诊断方法是一种近年来快速发展的技术手段，它通过检测和分析动物体内的分子标志物，例如DNA、RNA、蛋白质等，来识别和鉴定动物身体内发生的疾病变化。
与传统的诊断方法相比，分子诊断方法具有高效、准确、敏感、特异性强的优势，已经在动物健康管理和预防控制等方面得到广泛应用。
一、PCR技术在动物疾病诊断中的应用PCR（聚合酶链反应）是一种通过体外扩增DNA分子的技术。
在动物疾病的分子诊断中，PCR技术可以快速检测、鉴定和定量动物体内的病原体DNA，如病毒、细菌等。
通过PCR技术，可以有效地诊断动物疾病，例如口蹄疫、禽流感等，并进行病原体的溯源研究。
二、核酸杂交技术在动物疾病诊断中的应用核酸杂交技术是一种通过将标记有放射性同位素或荧光标记的探针与待测物的特定序列进行杂交，从而检测和分析目标序列的方法。
在动物疾病分子诊断中，核酸杂交技术可以用来检测和鉴定动物体内的病原体DNA或RNA，并能够定量分析病原体的数量。
例如，通过核酸杂交技术可以检测出乳牛体内是否存在布鲁氏菌，从而及时采取相应的控制措施。
三、免疫荧光技术在动物疾病诊断中的应用免疫荧光技术是一种通过标记荧光物质的抗体与待测物进行特异性结合，然后观察荧光信号以识别和检测分子的方法。
在动物疾病的分子诊断中，免疫荧光技术可以用来检测和鉴定动物体内抗原或抗体的存在，从而确定动物是否感染某种病原体或产生了相应的免疫应答。
例如，免疫荧光技术可以检测动物体内的犬瘟热病毒抗原，帮助兽医及早做出诊断和治疗。
四、质谱技术在动物疾病诊断中的应用质谱技术是一种通过将待测样品的分子分解为离子，并利用质量-荷质比来分析和鉴定分子的方法。
在动物疾病分子诊断中，质谱技术可以通过分析动物体内蛋白质或代谢产物的质谱图谱，来鉴定和确认动物是否患有某种疾病。
例如，质谱技术可以鉴定并定量动物体内的草履虫蛋白质，既能够进行疾病诊断，又可以评估动物的治疗效果。
综上所述，动物疾病的分子诊断方法是一种准确、敏感、快速的诊断手段，可以帮助兽医及时发现和诊断动物体内的病变，并采取相应的治疗措施。
临床分子生物学检验技术知到章节答案智慧树2023年济宁医学院
临床分子生物学检验技术知到章节测试答案智慧树2023年最新济宁医学院第一章测试1.下列哪项检测需应用分子生物学检验技术（）参考答案:乙肝病毒DNA(HBV-DNA)检测2.1976年，简悅威应用DNA分子杂交技术成功进行了（）疾病的产前诊断。
参考答案:α-地中海贫血3.临床分子生物学检验最常用的分子标志物是（）参考答案:核酸4.下列核酸分子标志物中游离在体液细胞外的是（）。
参考答案:循环核酸5.下列关于循环核酸说法错误的是（）参考答案:利于肿瘤等疾病的早期检测，正常人体内不存在第二章测试1.下列关于分子生物标志物说法错误的是（）参考答案:分子生物标志物仅指能够反应机体病理状态的生物大分子2.下列叙述哪项是错误的（）参考答案:原核生物结构基因是断裂基因3.卫星DNA序列属于（）参考答案:串联重复序列4.以下哪项不是真核生物核基因组的特点（）参考答案:重复序列少见5.大肠杆菌类核结构的组成是（）参考答案:蛋白质+DNA1.下列关于DNA分离纯化说法错误的是（）参考答案:DNA提取过程要加入RNA酶抑制剂抑制RNA酶活性2.下列关于RNA分离纯化说法错误的是（）参考答案:RNA提取过程要加入DNA酶抑制剂抑制DNA酶活性3.常利用哪些性质进行分离纯化蛋白质（）参考答案:分子大小不同、溶解度不同、表面电荷不同、与配体的特异亲和力都是4.蛋白质分离纯化方法叙述错误的是（）参考答案:琼脂糖凝胶常用于蛋白质的分离5.纯DNA溶液的A260/ A280值为（）参考答案:1.81.以等位基因特异的寡核苷酸探针杂交法诊断某常染色体隐性遗传病时，若能与突变探针及正常探针结合，则该样本为（）。
参考答案:携带者2.下列探针标记方法中，（）法在标记之前探针的长度已经确定.。
参考答案:化学法全程标记3.Southern杂交通常是指（）。
参考答案:DNA和DNA杂交4.基因芯片技术的本质是（）。
参考答案:核酸分子杂交技术5.检测的靶序列是RNA的技术是（）。
第三章 核酸分子生物标志物
第三章核酸分子生物标志物
一、学习目标
掌握分子生物标志物、核酸分子生物标志物的概念及分类；基因突变的类型；基因多态性的类型。
熟悉转录产物分子生物标志物；线粒体DNA分子生物标志物；循环核酸分子生物标志物。
了解核酸分子生物标志物的临床应用。
二、重点和难点内容
（一）分子生物标志物
是生物标志物的一种类型，是指可以反映机体生理、病理状态的核酸、蛋白质（多肽）、代谢产物等生物分子。
（二）DNA分子标志物
1. 基于基因突变的分子标志物包括点突变（错义突变、无义突变和RNA加工突变）、插入/缺失突变（包括移码突变）和动态突变等。
点突变也称为碱基置换，是指单个碱基的改变，在引起人类遗传性疾病的点突变中包括错义突变、无义突变、RNA加工突变以及发生在调控区的突变等。
插入/缺失突变分为小片段和大片段插入/缺失，小片段突变指的是在1～60个碱基范围内的改变，而大片段的插入/缺失甚至可以在染色体水平上检测到。
动态突变是指三核苷酸的重复次数可随着世代交替的传递而呈现逐代递增的累加突变效应的突变形式。
2. 基于基因多态性的分子标志物包括限制性片段长度多态性、小卫星和卫星多态性、单核苷酸多态性和拷贝数多态性。
限制性片段长度多态性是第一代DNA分子标记；小卫星和微卫星多态性是属于第二代的DNA分子标记；单核苷酸多态性，主要是指在基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的DNA序列多态性。
它是人类可遗传的变异中最简单、最常见的一种。
拷贝数变异指的是基因组中较大的DNA片段发生了拷贝数的变化，可以涉及一个基因，也可以是连续的几个基因，相当于染色体的某个区域发生了复制或缺失的改变。
第四节 核酸分子标志物
（五）线粒体DNA
• 人类线粒体基因组DNA是一个长为16,569 bp的双链闭合环状分子，编码37个基因。
• mtDNA突变与多种母系遗传疾病有关，可 作为分子标志物。
• mtDNA损伤是导致氧化磷酸化（OXPHOS） 功能紊乱的主要原因之一，随着体细胞 mtDNA突变的不断积累，当OXPHOS功能 紊乱达到某一阈值时，表现出线粒体疾病。
HBB基因突变
• 正常成人的血红素是 由两条α-肽链和两条 β-肽链所构成。
• 镰形细胞贫血症患者 的α-链完全正常，但 β-链的DNA序列在起 始端的第20位核苷酸 发生点突变，由原來 的GAG-变为-GTG（A->T），则在翻译 时，β-链近N 端的第 6位氨基酸由谷氨酸>缬氨酸。
BRCA1基因突变
• BRCA1基因定位于17q21，约 100个kb，BRCA1编码蛋白的 N末端序列含有一环状结构域， 能够与BRCA1相关蛋白结合。
• 野生型BRCA1基因属于抑癌 基因， BRCA1基因突变使其 具有的抑癌功能受影响，已发 现的BRCA1/2的突变有数百种 之多，其中有BRCA1基因突 变者，患乳腺癌和卵巢癌的风 险分别是50%～85%和15%～ 45% 。
• 根据胎儿基因组分别来自母亲的 单体型和父亲的单体型的原理， 通过对母亲血浆中的游离DNA进 行测序，就可以确定胎儿的全基 因序列。
• 如果某种变异的单体型大量存在 于母体血液中，则表明胎儿与母 体都拥有这段变异的DNA。
分子标志物的特点
• 基于诊断的分子标志物
疾病的诊断或鉴别出危险患者 • 相关病毒DNA /RNA • microRNA • 疾病基因及其产物
• 因此CYP2D6基因多态性成为评价乳腺癌 患者接受TAM治疗疗效的独立预测因素。 有助于早期确定那些无功能的或存在严 重功能损害的CYP2D6变异体,避免无效用 药。
核酸与分子标志物
1、核苷酸的连接方式： 3, 5磷酸二酯键 2、核酸的基本结构形式：多核苷酸链
末端： 5 端、 3端 多核苷酸链的方向： 5ˊ端→3ˊ端(由左至右)
3、表示方法：结构式、线条式、文字缩写
核苷酸的连接方式
2- 5’
2. 大多数真核mRNA的3´末端有一个多聚腺苷酸 (polyA)结构，称为多聚A尾。
帽子结构和多聚A尾的功能
OCH3
➢mRNA核内向胞质的转位 ➢mRNA的稳定性维系 ➢翻译起始的调控
mRNA的功能
把DNA所携带的遗传信息，按碱基互补配对
原则，抄录并传送至核糖体，用以决定其合成蛋
白质的氨基酸排列顺序。
DNA分析技术：包括传统的DNA提取、 分离和纯化，PCR扩增、限制性内切酶 和杂交分析，以及发展迅速的基因芯片 和DNA测序技术。
二 、RNA的结构与功能
Structure and Function of RNA
三联体密码
（一）RNA的组成与分类 （二） RNA的结构和功能
糖
h
* tRNA的一级结构特点 ➢ 含 10-20% 稀有碱基， 如 DHU ➢ 3´末端为 - CCA-OH ➢ 5´末端大多数为G ➢ 具有 TC
tRNA的功能：活化、搬运氨基酸到核糖体， 参与蛋白质的翻译。
2、信使RNA的结构与功能
*mRNA的成熟过程
内含子 (intron)
外显子 (exon)
hnRNA
mRNA
真核生物mRNA的结构特点
1. 大多数真核mRNA的5´末端均在转录后加上 一个7-甲基鸟苷二磷酸基，同时第一个核苷 酸 的 C´2 也 是 甲 基 化 ， 形 成 帽 子 结 构 ： m7GpppNm-。
核酸与分子标志物
DNA sequencing
第一代：双脱氧核苷酸末端终止法
DNA sequencing
第二代：焦磷酸测序（Pyrosequencing）
DNA sequencing
第三代：单分子实时测序（Single Molecule Real Time Sequencing , SMRT)
单甲基化 +
+
双甲基化
–
三甲基化 +
–
乙酰化
+
+
注：“+”代表激活，“–”代表抑制
组蛋白
H3K27
H3K79
+
+
–
+
–
+/–
H4K20 +
H2BK5 +
–
DNA甲基化（DNA methylation）是指生物体在DNA甲 基转移酶（DNA methyltransferase，DNMT）的催化 下 ， 以 S- 腺 苷 甲 硫 氨 酸 （ S-adenosyl methionine ， SAM）为甲基供体，将甲基转移到特定的碱基上的过程
② 16S rRNA基因是存在于原核 生 物 基 因 组 上 编 码 rRNA 相 对 应的DNA序列；
③ 16S rRNA基因长度是1.5kb， 具有高度保守性区域和高度特 异性区域，特异性区域成为物 种特异的标志序列。
Tumor-derived miRNAs are detectable in plasma.
小卫星DNA（minisatellite DNA） 微卫星DNA（microsatellite DNA）
分子生物学检验标志物
分子生物学检验标志物引言分子生物学检验标志物是指在分子生物学领域中使用的特定分子或生物标志物，用于评估个体的生物学状态、疾病风险或治疗反应。
这些标志物可以通过观察和分析个体的基因、蛋白质或核酸等分子水平的变化，提供有关个体健康和疾病的重要信息。
在医学诊断和疾病预测中，分子生物学检验标志物扮演着重要的角色。
它们可以帮助医生确定疾病的存在、预测疾病的发展趋势，并根据个体的分子特征制定个性化的治疗方案。
随着分子生物学技术的不断发展，越来越多的分子生物学检验标志物被发现和应用到临床实践中。
这些标志物包括基因变异、表观遗传学改变、蛋白质表达水平等。
通过对这些标志物的检测，医生可以更加准确地判断个体的生物学状态，并制定相应的治疗措施。
在本文中，我们将详细介绍几种常见的分子生物学检验标志物，包括其背景、重要性以及在临床实践中的应用。
通过了解这些标志物的特点和作用，有助于我们更好地理解和应用分子生物学在医学领域的意义和潜力。
参考文献1] Smith A。
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___ 2020;26(12):1262-1272.分子生物学检验标志物的定义3] Wang C。
et al。
___ 2020;26(12):1262-1272.分子生物学检验标志物的定义分子生物学检验标志物是指用于检测和诊断疾病的生物分子或生物学特征。
这些标志物可以是DNA、RNA、蛋白质、代谢物等分子，或者是细胞、组织或器官的特定生物学特征。
通过分析这些标志物的存在、数量、结构或功能的异常，可以对疾病的发生、发展和治疗效果进行评估。
分子生物学检验标志物是指用于检测和诊断疾病的生物分子或生物学特征。
分子生物学检验完整版
1病原生物基因组在医学上有何应用？详见书P3a菌种鉴定b确定病毒感染和病毒载量c病毒分析d细菌耐药监测和分子流行病学调查2什么是原癌基因，原癌基因有什么特性，原癌基因可以分为哪些种类以及原癌基因常见的激活机制有哪些？原癌基因是指人类或其他动物细胞(以及致癌病毒)固有的一类基因，能诱导细胞正常转化并使之获得新生物特征的基因总称。
特性：进化上高度保守，负责调控正常细胞生命活动，可以转化为癌基因。
功能分类：生长因子，生长因子受体，信号转导蛋白，核调节蛋白，细胞周期调节蛋白，抑制凋亡蛋白激活机制：插入激活，基因重排，基因点突变，基因扩增，基因转录改变3试述Down综合征（21三体综合征）的主要临床特征及核型。
临床特征：生长发育障碍，智力低。
呆滞面容，又称伸舌样痴呆。
40%患者有先天性心脏畸形。
肌张力低，50%患者有贯通手，男患者无生育能力，女患者少数有生育能力，遗传风险高。
核型：92.5%患者游离型：核型为47，XX(XY),+212.5%患者为嵌合型：46，XX(XY)/47，XX(XY),+215%患者为易位型：46，XX(XY),-14，+t(14q21q)4简述淋球菌感染的主要传统实验室诊断方法及其主要特点，对比分析分子生物学方法的优势1直接涂片染镜检：敏感度和特异性差，不能用于确诊。
2分离培养法：诊断NG感染的金标准，但是其对标本和培养及营养要求高，培养周期长，出报告慢，难以满足临床要求。
3免疫学法：分泌物标本中的非特异性反应严重以及抗体法间的稳定性和条件限制，推广受限。
分子生物学的优点：敏感，特异，可直接从了临床标本中检出含量很低的病原菌，适应于快速检测5、在单基因遗传病的分子生物学检验中，点突变检测常用方法有哪些？1异源双链分析法（HA）2突变体富集PCR法3变性梯度凝胶电泳法4化学切割错配法5等位基因特异性寡核苷酸分析法6DNA芯片技术7连接酶链反应8等位基因特异性扩增法9RNA酶A切割法10染色体原位杂交11荧光原位杂交技术6、简述白假丝酵母菌的分子生物学检验方法白假丝酵母菌分子生物学检验主要包括白假丝酵母菌特异性核酸（DNA RNA）的检测、基因分型和耐药基因分析等。
临床分子生物学检验
第 1～6 章1、现代分子生物学的开端：1953 年，Watson 和 Crick 提出了 DNA 双螺旋构造，标志着现代分子生物学的兴起，为揭开人类生命现象的本质奠定了根底。
2、临床分子生物学检验：是分子生物学技术在临床检验诊断应用中进展起来的，以疾病为中心、以生物分子标志物为靶标的一代临床检验诊断技术，是临床分子生物学的重要组成局部。
3、应用到临床的分子标志物包括基因组 DNA、各种 RNA、蛋白质和各种代谢物。
4、分子标志物：是指可以反映机体生理、病理状态的核酸、蛋白质〔多肽〕、代谢产物等生物分子，是生物标志物的一种类型。
5、核酸分子标志物包括：基因突变，DNA 多态性，基因组 DNA 片段，RNA 和循环核酸等多种形式。
6、DNA 一级构造〔直径，两个碱基之间的距离，一个螺距，一个螺旋有多少个核苷酸〕：DNA 一级构造就是指各核苷酸单体沿多核苷酸链排列的挨次。
7、DNA 二级构造〔右手螺旋—B 型最常见，左手螺旋—Z 型〕：DNA 的二级构造是双螺旋构造，主要特征是①主干链反向平行：DNA 分子是一个由两条平行的脱氧多核苷酸链围绕同一个中心轴盘曲形成的右手螺旋构造，两条链行走方向相反，一条链为5’→3’走向，另一条链为3’→5’走向。
磷酸基和脱氧核糖基构成链的骨架，位于双螺旋的外侧；碱基位于双螺旋的内侧。
碱基平面与中轴垂直。
②侧链碱基互补配对：两条脱氧多核苷酸链通过碱基之间的氢键连接在一起。
DNA 双螺旋的直径为 2nm，一圈螺旋含 10 个碱基对〔一个螺旋有 20 个核苷酸〕，每一碱基平面的轴向距离为 0.34nm，故每一螺距为 3.4nm，每个碱基的旋转角度为36°。
8、DNA 三级构造〔真核生物 DNA 三级构造是染色质或染色体〕：DNA 双螺旋进一步盘曲形成更加简单的构造，称为三级构造。
超螺旋是 DNA 三级构造的最常见的形式。
9、真核生物的 DNA 形成染色质的包装过程〔4 步〕：①形成核小体：构成染色质的根本单位是核小体。
分子生物标志物名词解释
分子生物标志物名词解释
分子生物标志物是指可以在生物体内观察、测量或分析的特定
分子或分子组合，其存在或表达水平与某种生物学状态、疾病状态
或生理过程相关联。
这些标志物可以是蛋白质、核酸、代谢产物等
生物分子，它们在疾病的发生、发展和治疗过程中起着重要的作用。
从分子生物学的角度来看，标志物可以用于诊断疾病、监测疾
病进展、评估治疗效果以及预测疾病风险。
例如，肿瘤标志物可以
帮助医生诊断肿瘤、监测肿瘤治疗效果，甚至预测肿瘤复发的可能性。
另外，某些特定的基因或蛋白质标志物也可以用于个体化医学，帮助医生选择最合适的治疗方案。
此外，分子生物标志物还可以用于研究生物学过程和疾病机制。
科研人员可以通过分析标志物的表达模式和变化趋势，深入了解疾
病的发生机制，寻找新的治疗靶点，甚至开发新的药物。
总之，分子生物标志物在医学诊断、治疗和疾病研究中起着至
关重要的作用，它们的发现和应用不断推动着生物医学领域的发展
和进步。
《临床分子生物学检验》课程教学大纲
《临床分子生物学检验》课程教学大纲一、课程基本信息【课程名称】临床分子生物学检验【英文名称】(Clinical molecular biology technology ) 【课程编码】YXZX3430【课程类别】专业选修课【总学时】22学时【总学分】1学分【适用专业】医学检验专业【开课院系】医学院二、课程得性质与任务【课程性质】分子生物学就是研究生命化学得科学,它在分子水平探讨生命得本质,即研究生物体得分子结构与功能、物质代谢与调节、及其在生命活动中得作用。
由于分子生物学越来越多地成为生命科学得共同语言,当今分子生物学已成为生命科学领域得前沿学科。
临床分子生物学检验得教学任务主要就是介绍核酸与分子标志物、核酸杂交、扩增及序列分析、芯片技术、生物信息分析技术以及应用分子生物学技术较多得有关病毒、细菌、真菌感染得分子生物学检验。
课程涵盖最新得有关单基因病检测、肿瘤、线粒体病、染色体病分子检测技术,同时目前临床上技术要求很高得药物相关基因、胚胎植入前以及移植配型与法医物证学得相关分子生物学检验得内容也有详细讲解,对于解决精准医疗得相关问题提供了实验室检测依据。
【教学目标】通过临床分子生物学检验课程得学习,学生将能够:(1)描述生物体(主要就是人体)内得主要物质得组成、分子生物学功能。
(2)基本掌握核酸杂交技术与核酸扩增技术及核酸序列分析。
(3)学会初步通过生物芯片技术与蛋白质组学技术得学习,运用生物信息学技术可以进行简单得数据结果分析。
(4)结合分子生物学得基本理论掌握病毒学、细菌感染、真菌等得分子生物学检测。
(5)了解有关单基因遗传病、肿瘤、线粒体疾病、染色体病、药物相关性基因、胚胎植入前及移植配型相关技术。
【教学任务】(1)要求学生掌握临床分子生物学检验得基础理论、知识与方法。
(2)通过实验课,使学生能够了解分子生物学检验基本技术得临床应用。
三、课程教学基本要求(一)理论教学内容与基本要求绪论教学内容:1、临床分子生物学检验得定义及其发展历史。
课件：核酸与分子标志物(一)
2．原位杂交（in situ
hybridization，ISH）
原位杂交技术是在细胞保持基本 形态的情况下,采用荧光、生物素、 地高辛等标记的探针，依据碱基对 互补配对原理，在载玻片上与组织 切片、细胞制片等标本中的靶序列 特异杂交，经信号放大显色后，在 显微镜下观察结果。
• 两股链之间在空间上形成一条大 沟（major groove）和一条小沟 （minor groove），这是蛋白质识 别DNA的碱基序列的基础。
• 在特定条件下，DNA双螺旋结构 可产生变异，即DNA构象发生改 变（如DNA序列、超螺旋结构及 碱基修饰等）。
（三）DNA分析技术
1． Southern印迹 杂交
• rRNA占RNA总量的82%左 右
• 原核生物的核糖体所含的 rRNA有5S、16S及23S三种 ； 真核生物有4种rRNA，分
别是5S、5.8S、18S和28S。
四、 miRNA
• MicroRNAs（miRNAs）家族是 一类长度为18-25个碱基的单 链非编码RNA。
• 成熟的miRNAs由较长的初级 转录物经过一系列核酸酶的剪 切加工而产生， miRNAs随后 组装进RNA诱导的沉默复合体 （ RISC），通过与靶mRNA 的 3´ UTR区互补结合而干扰靶 mRNA的翻译，即指导沉默复 合体降解靶mRNA或阻遏靶 mRNA的翻译。
不同的剪接方式而排列组合产生不同的mRNA剪接体，即基因外
显子不同的组合产生新编码的蛋白质。
断裂基因结构
• 几乎所有mRNA基因的内含子两端相同即开始5´端为GU， 3´端为AG(GU/AG原则)。 • 经过剪接，除去非编码的DNA序列（内含子），形成了成熟的mRNA分子。
(完整word)临床分子生物学检验
绪论1.20世纪50年代，Waston和Crick提出了DNA双螺旋结构,标志着现代分子生物学的兴起。
2.从广义上来讲，应用到临床的分子标志物包括基因组DNA、各种RNA、蛋白质和各种代谢物,目前，临床分子生物学检验的靶标主要以核酸(DNA或RNA）为主.第一章:核酸与分子标志物1.分子标志物：可以反映机体生理、病理状态的核酸、蛋白质、代谢产物等生物分子,是生物标志物的一种类型。
核酸分子标志物是分子生物学检验的主要内容，包括基因突变、DNA多态性、基因组DNA片段、RNA和循环核酸等多种形式。
2.DNA的组成：是一种高分子化合物，其基本单位是脱氧核苷酸,每个核苷酸由磷酸、脱氧核糖和含氮碱基3部分组成。
3。
DNA与RNA的区别：2位脱氢。
4。
DNA的结构：①DNA一级结构：各种核苷酸单体沿多核苷酸链排列的顺序，表明该DNA分子的化学构成。
②DNA二级结构：双螺旋结构，DNA双螺旋的直径为2nm,一圈螺旋含10个碱基对,每一圈螺距为3.4nm，每个碱基的旋转角度为36度.维持DNA结构稳定的力量主要是碱基对之间的堆积力，碱基对之间的氢键也起着重要的作用.③DNA三级结构：DNA双螺旋进一步盘曲形成的更加复杂的结构。
5.核小体的形成(真核生物染色体包装过程)：在核小体中,DNA盘绕组蛋白八聚体核心,使DNA缩短为原来的1/7；6个核小体形成螺丝管，缩短为1/6；核小体彼此相连成串珠状染色质细丝，螺旋化形成染色质纤维，进一步折叠成染色单体.6.DNA双螺旋结构的变异：右手螺旋A—DNA、C-DNA、D-DNA、E—DNA、H—DNA、L—DNA、P-DNA，左手螺旋Z —DNA7.RNA主要分为三类：tRNA、rRNA、mRNA 还有一些小型RNA：反义RNA、微小RNA（microRNA，miRNA是一类内源性的具有调控功能的非编码RNA。
)8.真核mRNA与原核mRNA的区别(简答题)原核mRNA结构简单，为多顺反子,编码序列之间有间隔序列，原核生物mRNA中没有修饰碱基。
分子生物学检验
第二章临床分子生物学检验标志物1.分子生物标志物：指可以反映机体生理,病理状态的核酸、蛋白质、代谢产物等生物分子,是生物标志物的一种类型;2.中心法则：指遗传信息从DNA传递给RNA,再从RNA传递给蛋白质,即完成遗传信息的转录和翻译的过程;也可以从DNA传递给DNA,即完成DNA的复制过程;这是所有有细胞结构的生物所遵循的法则;在某些病毒中的RNA自我复制如烟草花叶病毒等和在某些病毒中能以RNA为模板逆转录成DNA的过程某些致癌病毒是对中心法则的补充;3.基因组：是一个细胞或一种生物体的整套遗传物质,包括基因和非编码DNA;4.原核生物基因组特征：1原核生物基因组较小：大小一般在106—107碱基对之间；2原核生物的类核结构：原核生物基因组DNA位于细胞中央的核区,没有核膜将其与细胞质隔开在蛋白质的协助下,以一定的形式盘曲,折叠包装起来,形成类核；3原核生物的操纵子结构：原核生物的结构基因大多数按功能相关性成簇地串联排列于染色体上;结构基因同其上游的调控区以及下游的转录终止信号,共同组成了一个基因表达单位,即操纵子结构；4原核生物的结构基因：原核生物的结构基因中无内含子成分,多数是单拷贝基因,基因与基因之间有重复序列存在；5具有编码同工酶的基因：这类基因表达产物的功能相同,但基因结构不完全相同；6含有可移动DNA序列：可移动的DNA序列通过不同的转移方式发生基因重组,改变生物体的遗传性状,使生物体更适应环境的变化；5.质粒：指细菌细胞染色体以外,能独立复制并稳定遗传的共价闭合环状分子；6.人类基因组包括细胞核内的核基因组3X109bp和细胞质内的线粒体基因组16569bp,人类基因组中存在大量的非编码序列和重复序列；7.小卫星DNA：由10—100bp组成的重复单位重复几十到几百甚至几千次,形成的1—5bp的短DNA,又称可变数目串联重复；8.微卫星DNA：核心序列为1—6bp,可以重复上百次,又称短串联重复；9.多基因家族：指由某一祖先基因经过重复和变异所产生的一组基因,在多基因家族中,某些成员并不产生有功能的基因产物,这些基因称为假基因；10.多态性：当某种变异相对常见,在群体中的频率高于1%时,则称为多态性,频率低于1%的变异称为突变；错义突变,无义突变,RNA加工突变；11.多态性类型：限制性片段长度多态性；小卫星和微卫星多态性；单核苷酸多态性主要指在基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的DNA序列多态性；拷贝数多态性指基因组中较大的片段200bp—2Mb发生了拷贝数的变化；12.DNA甲基化：1定义：指生物体在DNA甲基转移酶的催化下,以S—腺苷甲硫氨酸为甲基供体,将甲基转移到特定的碱基上的过程；2作用位点：腺嘌呤的N—6,胞嘌呤的N—4,鸟嘌呤的N—7,胞嘧啶的C—5；3作用机理：13.微小RNA：是一类内源性的具有调控功能的非编码RNA,其大小长约20~25个核苷酸,在细胞内主要发挥基因转录后水平调控作用；14.长链非编码RNA：长度大于200bp的非编码RNA；第四章：核酸杂交技术1.融解温度Tm：DNA的变性会在一个很狭窄的温度范围内发生,这一温度范围的中点被称为融解温度；Tm值的大小取决于核酸分子的G-C含量;G-C碱基含量越高,Tm值越高；2.变性：在一定条件下,双螺旋之间氢键断裂,双螺旋解开,DNA分子成为单链,形成无规则线团的过程；3.复性：变性DNA只要消除变性条件,具有碱基互补区域的单链又可以重新结合形成双链的过程；4.Southern印迹杂交：过程：1将待测定核酸分子通过一定的方法转移并结合到一定的固相支持物硝酸纤维素膜或尼龙膜上,即印迹；2固定于膜上的核酸同位素标记的探针在一定的温度和离子强度下退火,即分子杂交过程；原理：利用琼脂糖凝胶电泳分离经限制性内切酶消化的DNA片段,将胶上的DNA变性并在原位将单链DNA片段转移至尼龙膜或其他固相支持物上,经干烤或者紫外线照射固定,再与相对应结构的标记探针进行杂交,用放射自显影或酶反应显色,从而检测特定DNA分子的含量；特点：特异性和灵敏度高；5.Northern杂交靶核酸是RNA,Southern杂交靶核酸是DNA；第五章：核酸扩增技术1.聚合酶链反应技术PCR：由美国Cetus公司K.Mullis博士于1983年建立,它是一个能在试管内模仿细胞内核酸复制过程,也就是能在体外特异地扩增一段特定核酸序列的技术；2.PCR的基本原理：根据DNA半保留复制的机理和体外DNA分子于不同温度下可变性,复性的性质,通过人为控制体外合成系统的温度,通过变性、退火、延伸三个步骤扩增目的DNA 片段；3.PCR的基本过程：1变性：将被复制的DNA片段在高于其熔点温度Tm的条件下94~95℃加热,使DNA双螺旋结构的氢键断裂而解螺旋,形成两条单链分子作为扩增反应的模板,以便与引物结合；2退火：将反应体系的温度降低至引物的熔点温度以下<Tm5℃,以便使引物能与模板DNA序列互补结合,形成杂交链；3延伸：将反应体系的温度升至72℃,此时反应体希按照模板链的序列以碱基互补配对的原则依次把dNTP加至引物的3’端,在TaqDNA聚合酶的存在下,杂交链不断延伸,直至形成新的DNA双链；4.当温度升至其熔点温度Tm时荧光量急剧下降而形成熔点曲线,其波峰所在温度即代表被检DNA分子的Tm值;Tm值的大小取决于DNA分子的长度和其序列中G/C碱基含量；第六章：核酸实时定量检测技术1.实时荧光定量PCR技术：指在PCR反应体系中加入荧光基团,利用荧光信号累积实时监测整个PCR反应过程,最后通过相关数据分析方法对目的基因进行定量分析的技术；2.扩增曲线：指在实时荧光PCR扩增过程中,对整个PCR反应扩增过程进行了实时的检测和连续地分析扩增相关的荧光信号,随着反应时间的进行,检测到的荧光信号的变化可以绘制成一条以循环数为横坐标,以PCR反应过程中实时荧光强度为纵坐标所做的曲线；3.荧光阈值：指在实时荧光定量PCR扩增曲线上人为设定的一个值,它可以设定在指数扩增阶段的任意位置上；4.循环数：PCR扩增过程中扩增产物的荧光信号达到设定的荧光阈值所经过的循环次数；5.扩增效率：指PCR反应一个循环后的产物增加量与这个循环的模板量的比值,其值在0~1之间；6.7.第七章：核酸序列分析1.双脱氧链终止法测序原理：ddNTP比普通的dNTP在3’位置缺少一个羟基,可以通过其5’三磷酸基因掺入到正在增长的DNA链中,但由于缺少3’-OH,不能同后续的dNTP形成3’,5’-磷酸二酯键;因此,正在增长的DNA链不在延伸,使这条链的延伸终止于这个异常的核苷酸处；2.人类基因组测序的步骤：第八章：蛋白质组学技术1.蛋白质组：包括一个细胞或一个组织或一个机体的基因所表达的全部蛋白质；2.蛋白质组学：以蛋白质为研究对象,从整体水平揭示细胞内动态变化的蛋白质组成、结构、表达水平和修饰状态,研究蛋白质间,蛋白质与生物大分子之间的相互作用,揭示蛋白质的功能与生命活动的规律；3.双向凝胶电泳：第一向电泳是依据蛋白质的等电点不同,通过等电聚焦将带不同净电荷的蛋白质在PH梯度介质中外加电场作用形成分离的蛋白质区带;第一向等电聚焦完成后,将凝胶包埋在SDS—PAGE凝胶板上端,依据蛋白质分子量的不同,在垂直或水平方向进行SDS—PAGE,即第二次分离；4.双向凝胶电泳用于确定差异,质谱法用于鉴别结构；第十三章：单基因遗传病的分子生物学检验1.单基因遗传病分类：常染色体遗传,X连锁遗传,Y连锁遗传；2.在分析基因结构的变化时,通常用DNA作为检测材料；在检测转录水平异常时在,将RNA作为检测材料；当基因较大时,突变区不甚明了时,也可直接从cDNA水平开始进行筛检；3.镰刀细胞贫血的分子机制：患者由于β珠蛋白基因中第6位密码子存在单个碱基的突变,由原来的GAG变为GTG,结果使β珠蛋白链的第6位氨基酸残基由原来的谷氨酸变为缬氨酸,红细胞发生镰状；4.β珠蛋白生成障碍性贫血的分子机制：第十五章：线粒体病的分子生物学检验：1．母系遗传：在一个家系中,有缺陷的遗传性状通过母系成员从亲代连续稳定传递到子代的现象,即母亲可以将有缺陷的遗传性状传递给子代,男性子代个体不再继续传递,而女性子代个体可继续将此有缺陷的遗传性状往下一代传递；2．遗传早发：指越是严重的线粒体功能异常,其个体发病的年龄也将越早；3．遗传瓶颈：线粒体在卵母细胞成熟时数目会出现锐减的现象；4．线粒体基因表达系统及特点：第十六章：肿瘤的分子生物学检验1.原癌基因：指人类或其他动物细胞固有的一类基因,能诱导细胞正常转化并使之获得新生物特征的基因总称；2.原癌基因激活机制：1插入激活,2基因重排/染色体易位；3基因点突变/移码突变；4基因扩增；5基因转录改变；3.抑癌基因：是一类可编码对肿瘤形成起阻抑作用蛋白质的基因,正常情况下负责控制细胞的生长和增殖；4.肿瘤基因表现遗传学异常的分子机制：1基因组印记丢失；2DNA甲基化；3组蛋白修饰与染色质重塑；。
生物医学中的疾病分子诊断技术
生物医学中的疾病分子诊断技术近年来，随着生物技术的不断发展和创新，疾病分子诊断技术已经成为了临床诊疗的重要手段之一。
生物医学中的疾病分子诊断技术是通过研究生物分子的生理、生化、遗传等特征，来识别和分析疾病的发生、发展和治疗的技术。
这种技术不仅可以有效提高疾病诊断的准确性，还可以为疾病的防治提供有效的策略和方法。
疾病分子诊断技术主要包括三个方面：生物标志物的筛选和鉴定、诊断技术和分子靶向治疗。
其中，生物标志物的筛选和鉴定是疾病分子诊断技术的前提和基础。
生物标志物是指在生物体内具有特异性表达或功能的生物分子，它们可以为疾病的诊断、防治和治疗提供准确的检测和监测。
当前，常见的生物标志物主要包括蛋白质、DNA、RNA和代谢产物等多种类型。
针对不同类型的生物标志物，疾病分子诊断技术通常采用不同的诊断技术进行检测和分析。
常见的技术包括：免疫学技术、核酸检测技术、质谱技术等。
其中，免疫学技术是最常见的检测方法之一。
它以特异性免疫反应为基础，在体内或体外通过特异性抗体与靶分子结合，然后利用信号转导的技术来进行检测和分析。
核酸检测技术则主要用于检测DNA和RNA等分子，常见的技术包括PCR、荧光原位杂交（FISH）、基因芯片等。
质谱技术则是一种通过对生物样品中的分子进行化学分析来进行诊断的技术，常见的技术包括质谱成像、分子质谱等。
除了上述诊断技术外，分子靶向治疗也是生物医学中的疾病分子诊断技术的重要应用之一。
该技术主要是通过分析患者的生物标志物和基因表达谱，来寻找与疾病相关的特异性靶向分子，然后利用新型分子药物、基因治疗技术等精准干预疾病的发展和治疗。
例如，对于某些癌症患者，可以通过抗VEGF药物来抑制癌细胞的血管生成，从而减少癌细胞的生长和扩散；针对BRCA1基因或BRCA2基因变异的乳腺癌患者，可以通过PARP酶抑制剂来治疗。
这些针对具体分子靶标的治疗方法不仅可以提高治疗效果，还可以减轻化疗的副作用。
总之，生物医学中的疾病分子诊断技术在未来临床诊疗中具有广泛的应用前景。
分子生物名词解释
名词解释1.个体化医学：是现代医学的核心目标，包含个体化诊断与个体化治疗两个部分，个体化诊断是个体化治疗的基础，个体化治疗是个体化诊断的目的。
2.分子生物标志物是生物标志物的一种类型，是指可以反映机体生理、病理状态的核酸、蛋白质（多肽）、代谢产物等生物分子。
3.基因组是一个细胞或一种生物体的整套遗传物质，包括基因和非编码DNA。
更准确地讲，一个生物体的基因组是指一套染色体中的完整的DNA 序列。
4.单核苷酸多态性是人类可遗传的变异中最简单、最常见的一种,主要是指在基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的DNA 序列多态性，简写为SNPs。
5.mRNA 分子标志物可用于单基因遗传病和药物治疗以及药物治疗效果检测和食品安全领域检测。
mRNA 可以进入血液循环，血浆RNA 检测可用于肿瘤诊断和产前诊断。
检测技术包括Northern 印迹杂交、荧光定量PCR、基因芯片和RNA 测序等。
6.miRNA（microRNA）分子标志物不仅存在组织细胞中，还可以通过微小囊泡分泌到细胞外，进入血液中。
循环miRNA 已成为肿瘤等疾病的特异性分子标志物。
检测miRNA 最常用的技术包括荧光定量PCR。
7.lncRNA 分子标志物是指长度大于200bp 的非编码RNA，在生物标志物研究之中，lncRNA 正在成为焦点，尤其是作为肿瘤分子标志物。
8.分子生物标志物: 是生物标志物的一种类型，是指可以反映机体生理、病理状态的核酸、蛋白质（多肽）、代谢产物等生物分子。
9.DNA 甲基化：是指生物体在DNA 甲基转移酶的催化下，以S-腺苷甲硫氨酸为甲基供体，将甲基转移到特定的碱基上的过程。
DNA 甲基化可以发生在腺嘌呤的N-6 位、胞嘧啶的N-4 位、鸟嘌呤的N-7 位或胞嘧啶的C-5 位等。
10.microRNA：是一类内源性的具有调控功能的非编码RNA，其大小长约20～25 个核苷酸，在细胞内主要发挥基因转录后水平调控作用。
生物标志物定义
生物标志物定义
生物标志物（Biomarker）是指在生物体内，包括人类和其他生物，可用于指示生理状态、疾病过程或药物反应的一种可测量的指标。
它可以是分子、物质、细胞、组织或生理参数等，能够反映生物体内某种生物学过程的存在、程度或变化。
生物标志物在医学领域具有重要意义，可以用于疾病的诊断、预测、治疗监测和药物研发等方面。
通过分析生物标志物的变化，可以获取关于健康状况、疾病风险、疾病进程、治疗效果等方面的信息，从而指导临床决策和个体化治疗。
常见的生物标志物包括：
1. 生化标志物：如血液中的葡萄糖、胆固醇、酶活性等，可以用于糖尿病、心血管疾病等的诊断和监测。
2. 分子标志物：如基因、蛋白质、核酸等，可以通过检测基因突变、蛋白质表达水平或特定基因的表达量来预测肿瘤的发生和发展。
3. 影像学标志物：如X射线、CT、MRI等影像学检查中的特定结构、肿瘤大小等指标，可以用于疾病的早期筛查和治疗效果评估。
4. 组织学标志物：如肿瘤活检中的组织形态学特征、细胞核分裂指数等，可用于肿瘤的分期和预后评估。
生物标志物的选择应考虑其在特定疾病或生理状态下的特异性、敏感性、可重复性和可操作性等因素，并需要经过严格的验证和验证过程，以确保其在临床实践中的可靠性和准确性。
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生物标志物研究进展与应用趋势
生物标志物研究进展与应用趋势一、内容概要随着科学技术的不断发展，生物标志物研究已经成为医学、生物学和环境科学等领域的重要研究方向。
生物标志物是指在生物体内存在的、可以测量的物质，其浓度或活性与生物体的生理或病理状态密切相关。
本文将对近年来生物标志物研究的进展进行概述，并探讨其在未来的应用趋势。
首先本文将介绍生物标志物的基本概念、分类和检测方法。
生物标志物可以根据其在生物体内的存在形式分为蛋白质、核酸、多肽等；根据其在生物体内的功能可分为信号分子、酶、受体等。
目前常用的检测方法包括免疫分析法、荧光光谱法、质谱法等。
其次本文将重点关注生物标志物在疾病诊断和治疗中的应用，例如在癌症领域，肿瘤标志物如癌胚抗原(CEA)、甲胎蛋白(AFP)和前列腺特异性抗原(PSA)等已被广泛应用于疾病的早期筛查、诊断和预后评估。
此外生物标志物还在心血管疾病、神经系统疾病、糖尿病等领域的研究中取得了重要进展。
本文将展望生物标志物研究的未来发展趋势，随着高通量技术的发展，基因测序技术的普及，生物标志物研究将更加注重个体差异和病因机制的探究。
此外新型传感器和纳米技术的应用将为生物标志物的检测提供更高效、准确的方法。
同时生物标志物与其他领域的交叉融合，如药物筛选、基因编辑等，将为生物标志物研究带来新的突破和发展机遇。
A. 生物标志物的定义和分类蛋白质类生物标志物：蛋白质是生物体内最重要的功能性大分子，许多生物过程都与蛋白质的合成、降解和调控密切相关。
因此蛋白质类生物标志物在疾病诊断、治疗和监测方面具有广泛的应用前景。
例如肿瘤标志物(如癌胚抗原、甲胎蛋白等)和炎症标志物(如白细胞计数、C反应蛋白等)都是常见的蛋白质类生物标志物。
核酸类生物标志物：核酸是生物体内携带遗传信息的载体，其含量和结构变化可以反映生物体的生理和病理状态。
近年来随着高通量测序技术的发展，越来越多的核酸类生物标志物被发现并应用于疾病诊断和治疗。
例如基因突变、DNA甲基化水平和组蛋白修饰等都可以作为疾病生物标志物。
核酸知识点总结图
核酸知识点总结图一、核酸的结构1. 核苷酸的结构核苷酸是核酸的基本组成单元，包括磷酸基团、五碳糖和碱基三部分。
在DNA中，糖是脱氧核糖；在RNA中，糖是核糖。
碱基分为嘌呤碱基和嘧啶碱基两类，嘌呤碱基有腺嘌呤（A）和鸟嘌呤（G），嘧啶碱基有胸腺嘧啶（T）（在DNA中）和胸腺嘧啶（U）（在RNA中）以及胞嘧啶（C）。
核苷酸是碱基和五碳糖的糖苷化产物，碱基与糖通过N-糖苷键相连。
2. 核酸的二级结构DNA的二级结构是由两股互补的链以双螺旋形式相互缠绕而成，肝氏结构为DNA最常见的二级结构形态。
RNA的二级结构更为多样，可以形成双股RNA结构和多股RNA结构。
具体的二级结构形式有很多，如折叠、打结、环形等。
3. 核酸的三级结构DNA的三级结构通常是一个肝氏螺旋形态，即多个二级结构相互缠绕而成。
RNA的三级结构呈现出多样性，可以形成复杂的空间结构，包括各种结构域和RNA酶等。
通过多种非共价键作用形成具有特定功能的特殊结构。
4. 结构特点（1）DNA的碱基配对规律：腺嘌呤与胸腺嘧啶之间通过三个氢键结合；鸟嘌呤与胞嘧啶之间通过两个氢键结合。
这种碱基配对规律保证了DNA在复制和转录时能够准确地传递遗传信息。
（2）RNA具有自身稳定性差的特点，易受酶的降解。
所以RNA的寿命相对较短。
二、核酸的功能1. 存储生物遗传信息核酸作为生物体内基因的物质基础，能够存储生物遗传信息，包括生物体形态、生长发育和功能表型等各种信息。
DNA分子中的基因序列编码了遗传信息，通过遗传物质的传递和表达，决定了生物个体的遗传特征。
2. 指导蛋白质的合成DNA通过转录合成RNA，再通过翻译合成蛋白质，这是中央法则的基本过程。
在这个过程中，DNA编码的遗传信息被复制和转录成RNA，再通过翻译转化成蛋白质。
蛋白质是生物体内最重要的功能分子，通过蛋白质的合成和活性发挥对生物体内各种生理过程的调控作用。
3. 调控生物体的生长和发育核酸通过编码蛋白质来控制生物体的生长和发育过程。
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质粒是自行复制单位，有多个拷贝者，称为松弛型 质粒（relaxed plasmid）； 仅含一个或几个拷贝者，称为严紧型质粒 （stringent replication）。
利用同一复制系统的不同质粒通常不能在同一菌株 内稳定共存，当细胞分裂时就会分别进入不同的子 代细胞，这种现象叫做质粒的不兼容性 （incompatibility）。而利用不同复制系统的质粒 （如F和Col EI）可以在同一菌株内稳定共存，所 以这些质粒具有兼容性（compatibility）。
插入/缺失突变
动态突变
CAG repeat
350
520
Normal Pre-mutation
>3000
Full mutation
基因组（genome）是一个细胞或一种生物体的 整套遗传物质，包括基因和非编码DNA。更准确 地讲，一个生物体的基因组是指一套染色体中的 完整的DNA序列。
原核生物（prokaryote）是细菌、支原体、衣原体、 立克次体、螺旋体、放线菌和蓝绿藻等原始生物的 总称，是最简单的细胞生物体，也是引起人类感染 性疾病的重要病原体。
携带耐药基因的转座元件
核酸类型 DNA
巴尔的摩病毒分类及举例
基因组组成 Ⅰ：双链DNA病毒（dsDNA）
病毒举例
单纯疱疹病毒、EB病毒、天花病 毒、人乳头瘤病毒
Ⅱ：单链DNA病毒（ssDNA）
猫细小病毒
Ⅲ：双链RNA病毒（dsRNA）
轮状病毒
RNA DNA/RNA
Ⅳ：单股正链RNA病毒（+ssRNA）
• 第二代测序技术：焦磷酸测序技术（高通量） • Roche 454，运行1次可测 1000000Kb/1万美元（3万美元） • Illmina，运行1次可测 2个人的基因组（＜3万美元），8 day
• 第三代测序技术（纳米、单分子、实时）
• 费用：30亿美元 → 30－10万美元→？ →1000美元→100美元 • 测序时间： 15年 → 6周→ 1周 → ？ → 60分 → 15分
9. 含有不规则结构基因
基因之间无间隔区. mRNA5’端无帽子结构. 结构基因本身无翻译起始序列.
人类基因组
1．单一序列 又称非重复序列，在基因组中仅有 单一拷贝或少数几个拷贝，约占到人类基因组的 50%，绝大多数的蛋白质编码基因为单一序列，但 是单一序列大部分不编码，长度一般在几个kb以下， 分布在各种重复序列之间。
Developed by Pacific Biosciences
The signal from a phospho-linked nucleotide incorporated by the DNA polymerase is detected as the DNA synthesis proceeds which results in the DNA sequencing in real time
2020/4/23
9
RNA
Coding RNA mRNA
Non-Coding RNA
Transcription RNAs Small RNAs
rRNA
tRNA
miRNA piRNA SnoRNA SnRNA
RNA分类
① 16s rRNA基因是进化遗传研 究的重要对象， 相对于细菌的 表型鉴定， 16s rRNA基因检 测技术已成为细菌检测和鉴定 的使用广泛和快速的工具；
质粒类型
• F质粒 (Fertility plasmids) 编码细菌性菌毛
• R质粒 (Resistance plasmids) 编码细菌耐药性
• Col质粒(colciogenic plasmid) 编码大肠杆菌素
• 代谢质粒(Metabolic plasmid) • Vi质粒(virulence plasmids)
1．基因组大小相差很大：
HBV：3.2kb 痘病毒：300 kb
2．核酸结构多样性： 3．基因组有重叠基因
DNA 或RNA 单链或双链 合环状分子或线性分子
4．基因组中基因操纵子结构
噬菌体ΦX174基因组的重叠结构
5. 基因有连续的和间断的 (有内含子) 6．编码序列>90%(基因组) 7. 多为单倍体，即每个基因只出现一次 8. 相关基因丛集: 功能上相关的基因排列在一起
CpG island and CpG site
突变（mutation）是指DNA序列的改变或重排。 从突变的尺度和性质上可以将其分为3类：①染 色体数目的改变（基因组突变）；②染色体结构 的改变（染色体突变）；③涉及单个基因的突变， 也就是我们通常所讲的基因突变。
点突变
RNA加工突变
2．重复序列 人类基因组中的重复序列可以根据 其 组 织 形 式 分 为 两 种 ： 串 联 重 复 序 列 （ tandem repeats）和分散重复序列（interspersed repeats）， 前一种成簇的存在于染色体的特定区域，后一种分 散存在于染色体的位点上。
串联重复序列：人类基因组中10%～15%是串联重复 序列，以各自的核心序列（重复单元）首尾相连多次重 复，长度可达105bp～106bp，为高度重复序列，又称为 简单序列DNA，或卫星DNA（satellite DNA），
Mitchell P S et al. PNAS 2008;105:10513-10518
©2008 by National Academy of Sciences
Detection of human prostate cancer by serum levels of tumor-associated miRNA miR-141.
©2008 by National Academy of Sciences
Mitchell P S et al. PNAS 2008;105:10513-10518
基因的结构与功能
基因的现代分子生物学概念是指编码有功能的 蛋白质多肽链或合成RNA必需的全部核酸序列， 是核酸分子的功能单位。
原核生物的基因结构示意图
DNA高级结构的形成
分子生物学检验中，主要内容就是对DNA一级结构的分析，即DNA序列的分析
DNA sequencing
第一代：双脱氧核苷酸末端终止法
DNA sequencing
第二代：焦磷酸测序（Pyrosequencing）
DNA sequencing
第三代：单分子实时测序（Single Molecule Real Time Sequencing , SMRT)
单甲基化 +
+
双甲基化
–
三甲基化 +
–
乙酰化
+
+
注：“+”代表激活，“–”代表抑制
组蛋白
H3K27
H3K79
+
+
–
+
–
+/–
H4K20 +
甲基化（DNA methylation）是指生物体在DNA甲 基转移酶（DNA methyltransferase，DNMT）的催化 下 ， 以 S- 腺 苷 甲 硫 氨 酸 （ S-adenosyl methionine ， SAM）为甲基供体，将甲基转移到特定的碱基上的过程
★15-minute, $100 human genome sequencing
DNA sequencing
• 开展个体化诊断与治疗依赖于基因/基因组序列
• 第一代测序技术：双脱氧核苷酸末端终止测序法 • 一个测序反应可读有效长度：500bp → 1000bp（1Kb） • 完成一个人基因组测序：3000000Kb（3000Mb） • 费用：20元×3000000 > 6000万元
脊髓灰质炎病毒、甲肝病毒、柯 萨奇病毒、冠状病毒、风疹病毒、
丙型肝炎病毒
Ⅴ：单股负链RNA病毒 （-ssRNA）
Ⅵ：单股正链RNA病毒（逆转录） （ssRNA-RT）
Ⅶ：双链DNA病毒（逆转录）(dsDNART)
流感病毒、麻疹病毒、埃博拉病 毒、狂犬病毒
人类免疫缺陷病毒
乙型肝炎病毒
病毒基因组的特点
编码细菌毒力因子
R质粒(R plasmid)
• 接合型抗药质粒：由抗药转移因子 （ RTF ） 和 抗 药 决 定 子 或 称 抗 药 基 因 （RDF）组成
• 非接合型抗药质粒：没有抗药转移因子， 只有抗药基因（RDF）
• 致育性和抗药性导致它们成为传染性抗 药因子
❖F质粒的接合
F＋
F-
F＋
F＋
多基因家族和假基因
限制性片段长度多态性
小卫星和微卫星多态性
可变数目串联多态性
单核苷酸多态性
拷贝数多态性
核酸分子标志物
核酸分子标志物存在多种不同的形式， 包括基因突变位点、基因多态性位点、等位 基因、mRNA、mircoRNAs、线粒体DNA、 病原生物基因组DNA、DNA甲基化位点和循 环核酸（circulating nucleic acids）等
The DNA sequencing is done on a chip that contains many ZMWs (Zero-mode waveguide)
Inside each ZMW, a single active DNA polymerase with a single molecule of single stranded DNA template is immobilized to the bottom
终止子
真核生物基因结构示意图
表观遗传与基因功能
表 观 遗 传 （ epigenetics ） 是 指 在 DNA 序 列不发生改变的情况下，基因功能出现可 逆的、可遗传的变化。表观遗传现象包括 组蛋白修饰、DNA甲基化、RNA干扰等。