(3)理解基因突变的检测方法

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PCR技术用于基因突变的检测

PCR技术用于基因突变的检测

PCR技术用于基因突变的检测基因结构的异常可引起多种疾病的发生,它包括点突变、插入、缺失、重排、易位、基因扩增、基因结构多态性异常等形式。

许多人类遗传性疾病源于基因的突变,基因突变分析是指对单个或低拷贝基因序列等位基因改变的鉴别,对诊断和理解遗传病有非常重要的价值。

聚合酶链反应(PCR)是一种高特异和高灵敏性的基因分析手段,PCR操作简便,可以在几个小时内使DNA段的拷贝数扩增百万倍,使对微量DNA的分析鉴定成为可能,伴随着分子生物学各领域的飞速发展,PCR及其衍生技术以其快速准确在基因突变的检测中得到了广泛的应用。

虽然特异基因序列区段的直接测序是基因突变分析最可信和最精确的手段,但该方法繁琐、耗时、费力。

PCR的应用则提供了一系列比直接测序更方便、快捷的方法。

PCR在此领域也引起了巨大的革新。

基于PCR技术的常用基因突变检测方法有:1、PCR/ASO(allele specific oligonucleotide,ASO,等位基因特异性寡核苷酸) PCR/ASO探针诊断点突变,系在扩增DNA段后,直接与相应的寡核苷酸探针杂交,来明确诊断是否有突变以及突变是纯合子还是杂合子。

2、PCR-SSCP(single strand conformation polymorphism, SSCP) PCR-SSCP系1989年由Orita首先报道的,它是一种基于单链DNA构象差别来检测点突变的方法。

该方法操作简单、灵敏且特异性高,是目前检测点突变最简捷的方法。

3、PCR-RFLP (restriction fragment length polymorphism,RFLP,限制性片段长度多态性分析)RFLP分析与PCR反应相结合,先用PCR 来扩增待检的片段,再进行RFLP来检测那些发生在酶切位点的突变简化了RFLP的分析过程,并使该项技术得到了广泛的应用。

4、DNA序列测定法(direct sequencing, DS)PCR产物经克隆后测序或直接对PCR产物进行测序是所有进行基因突变检测的方法中最灵敏、最直接、最全面的,不仅可以确定突变的部位,还可以确定突变的性质。

临床常用基因突变及融合基因检查方法

临床常用基因突变及融合基因检查方法

临床常用基因突变及融合基因检查方法1. 引言1.1 基因突变及融合基因检查的重要性基因突变及融合基因检查在临床诊断中起着至关重要的作用。

基因突变是导致遗传性疾病和癌症等疾病发生的主要原因之一,通过检测基因突变可以及早发现患者的疾病风险,为个体化治疗提供重要依据。

而融合基因则是某些癌症的特征之一,对于癌症的诊断、治疗和预后判断有着重要意义。

通过基因突变及融合基因检查,可以精准地了解患者疾病的发展过程、临床表现和预后;可以帮助医生选择最适合患者的治疗方案,避免不必要的试错;可以帮助患者及时接受个体化治疗,提高治疗效果和生存率。

基因突变及融合基因检查已经成为临床诊断和治疗的重要辅助手段,对改善患者生活质量和延长患者生存时间起着至关重要的作用。

随着检测技术的不断发展和完善,基因突变及融合基因检查的精准性和灵敏度将进一步提高,有望为临床诊断和治疗带来更多的突破。

加强对基因突变及融合基因检查的研究和应用,对于提高临床诊断的准确性和治疗的有效性具有重要的意义。

1.2 临床常用的基因突变检查方法临床常用的基因突变检查方法主要包括Sanger测序技术、下一代测序技术和PCR技术。

Sanger测序技术是一种经典的测序方法,通过测序反应得出DNA序列,适用于短序列的测序。

尽管这种方法已有一定历史,但仍然被广泛应用于临床基因检测中。

下一代测序技术则是近年来发展起来的新一代测序技术,具有高通量、高效率和低成本的特点,可以同时测序多个样本,广泛用于基因组学研究和个性化医疗中。

PCR技术也是一种常用的基因突变检查方法,通过扩增特定DNA 片段进行检测,具有高灵敏度和特异性,适用于检测患者的基因突变状态。

这些基因突变检查方法在临床诊断中发挥着重要作用,为医生提供了准确的基因信息,指导临床治疗方案的制定。

1.3 临床常用的融合基因检查方法临床常用的融合基因检查方法主要包括荧光原位杂交(FISH)、反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)和基因组定序。

基因突变与突变检测

基因突变与突变检测

开发新技术
探索基于单细胞测序、单分子测序 等高精度测序技术的突变检测方法 ,进一步提高检测灵敏度和特异性 。
验证与标准化
建立突变检测技术的标准化流程和 验证体系,确保检测结果的准确性 和可靠性。
降低突变检测的成本与时间消耗
简化实验流程
通过简化实验步骤、减少试剂消 耗等方式,降低突变检测的实验
成本和时间消耗。
个性化医疗与精准治疗策略的制定
通过对患者的基因突变进行检 测,可以了解患者的基因型, 为个性化医疗提供依据。
根据患者的基因突变情况,医 生可以制定针对性的治疗方案 ,提高治疗效果和减少副作用 。
突变检测还可以帮助预测患者 对某些药物的反应,指导用药 选择和剂量调整。
肿瘤的早期筛查与预后评估
基因突变检测可用于肿瘤的早期 筛查,发现潜在的致癌基因突变 ,实现肿瘤的早期诊断和治疗。
常见基因突变类型及其影响
点突变
01
02
03
转换
嘌呤与嘌呤之间或嘧啶与 嘧啶之间的替换,如A↔G 或C↔T。
颠换
嘌呤与嘧啶之间的替换, 如A↔C、A↔T、C↔G或改变,从而影响蛋白 质的结构和功能。
插入与缺失突变
插入
在DNA序列中插入一个或多个碱基。
缺失
影响
插入和缺失突变可能导致基因编码的 蛋白质长度改变,进而影响其功能。
从DNA序列中删除一个或多个碱基。
重复序列突变
微卫星重复
01
由2-6个碱基组成的短序列的重复。
小卫星重复
02
由较长序列(如10-60个碱基)组成的重复。
影响
03
重复序列突变可能导致基因表达的改变或染色体结构的异常。
基因组重排

基因点突变的检测方法

基因点突变的检测方法

基因点突变的检测方法一、引言随着基因研究的不断深入,基因突变已经成为了一个非常重要的研究方向。

基因突变可以导致许多疾病的发生,例如癌症、遗传性疾病等。

因此,基因突变的检测方法也日益受到关注。

本文将详细介绍基因点突变的检测方法。

二、基本概念1. 基因点突变基因点突变指的是DNA序列中的单个核苷酸发生改变,包括碱基替换、插入和缺失等。

2. PCR技术PCR技术是一种通过体外扩增DNA片段的方法,其原理是在一定温度下使DNA双链解旋成单链,在适当条件下加入引物和酶进行扩增。

3. Sanger测序法Sanger测序法是通过DNA聚合酶在模板上合成新链,在反应体系中加入ddNTPs(dideoxynucleoside triphosphate)来终止新链合成并得到不同长度的DNA片段,再用电泳分离出这些片段并读取序列信息。

三、检测方法1. PCR-RFLP法PCR-RFLP法是利用PCR技术扩增目标基因片段,然后通过限制性酶切作用于PCR产物,得到不同的限制性酶切图谱,从而检测突变。

该方法适用于已知突变位点的检测。

2. ARMS-PCR法ARMS-PCR法是利用引物设计的特异性来检测目标基因突变。

该方法需要设计两对引物,其中一对为内部引物,另一对为外部引物,外部引物包含了突变位点。

通过PCR扩增后可以得到两种不同长度的产物,并且只有包含突变位点的产物才能被扩增出来。

3. Sanger测序法Sanger测序法可以直接读取DNA序列信息,因此可以检测未知突变位点。

将目标基因进行PCR扩增后进行纯化、定量和测序即可。

4. NGS技术NGS技术是一种高通量测序技术,可以同时对数百万个DNA片段进行快速、准确的测序。

NGS技术适用于大规模基因检测和全基因组分析等。

四、实验步骤1. PCR-RFLP法实验步骤:(1)设计引物并合成;(2)提取DNA样本;(3)进行PCR反应;(4)限制性酶切;(5)电泳分离并观察结果。

基因突变的应用及原理

基因突变的应用及原理

基因突变的应用及原理1. 什么是基因突变?基因突变是指基因序列中的一处或多处发生了改变,导致DNA序列发生了变异。

基因突变可以分为不同类型,包括点突变、插入、删除、倒位等。

这些突变可以影响到基因的功能和表达,从而对生物体的生理和形态产生影响。

2. 基因突变的应用2.1 人类疾病的研究基因突变是许多人类疾病的原因之一。

通过研究基因突变,可以深入理解疾病的发生机制,进而找到治疗和预防的方法。

例如,某些遗传性疾病是由于基因突变导致的,通过研究这些突变可以找到治疗这些疾病的方法。

2.2 遗传性疾病的筛查基因突变可以用于遗传性疾病的筛查,帮助人们对携带者或未出生的胎儿进行诊断。

通过对特定基因进行检测,可以确定携带者是否会遗传给子孙,对于家族中高风险疾病的患者可以进行相应的干预和治疗。

2.3 肿瘤的诊断和治疗基因突变在肿瘤的发生和发展中起着关键作用。

通过分析肿瘤细胞的基因突变情况,可以帮助医生进行肿瘤的诊断和治疗。

针对肿瘤特定的基因突变,可以选择特定的靶向治疗方法,提高治疗效果。

2.4 进化和遗传变异的研究基因突变是生物进化和遗传变异的重要驱动力之一。

通过对不同物种的基因突变进行研究,可以了解生物进化过程中的关键因素,进一步理解生物多样性和适应性的形成。

3. 基因突变的原理基因突变发生的原理是由于DNA序列发生变异。

原因可以是内源性的(例如自发突变、复制错误等)或外源性的(例如辐射、化学物质等)。

基因突变可以发生在DNA的编码区域也可以发生在非编码区域。

基因突变的影响可以是无害的,也可以对生物体产生严重的影响。

在自然选择的作用下,有害的突变会被逐渐淘汰,有益的突变则可能会被保留下来。

基因突变的检测可以通过多种技术实现,包括PCR(聚合酶链式反应)、测序、基因芯片等。

这些技术可以帮助科学家快速准确地确定基因突变的位置和类型。

4. 总结基因突变在生物学研究和医学应用中具有重要的意义。

通过对基因突变的研究,我们可以更好地理解生物体的发育和疾病的发生机制,为疾病的预防和治疗提供重要的线索。

人pole基因突变的新型测定方法及试剂与流程

人pole基因突变的新型测定方法及试剂与流程

人pole基因突变的新型测定方法及试剂与流程【原创版4篇】《人pole基因突变的新型测定方法及试剂与流程》篇1目前,关于人pole 基因突变的新型测定方法、试剂及流程尚处于研究阶段。

pole 基因突变与多种疾病相关,如癌症、自身免疫性疾病等。

然而,现有的检测方法在灵敏度、特异性和精确度等方面仍有待提高。

因此,研究人员正在努力开发更先进、高效的检测方法。

在新型测定方法的研究中,可能包括以下几种技术:1. 高通量测序(NGS):通过检测基因组DNA 序列,发现pole 基因的突变。

这种方法具有高灵敏度和高通量,可同时检测多个样本。

2. 基因芯片:利用基因芯片对pole 基因进行检测,具有快速、简便、高灵敏度等优点。

3. 质谱分析:通过质谱分析技术,检测pole 基因突变导致的蛋白质表达异常。

这种方法具有高精度,但操作较为复杂。

试剂方面,可能包括:1. 核酸提取试剂盒:从样本中提取DNA,进行后续检测。

2. 聚合酶链反应(PCR)试剂盒:对pole 基因的特定区域进行扩增,以便进行后续检测。

3. 基因测序试剂盒:用于对pole 基因进行高通量测序。

检测流程可能包括以下步骤:1. 收集样本:获取患者血液、组织等样本。

2. 核酸提取:使用核酸提取试剂盒从样本中提取DNA。

3. PCR 扩增:使用PCR 试剂盒对pole 基因的特定区域进行扩增。

4. 高通量测序:将扩增后的DNA 进行高通量测序,发现pole 基因突变。

5. 数据分析:对测序结果进行生物信息学分析,确认pole 基因突变的类型和位点。

6. 质谱分析:对突变导致的蛋白质表达异常进行质谱分析,以进一步确认突变的功能影响。

7. 结果解读:根据检测结果,为患者提供诊断和治疗建议。

《人pole基因突变的新型测定方法及试剂与流程》篇2目前,关于人pole 基因突变的新型测定方法及试剂尚处于研究阶段。

然而,已经出现了一些用于检测基因突变的常见方法,例如Sanger 测序、高通量测序(如NGS)等。

pcr测序原理

pcr测序原理

pcr测序原理1. 引言PCR(聚合酶链反应)是一种在分子生物学领域中广泛应用的技术,它可以在短时间内扩增DNA的特定片段。

PCR测序是一种基于PCR 技术的DNA测序方法,它通过PCR扩增出的DNA片段来确定DNA 序列。

本文将深入探讨PCR测序的原理及其在基因组研究中的应用。

2. PCR测序原理PCR测序是一种无模板法的测序方法,它利用PCR扩增DNA片段,然后通过测序仪器对扩增的片段进行测序。

下面将详细介绍PCR测序的原理。

2.1 PCR扩增需要设计一对引物,引物的序列应该与待扩增片段的两端序列匹配。

PCR反应涉及到三个步骤:变性、退火和延伸。

在变性步骤中,将待扩增的双链DNA加热至95°C,使其变性成两条单链DNA。

将反应体系温度降低至55-65°C,引物与目标片段的互补序列进行配对,这一步骤称为退火。

在72°C的延伸步骤中,分别使用DNA聚合酶和四种核苷酸(dNTPs)扩增新的DNA链,形成DNA扩增产物。

2.2 扩增产物纯化在PCR反应结束后,扩增产物需要进行纯化。

纯化的目的是去除杂质和剩余的引物、核苷酸和酶等。

纯化的方法通常包括酶处理、柱层析或凝胶电泳等。

纯化后的扩增产物可以被用于后续的PCR测序实验。

2.3 PCR测序PCR测序需要使用测序仪器,测序仪器可以检测到每个扩增产物的碱基序列。

通常使用有效的荧光标记dideoxynucleotides(ddNTPs)来标记链终止。

在测序反应中,扩增产物会与引物和ddNTPs一起放入测序仪器中。

随着延伸的进行,当ddNTPs加入到新合成链中时,DNA链的扩增会终止。

由于每种ddNTPs都有不同的荧光标记,测序仪器会同时监测DNA链扩增的终止情况和发出的荧光信号,从而确定DNA序列。

3. PCR测序的应用PCR测序在基因组研究中有着广泛的应用。

下面将介绍PCR测序在以下几个方面的应用:3.1 基因突变检测PCR测序可以用于检测基因组中的突变,从而帮助研究人员了解突变与疾病之间的关系。

基因突变的检测

基因突变的检测

基因突变的检测基因突变是指基因序列发生变化的现象,它可以导致生物体在遗传信息传递过程中产生异常,进而影响其生长、发育和健康状况。

随着科技的进步,基因突变的检测方法也不断发展,为人类健康提供了更准确、可靠的诊断手段。

一、基因突变的检测方法及原理1. 水平梯度凝胶电泳法水平梯度凝胶电泳法是一种常用的基因突变检测技术。

它基于突变基因片段的长度,利用凝胶电泳的原理,通过电泳的迁移速度来判断基因是否发生突变。

2. 荧光定量PCR技术荧光定量PCR技术结合了PCR扩增和荧光探针技术,可用于检测基因的突变。

该方法通过特定的引物和探针,能够实现对特定基因片段的扩增和检测,并结合荧光信号的强度来判断基因是否突变。

3. Sanger测序技术Sanger测序技术是一种传统的基因测序方法。

通过引物与待测样品中的DNA片段结合,使DNA合成反应开始,经过一系列处理,最终可以获得DNA序列。

这种方法可用于检测基因序列是否存在突变。

4. 高通量测序技术高通量测序技术是近年来发展起来的一种先进的基因检测方法。

该技术基于平台设备,能够实现大规模的DNA测序,从而快速、高效地检测基因序列中的突变。

二、基因突变检测的应用领域1. 遗传性疾病的诊断与预防许多遗传性疾病与基因突变密切相关。

通过对患者基因进行检测,可以准确判断疾病是否与基因突变有关,并为患者提供个体化的治疗方案和预防措施。

2. 肿瘤基因突变的筛查肿瘤的发生与基因突变密切相关,因此对肿瘤基因突变的筛查对于早期诊断和治疗是非常重要的。

基因突变检测技术的快速发展,为肿瘤的防治提供了有力的支持。

3. 个体化药物治疗在临床应用中,个体化药物治疗已经成为一种趋势。

通过检测患者的基因突变,可以了解对不同药物的代谢情况,从而为患者量身定制药物治疗方案,提高治疗效果,减少副作用。

三、基因突变检测的挑战与展望1. 数据分析与解读基因突变检测过程产生的大量数据需要进行准确的分析和解读,这对于研究人员和临床医生具有挑战性。

四引物法arms-pcr检测技术原理

四引物法arms-pcr检测技术原理

四引物法(ARMS-PCR)检测技术原理1. 引言在当前的医学与生命科学研究领域中,四引物法(ARMS-PCR)检测技术作为一种高效、准确的分子生物学技术,广泛应用于基因突变、多态性等研究领域。

本文将就四引物法(ARMS-PCR)检测技术的原理和应用进行深入探讨,帮助读者更全面地了解该技术。

2. 四引物法(ARMS-PCR)检测技术原理四引物法(ARMS-PCR)检测技术是一种用于检测核酸序列变异的高效方法。

其原理主要基于引物的设计和PCR扩增技术。

在该方法中,通过合理设计特定引物,实现对目标基因的突变或多态性位点进行检测。

对于要检测的位点,设计两对引物,其中一对引物是特异性引物(allele-specific primers),另一对引物是控制引物(external control primers)。

特异性引物用于特异扩增突变或多态性位点的目标基因片段,而控制引物则用于扩增相邻的正常基因片段。

在PCR扩增反应中,特异性引物能够选择性地结合目标基因的突变或多态性位点,从而实现对其扩增;而控制引物则能够扩增相邻的正常基因片段。

通过两对引物的配合作用,可以在同一PCR反应中同时检测靶基因的突变和正常等位基因,从而实现对目标基因的位点检测。

3. 四引物法(ARMS-PCR)检测技术的应用四引物法(ARMS-PCR)检测技术在遗传疾病、肿瘤学、药物代谢等领域具有广泛的应用价值。

在遗传疾病领域,该技术可用于检测单核苷酸多态性(SNP)、突变引起的遗传病等。

在肿瘤学领域,四引物法(ARMS-PCR)检测技术可用于鉴定肿瘤特异性突变,指导个体化治疗。

在药物代谢领域,该技术可用于检测与药物代谢相关的基因突变,从而指导临床用药。

4. 个人观点与理解四引物法(ARMS-PCR)检测技术是一种高效、灵敏的分子生物学技术,对于基因突变、多态性等研究具有重要意义。

通过合理设计特异性引物和控制引物,该技术能够实现对目标基因位点的准确检测,为医学研究和临床应用提供了强有力的工具。

基因突变的检测方法

基因突变的检测方法

基因突变的检测方法基因突变的检测方法基因突变的研已成为当今生命科学研究的热点之一,检测方法也随之迅速发展。

人类细胞癌基因的突变类型已如上所述,对于基因突变的检测,1985以前,利用Southern印迹法,可以筛选出基因的缺失、插入和移码重组等突变形式。

对于用该法法不能检测的突变,只能应用复杂费时的DNA序列测定分析法。

多聚酶链反应(polymerase chain reaction,PCR)技术是突变研究中的最重大进展,使基因突变检测技术有了长足的发展,目前几乎所有的基因突变检测的分子诊断技术都是建立于PCR的基础之上,并且由PCR衍生出的新方法不断出现,目前已达二十余种,自动化程度也愈来愈高,分析时间大大缩短,分析结果的准确性也有很大很提高。

其中包括单链构象多态性(single-strand comformational polymorphism,SSCP)和异源双链分析法(heteroduplex analysis,HA)。

下面分别介绍几种PCR衍生技术及经典突变检测方法,可根据检测目的和实验室条件选择时参考。

PCR-SSCP法 PCR-SSCP法是在非这性聚丙烯酰胺凝胶上,短的单链DNA和RNA分子依其大街基序列不同而形成不同构象,一个碱基的改变将影响其构象而导致其在凝胶上的移动速度改变。

其基本原理为单链DNA在中性条件下会形成二级结构,这种二级结构依赖于其碱基组成,即使一个碱基的不同,也会形成不同的二级结构而出刺同的迁移率。

由于该法简单快速,因而被广泛用于未知基因突变的检测。

用PCR-SSCP法检测小于200bp的PCR产物时,突变检出率可达70%-95%,片段大于400bp时,检出率仅为50%左右,该法可能会存在1%的假阳性率。

应用PCR-SSCP法应注意电泳的最佳条件,一般突变类型对检测的灵敏度无大的影响,同时该法不能测定突变的准确位点,还需通过序列分析来确定。

Sarkar等认为对于大于200bp的片段,用其RNA分子来做SSCP会提高其录敏度。

基因突变及其对遗传疾病的影响分析

基因突变及其对遗传疾病的影响分析

基因突变及其对遗传疾病的影响分析基因突变是指在基因序列中发生的错误或变异,导致基因的表达或功能产生改变。

这种变异可以是自发性的,也可以是由环境因素引起的,如紫外线、化学物质或辐射等。

基因突变是生物进化和遗传疾病形成的主要原因之一。

在本文中,我们将重点探讨基因突变对遗传疾病的影响。

一、基因突变的类型基因突变的类型很多,稍有不慎就可能发生基因突变,其中较为常见的类型包括:1.错义突变:是指由于基因序列中的一些点突变导致编码蛋白质的氨基酸序列发生改变,从而影响蛋白质的结构和功能。

2.无义突变:是指某一点突变使得该密码子变成终止密码子,从而导致编码蛋白质的氨基酸序列过早终止,影响蛋白质的合成和功能。

3.移码突变:是指由于某一点插入或缺失了一个碱基,导致连续的三元组代码序列发生移位,从而影响蛋白质的结构和功能。

4.替换突变:是指发生在基因序列中的碱基被替换成另一种碱基的情况,这种变异不会改变氨基酸序列,但会影响某种基因的转录和表达水平。

二、遗传疾病的分类根据疾病的传播方式和原因,我们可以将遗传疾病分为三类:1.染色体异常疾病:由于染色体结构或数量的改变引起的疾病,如唐氏综合症、爱德华氏综合症等。

2.单基因遗传疾病:由于单个基因的突变导致的疾病,如血友病、囊性纤维病等。

3.复杂遗传疾病:由多种遗传和非遗传因素的相互作用引起的疾病,如糖尿病、高血压等。

三、基因突变对遗传疾病的影响遗传疾病往往是由基因突变引起的,某些基因突变会导致疾病的发生和发展。

在单基因遗传疾病中,突变的基因会导致某些蛋白质的合成或功能异常,从而引起疾病的发展。

例如,囊性纤维病是由一种CFTR(囊性纤维病转膜调节蛋白)基因突变引起的疾病,这种突变导致CFTR蛋白质的合成和功能异常,引起痰液的积聚和感染。

染色体异常疾病则是由于染色体的结构或数目发生异常引起的疾病。

这些异常可能包括染色体段缺失、转座、倒位等,都会导致染色体的部分或全部的基因表达异常,进而引起疾病的发生和发展。

四引物法arms-pcr检测技术原理

四引物法arms-pcr检测技术原理

四引物法arms-pcr检测技术原理四引物法(ARMS-PCR)检测技术原理Four Amplification Refractory Mutation System Polymerase Chain Reaction (ARMS-PCR)是一种用于检测基因突变的分子生物学技术。

它结合了引物设计与聚合酶链式反应(PCR),可以高效且特异性地鉴定特定基因序列上的突变。

本文将介绍ARMS-PCR的原理及其在基因突变检测中的应用。

一、ARMS-PCR原理ARMS-PCR的原理基于聚合酶链式反应(PCR)和特异性引物的设计。

其基本步骤如下:1. 引物设计:设计特异性的引物,包括ARMS正向引物、ARMS逆向引物和内部控制引物。

ARMS正向引物与ARMS逆向引物的3'端分别与基因突变位点的等位基因和野生型等位基因互补。

内部控制引物与ARMS逆向引物的3'端互补,用于确定PCR反应的成功与否。

2. PCR反应:将待检测的DNA模板与ARMS正向引物、ARMS逆向引物和内部控制引物共同进行PCR反应。

PCR反应过程中,ARMS引物与DNA模板的互补部分能够与其结合,在特定条件下发生延伸反应。

3. 扩增产物分析:通过凝胶电泳等方法,将PCR扩增产物分离并测量其大小。

野生型等位基因和突变型等位基因分别在不同条件下扩增,形成不同大小的扩增产物带。

4. 解释结果:根据PCR扩增产物的出现与否,可以判断样本中的基因是否存在突变。

若顺利扩增出ARMS引物对应的扩增产物带,即可确定基因型;反之,无扩增产物带则代表相应的基因突变。

二、ARMS-PCR技术的应用ARMS-PCR技术在基因突变检测中具有广泛的应用。

以下是几个常见的应用领域:1. 遗传病突变检测:ARMS-PCR可用于检测与遗传疾病相关的基因突变。

通过对突变位点设计不同的ARMS引物,可以区分野生型和突变型基因,进一步了解遗传病的发生机制。

2. 癌症基因突变分析:许多癌症与特定基因突变相关。

基因突变的检测方法

基因突变的检测方法

基因突变的检测方法基因突变是指基因序列发生了改变,包括点突变(例如单核苷酸突变、缺失、插入等)和结构变异(例如片段缺失、增加、倒位、易位等)。

这些突变可能对人体的健康产生重大影响,如导致遗传性疾病的发生或对药物敏感性造成改变。

因此,基因突变的检测对于疾病诊断、预测和个体化治疗至关重要。

目前,基因突变的检测方法主要包括以下几种:1. 直接测序法:这是一种最常用的方法,通过测序技术直接对基因序列进行确定。

例如,通过Sanger测序技术对特定基因进行首选外显子的测序,以便检测点突变或小片段缺失插入。

2. SNP芯片技术:SNP(Single Nucleotide Polymorphism)芯片技术能够同时检测多个SNP位点。

通过这种方法,可以快速高效地测定有数千个SNP位点的基因组范围内的突变情况。

3. 基因组测序:全基因组测序(Whole Genome Sequencing,WGS)和全外显子测序(Whole Exome Sequencing,WES)是最全面的基因突变检测方法。

WGS对整个基因组进行测序,包括编码区域和非编码区域,可以全面检测基因组的突变情况。

而WES则主要关注外显子区域,这是人类基因组中编码蛋白质所必需的一部分。

4. FISH技术:FISH (Fluorescence In Situ Hybridization)技术通过标记染色体上的特定序列进行检测。

这种技术可以用于检测染色体结构变异、基因扩增、转座等。

FISH技术能够提供与直接观察、定位和评估染色体关联的一些特定突变的信息。

5. PCR技术:PCR(Polymerase Chain Reaction)技术可以放大DNA 片段,从而使得检测突变更容易。

这种技术可以用于检测具体的点突变、小片段的缺失或插入。

6. 基于高通量测序的技术:近年来,新一代测序技术的快速发展为基因突变检测提供了更高效和经济的方法。

例如,靶向测序技术(Targeted Sequencing)可以选择性地测定特定的基因或基因组区域,从而降低成本和分析难度。

基因突变的检测方法

基因突变的检测方法

基因突变的检测方法基因突变指的是基因序列发生了改变,可能产生遗传性疾病或影响个体的生理功能。

因此,准确、高效地检测基因突变对于研究人类疾病、诊断和治疗非常重要。

随着科技的发展,一系列的基因突变检测方法得以应用并不断完善。

1. PCR(聚合酶链式反应)PCR是一种常用的基因突变检测方法。

它基于DNA的复制过程,通过放大目标基因区域(包括突变位点)的DNA序列,可以使低浓度的突变基因片段被检测到。

PCR方法快速、高灵敏度,但在某些情况下可能面临突变频率低或特定基因区域难以扩增的挑战。

2. 基因测序技术基因测序技术是一种通过直接读取DNA序列来检测基因突变的方法。

Sanger测序是最早应用的测序技术,通过荧光标记的倍位链终止剂和电泳分离,可精确测定突变的碱基。

然而,Sanger测序的速度较慢,对于大规模的测序任务不够高效。

近年来,高通量测序技术的出现,例如Illumina测序、Ion Torrent测序等,使得基因组的测序更加快速和经济。

这些技术的发展使得大规模基因突变检测成为可能。

3. 基因芯片技术基因芯片技术是一种高通量的基因突变检测方法。

这种方法利用固相芯片上特定的探针,针对已知的突变位点进行杂交反应。

根据探针与待测样品中的DNA序列的互补程度,可以判断是否存在突变。

基因芯片技术的优点是可以一次检测多个基因位点,并且速度相对较快。

然而,缺点是芯片设计需要事先知道可能突变位点的信息,对于未知突变的检测无能为力。

4. 筛查方法除了上述的特定突变位点检测方法,筛查方法可以用于对大规模的突变进行初步的筛查。

例如,全基因组关联研究(GWAS)通过比较大量的基因样本与突变频率,来寻找与遗传病相关的基因突变。

全外显子组测序(WES)则通过测定编码蛋白质的基因序列,以确定突变位点。

综上所述,基因突变的检测方法多种多样,每种方法都有其特点和适用范围。

因此,选择合适的方法取决于科研或临床的具体需求,如检测的目标基因、样本数量和时间要求等。

第八章基因突变监测

第八章基因突变监测

可以预计,在 21世纪,新的高灵敏度、高检测密度、高输出量的突变 检测技术将使遗传性和非遗传性的基因突变的鉴定成为现实。基因治疗的 成功将根本性的改变医疗实践,分子医学的新时代已经来临。

结:
1.基因突变扫描方法有哪些?其基本程序是什么? 2.简述序列分析的大体步骤?
(二)突变诊断方法 1. 序列分析 第一代序列分析技术:以凝胶电泳为基础 第二代的技术包括高压毛细管电泳、超薄电泳和共振离子化光谱分析。 这些方法可使分析速度提高一个数量级。 第三代方法包括流氏细胞光度术对单个标记的碱基进行荧光检测。用 扫描隧道或原子力显微镜直接读出 DNA 序列。对 DNA 进行序列质谱 分析。用杂交法进行序列分析等。这些方法将使序列分析的效率提高 几个数量级,但是,实验方法需要不断成熟与完善。 DNA序列分析方法既是一种突变扫描方法,更是一种突变诊断方法。 对未知的突变来说,必须通过序列分析类鉴定突变的类型和位置。
第八章 基因突变的检测
方法与进展
(一) 突变扫描方法 1. 单链构象多样分析法(SSCP) 其原理在于在非变性条件下一个单链DNA分子会依据其碱基序 列而形成独特的构象。一个单一碱基变化就会引起其构象的改变。 因此,当这两个分子同时在非变性条件下电泳时,他们会出现在 不同的位置,从而区分开来。由于DNA是双链分子,在电泳图谱 上就会出现两条正常带和两条突变带。
一些与疾病相关的基因探针在不断地出现,在不久的将来会有更大容量的基 因探针问世。
随着疾病基因的不断发现,今后的研究将不再局限于确定单个基因产 物对一两个基因的调控,而是要了解一个基因及其突变体在细胞水平上对 所有基因表达的影响。只有通过这样的实验研究才能全面确定一个突变基 因如何在细胞内改变基因表达的标志,从而引起细胞分裂的失控(癌症), 细胞坏死(衰老),细胞代谢的紊乱等等。为了达到这个目的,一些新技 术在不断涌现,如DNA微型组合技术就是 将寡聚核苷酸或cDNA片段固定 到玻璃片上,然后用DNA杂交来观察其基因转录情况。另一种大规模分析 基因转录的方法称为基因表达的系列分析法(SAGE)。其原理是用两个 内切酶将每一个cDNA缩短成10-14各碱基的序列标签,然后用DNA连接酶 连接这些小的标签。在PCR扩增和酶切后,再将这些序列标签连接起来, 通过克隆和序列分析来鉴定基因表达。(详见相关文献)

初中生物基因突变与遗传疾病(含学习方法技巧、例题示范教学方法)

初中生物基因突变与遗传疾病(含学习方法技巧、例题示范教学方法)

初中生物基因突变与遗传疾病第一篇范文基因突变与遗传疾病是初中生物教学中的重要内容。

通过本节课的学习,学生将了解基因突变的概念、类型及原因,掌握遗传疾病的分类和特点,并能够分析基因突变与遗传疾病之间的关系。

一、基因突变的概念基因突变是指基因序列发生改变的现象。

基因是生物体内负责遗传信息传递的基本单位,由DNA分子组成。

基因突变可能导致基因编码的蛋白质结构或功能发生改变,进而影响生物体的生长、发育和疾病易感性。

二、基因突变的类型及原因基因突变可分为自发突变和人工诱变两种类型。

自发突变是指在DNA复制过程中,由于碱基对的错配、DNA损伤或修复错误等原因导致的基因序列改变。

人工诱变是通过化学物质、辐射或药物等手段诱导基因突变。

基因突变的原因主要包括:1.碱基组成不平衡:DNA分子中碱基对的组成不平衡,导致碱基对的错误配对。

2.复制错误:在DNA复制过程中,DNA聚合酶可能发生错误,导致新生链上碱基对的错配。

3.损伤修复:DNA分子在复制或细胞分裂过程中,可能受到化学物质、辐射等外界因素的损伤。

细胞内的DNA损伤修复系统可能出现错误,导致基因突变。

4.染色体变异:染色体结构的改变,如缺失、重复、倒位或易位等,也可能导致基因突变。

三、遗传疾病的分类和特点遗传疾病可分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病三类。

1.单基因遗传病:由单个基因突变引起,包括常染色体显性遗传病、常染色体隐性遗传病、X染色体连锁遗传病等。

例如,并指症、白化病、血友病等。

2.多基因遗传病:由多个基因突变共同作用引起,具有家族聚集现象。

例如,高血压、糖尿病、冠心病等。

3.染色体异常遗传病:由染色体结构或数目异常引起,包括染色体数目异常(如唐氏综合症)和染色体结构异常(如猫叫综合症)。

四、基因突变与遗传疾病之间的关系基因突变是遗传疾病发生的基础。

当基因突变导致基因编码的蛋白质结构或功能发生改变时,可能影响生物体的正常生理功能,进而导致遗传疾病。

基因变异的研究方法与进展

基因变异的研究方法与进展

基因变异广义上说就是指基因结构变化从而产生了可遗传的变异。

也就是说DNA水平上的突变造成的基因改变。

而这一突变过程可能有很多原因,有自发性的,比如DNA配对过程中的装配错误,也有外源性的诱导因素,如物理,化学,生物因素等造成染色体结构改变或者基因结构的直接变化。

突变的形式多种多样,常见的有:点突变,即一个或多个核苷酸发生了改变;框内突变指的是3个或是的倍数的碱基缺失或插入导致的突变,使基因丢失或增加1个或几个氨基酸;除此之外,还存在着DNA大片段的缺失,通常是指几百个bp至几十个kb的碱基缺失或复制。

这其中,最常见的莫过于点突变,他是指一个或者几个核苷酸的缺失或改变,通常会形成三种类型,第一种是同义突变,即碱基替换后,虽然密码子发生改变,但编码氨基酸没有改变(遗传密码的兼并性),亦称静止突变,第二种是错义突变,指的是碱基替换,密码子发生改变后,编码氨基酸亦发生改变,编码另一个氨基酸,第三种是无义突变,即碱基替换后,使编码氨基酸的密码子变成一个终止密码子。

基于上述的变化,常见的基因变异研究方法有如下几种一、筛选性方法有人将这类方法分为2类,根据电泳性质不同及其他包括化学修饰法等1 RNase 法该法是一种最早提出的检测DNA突变的方法口。

其原理是RNase可以识别RNA:DNA或RNA:RNA杂交链中错误配对的碱基并将其切断。

经聚丙烯酰胺凝胶电泳将正常链及被切断的含有突变点的链区分开来。

杂交方法是将同位素或其它方法标记的正常野生型RNA 片段与相对应的待测DNA 片段混合,90"C左右变性并在室温下复性形成杂交分子。

当待测DNA 片段中存在碱基突变时,在该位点上二条链不能正常配对,便成为RNase的识别和切割位点2 DGGE、CDGE、TGGE、TSGE法梯度变性凝胶电泳(DGGE)原理是当双链DNA在梯度变性的聚丙烯酰胺凝胶中行进到与DNA变性温度(熔点温度)一致的凝胶变性浓度位臵时,DNA 发生解旋变性此时电泳速度迅速降低。

各突变检测方法比较

各突变检测方法比较

1、RNA酶A切割法(RNase A cleavage)在一定条件下,氨基源双链核酸分子RNA:RNA或RNA:DNA中的错配碱基可被RNaseA切割,切割产物可通过变性凝胶电泳分离。

当RNA探针上错配的碱基为嘌呤时,RNaseA在错配处的切割效率很低,甚至不切割,而当错配碱基为嘧啶时,则其切割效率较高。

故如果仅分析被检DNA的一个条链,突变检出率只有30%,如同时分析正义和反义二条链,检出率可达70%。

该法需要制备RNA探针,增加了操作的复杂性,但可用于1-2kb 的大片段进行检测,并能确定突变位点。

于这些优越性,它仍被作为一种经典方法用于对未知突变进行分析。

电泳法(不能确定突变位点,都要通过测序等解决)2、变性梯度凝胶电泳(DGGE)双链DNA 分子在一般的聚丙烯酰胺凝胶电泳时,其迁移行为决定于其分子大小和电荷。

不同长度的DNA 片段能够被区分开,但同样长度的DNA 片段在胶中的迁移行为一样,因此不能被区分。

DGGE/TGGE 技术在一般的聚丙烯酰胺凝胶基础上,加入了变性剂(尿素和甲酰胺)梯度,从而能够把同样长度但序列不同的DNA 片段区分开来。

一个特定的DNA 片段有其特有的序列组成,其序列组成决定了其解链区域(meltingdomain, MD)和解链行为(melting behavior) 。

一个几百个碱基对的DNA 片段一般有几个解链区域,每个解链区域有一段连续的碱基对组成。

当变性剂浓度逐渐增加达到其最低的解链区域浓度时,该区域这一段连续的碱基对发生解链。

当浓度度再升高依次达到各其他解链区域浓度时,这些区域也依次发生解链。

直到变性剂浓度达到最高的解链区域浓度后,最高的解链区域也发生解链,从而双链DNA 完全解链。

如果不同DNA 片段的序列差异发生在最高的解链区域时,这些片段就不能被区分开来。

在DNA 片段的一端加入一段富含GC 的DNA 片段(GC 夹子,一般30-50 个碱基对)可以解决这个问题。

怎样解读基因检测的结果

怎样解读基因检测的结果

怎样解读基因检测的结果现代科技的不断发展,让我们在很多领域都可以获得前所未有的信息和数据。

其中,基因检测技术的出现成为了一个非常热门的话题。

通过基因检测,我们可以获得自己的DNA序列的信息,了解自身潜在的遗传风险,以及对一些基因相关疾病的患病风险的评估。

但是,怎样解读基因检测的结果呢?在这篇文章中,我将介绍一些基本的概念和方法,来帮助我们更好地理解基因检测结果。

第一步,了解基因检测的类型基因检测可以分为多种类型,例如基因突变型检测、微生物基因检测、个人基因组测序等。

每一种检测方法都有不同的应用场景,也给出不同的结果。

因此,在解读基因检测结果之前,我们需要确定我们接受的检测类型和其对应的报告内容和解释。

第二步,了解检测的框架和数据的来源在获得基因检测结果后,我们首先需要了解的是,这份报告的框架是什么,数据来源是哪里。

有些基因检测的报告可以自行识别与筛查所涉及的基因,而有些则需要我们根据给出的数据分析报告进行自行筛选。

在了解数据来源的同时,我们也需要注意区分检测结果中的“风险”和“患病率”等术语。

有些测试结论是植根于疾病的遗传风险评估,而有些则是基于生理上的个体差异性,即使是一个人的基因组中具有某种潜在危险突变,也未必在实际生活中以此为基础发生疾病。

第三步,评估实际的风险和建议一份基因检测报告会给出很多数据和结果,但并不是每个结果都对我们有用。

针对不同的基因检测结果,我们需要根据自己的实际情况进行评估和建议。

具体来说,我们应该关注以下几个方面:(1)健康原因报告中所显示的基因突变和潜在风险的患病因素,我们需要确保所涉及的检测结果与我们的个人医疗史、家族史和生活方式相匹配。

如果发现自己具有较大的健康风险,我们可以寻求医生的帮助,以确保我们采取了适当的预防措施。

(2)进化考虑报告中的基因序列是人类的进化历程的重要代表,我们可以思考其中可能对于进化历程具有的影响,可能也对到我们自己的生理健康带来了某些影响。

基因诊断的原理

基因诊断的原理

基因诊断的原理
基因诊断是一种利用分子生物学技术来检测人类遗传疾病的方法。

其原理主要包括以下几个方面:
1. 检测基因突变:基因突变是导致遗传疾病的主要原因之一。

基因诊断可以通过PCR、DNA芯片等技术检测基因序列中的突变,从而确定是否存在遗传疾病。

2. 检测基因拷贝数变异:有些遗传疾病是由基因拷贝数变异引起的,例如某些遗传性失聪症。

基因诊断可以通过MLPA、CGH等技术检测基因拷贝数变异,从而确定是否存在遗传疾病。

3. 检测基因表达水平:有些遗传疾病是由基因表达异常引起的,例如某些癌症。

基因诊断可以通过RT-PCR、Western blot等技术检测基因表达水平,从而确定是否存在遗传疾病。

4. 检测基因组结构变异:有些遗传疾病是由基因组结构变异引起的,例如染色体异常。

基因诊断可以通过FISH、SNP芯片等技术检测基因组结构变异,从而确定是否存在遗传疾病。

基因诊断的准确性和可靠性取决于所采用的技术和样本的质量。

因此,在进行基因诊断之前,需要对样本进行充分的质量控制和验证。

此外,基因诊断还需要结
合临床表现和家族史等信息,综合分析来确定是否存在遗传疾病。

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第十章基因突变一、教学目的与要求:(1)了解基因突变的类型和性质、特征(2)掌握基因突变分子机理和诱变因素的作用方式(3)理解基因突变的检测方法(4) 掌握基因突变的修复途径二、教学重点、难点、疑点:1.突变的概念、类型和性质2.诱发突变的分子基础3.诱发突变与人类癌症4.生物体基因突变的修复机制5.果蝇基因突变的检出6.植物基因突变的检出7.人类基因突变的检出[解决方法](1)通过出示基因结构变化的示意图,加深学生对基因突变内涵的理解。

(2)课堂教学中不断提出问题,让学生通过概念的运用达到巩固概念和知识迁移的目的。

2.教学难点及解决办法基因突变的原因。

[解决办法]对人类镰刀型细胞贫血症病因结合图解进行分析,使学生真正明白基因突变的原因——DNA复制过程也可能发生差错,基因中个别碱基的变化,就会造成性状改变。

3.教学疑点及解决办法为什么说基因突变是变异的主要来源?[解决办法]讲明基因突变与基因重组的区别,联系实际举例。

三、教学方法设计:四、教具或教学手段:多媒体课件五、教学过程与板书设计:第一节基因突变的概念和特征一、基因突变的概念及类别1、基因突变:指在染色体上一定位点基因内部的化学变化引起的突变基因突变:指染色体上一定位点基因内部的化学变化引起的突变2、类别隐性突变:A a显性突变:a A自发突变—外界环境条件的自然作用或生物体内的生理生化变化而产生的突变诱发突变—在专门诱变因素影响引起的突变,为“诱发突变”形态突变型—可见突变:指造成外形改变的突变型至死突变型—能造成个体死亡或生命力明显下降的突变型条件突变型—在一定条件下有致死效应3.一般特征①突变的频率:指生物体在每一世代中发生突变的机率,或者在一定时间内突变可能发生的次数。

高等植物 10-5— 10-8细菌和噬菌体 10-4—10-10范围大、突变频率比动植物高例如:氨基酸过程中三种疾病是由三种基因突变导致酶发生变化引起的,有一定的突变频率苯丙氨酸羟化酶缺乏导致苯丙酮尿症;尿黑尿酸氧化酶缺乏会产生尿黑酸尿症;酪氨酸酶缺乏导致白化病苯丙氨酸羟化酶苯丙酮酸苯丙氨酸酪氨酸积累尿黑尿酸氧化酶酪氨酸酶苯丙酮尿症尿黑酸黑色素延胡索酸+乙酰乙酸突变频率不是固定不变的,受生理、外界环境的影响温度:0—25℃,温度每增加1℃突变频率提高二倍年份:储存了6—7年的大麦种子500r射线后比新种子高15倍②突变发生的时期:体细胞〈性细胞突变越早,表现的性状越明显③突变的多向性:虽然是多向性的,但不是可以任意发生突变,突变的方向受构成基因的化学物资、物质的制约。

④突变的重演性:同种生物中相同基因的突变可以在不同的个体中重复出现,这称为突变的重组性。

⑤突变的可逆性: A a 隐性突变(正向突变)多a A 显性突变(回复突变)少任何离开野生型等位基因的变化为正向突变(forward m.)与正向突变概念相对的是任何回复到野生型的变化称为显性突变或回复突变(reverse m)。

这一点与染色体缺失造成的突变不同。

基因突变可以得到恢复,而染色体缺失不能得到恢复。

⑥突变的有利性与有害性:大多数突变为不利于生物生长的突变。

原因是,长期适应和选择保留了有利性状,一旦突变变为不利性状。

少数有利性状:高杆矮杆;有害与有利是相对第二节突变检测大突变:控制质显性性状的基因突变为大突变。

微突变:控制数显性性状的基因突变为微突变。

一、植物的显性和隐性突变出现的一般规律。

等位基因在一般情况只有其中的一个基因发生突变,另一个不突变。

如何检测发生了那种突变,如何选出突变的纯合体,是要跟据突变体出现的早晚和基因纯和速度快慢来判断。

显性突变亲本 ddDd⊕ M1 突变一代(长杆植株)在M1代表现出来⊕⊕⊕DD Dd dd M2 (纯合与杂合混在一起)DD DD Dd dd M3(获得纯合突变体) M3代才能获得纯合植株。

显性突变M1代出现,M3代检出亲本 AA↓Aa⊕ M1(没有表现)↓AA Aa aa M2 (表现纯合)隐性突变比显性突变表现的晚一代,但纯和速度早一代。

二果蝇突变的检出1、性连锁基因突变的检出--- ClB品系方法主要用来检测X染色体上是否发生了致死突变、隐性突变等。

ClB是指果蝇的某个品系,X染色体上有一个较大的倒位,记做C,后代中也保持这个倒位环。

l为X染色体的隐性致死基因,雄个体有l基因时不能存活。

而雌蝇仅有一个l基因时存活。

B是X染色体上一个标记棒眼性状的基因。

ClB方法:第一步:CIB雌蝇与被检测雄蝇杂交后代雌蝇∶雄蝇 = 2∶1,雌蝇中一半是棒眼,由于被检测出的chr均在雌蝇上,都有对应的等位基因,所以不能检测出是否发生了致死突变。

第二步:选出棒眼雌蝇×一般雄蝇(非被检测雄蝇)①如果在被检测的X染色体上发生了致死突变,F2无雄性② X染色体发生了隐性突变,雄蝇则全部带有该隐性突变性状。

雌蝇一半棒眼,一半野生③如果X染色体没有发生隐性突变,雌蝇棒眼∶野生=1∶1,野生雄蝇仅为雌蝇一半2 常染色体基因突变的检出平衡致死系统法第二对染色体 cy +cy + 纯合致死第二对染色体另一位点+ S+ S 纯合致死cy ++ S 杂合时不致死cy ++ SF1 雌 cy + + S雄 cy + + S从F1代中选出翘翅雄蝇再与平衡致死的品系雌蝇成对饲养。

Cy × cy + + SB1♀ ♂ cy + + Scy + cy + + Scy + cy +cy + + S在B1代选翘翅雌蝇和翘翅雄蝇互交。

cy + cy + .×F3 ♂ ♀♀ ♂ cy + × ♀♂ ♀cy + cy + cy +cy +cy +(1)如果F3只有翘翅类型证明只有cy + 杂合体,那么被检测雄蝇染色体上发生了隐性致死突变(2)如果F3有2/3翘翅类型,有1/3野生型说明没有发生致死突变,也没有隐性突变(3)如果有2/3的翘翅类型,1/3突变类型,说明发生了隐性突变。

3 微生物基因突变的检出----营养突变的筛选营养缺陷型只能在基本培养基上生长,不能在某一缺营养培养基上生长。

在完全培养基上能生长,在基本培养基上不能生长,证明发生了突变。

4 、人类基因突变的检出离子法、芯片法、PCR 技术(见基因组学部分)第三节诱变因素及作用机理诱发突变:是有机体暴露在诱变剂中引起的遗传物质改变诱变剂:能诱发生物体变异的理化条件称诱变剂一、物理诱变因素及作用机理1927年Muller用X射线处理果蝇精子,证明X射线可以诱发突变这一结论为辐射遗传学奠定了基础。

因此Muller在1941年获得了诺贝尔奖。

差不多同一时期Ctadler用X射线、γ射线处理大麦和玉米种子,也得到了相似的结果。

随着研究的深入,人们已经知道α、β中子及紫外线等均有不同程度的辐射作用。

用这些诱变剂进行辐射研究又解决了以下几个方面的问题①可提供诱发突变的有效方法②研究诱变的过程及诱变的机理③证明辐射不仅对人体有害,而且更重要的是影响后代电离辐射ionization radiotion非电离辐射unionizating1、电离辐射(1)辐射源粒子射线:γ、β射线、中子电磁辐射:γ射线、X 射线X射线:带正电的粒子束2-9百万电子伏特(MeV)高能电子,质量大,穿透力弱,在生物细胞中仅穿透十分之几mm,但因能量大,具有较大的电离作用,如氢原子核。

β射线:带负电的β粒子构成的电子流,能量也较大,几百万电子伏特,有较大的穿透能力。

中子:不带电的质点,按所带的能量可分为快中子、慢中子。

中子是在反应堆回旋加速中产生的。

如镭中子源可产生中子流电磁辐射:不带电核的γ射线、X射线是一种电磁,具有很大能量和光一样的速度。

(2)电离作用:电离作用是从中性原子或分子形成离子的过程称为电离作用。

影响电离作用大小的因素:①辐射剂量(伦琴表示)定义:1γ的照射可使1cm3的标准状态的干燥空气产生一个静电单位的电离量。

辐射剂量越大,电离作用越大②射程:从粒子进入物质到能量被吸收最后停止,这段距离称粒子在该物质内的射程。

射程越大,分子和原子的电离作用越大③辐射强度:单位时间内照射剂量。

大剂量短时间照射比比相同剂量多次长时间照射容易引起突变。

:粒子照射到物质之后,它的分子或原子的核外电子丢失,丢失的电子的原子或分子成为常正电的阳离子,而被激出的电子被其他的中性原子所捕获,形成带负电的阴离子。

(3)、电离作用对生物体遗传物质的影响电离辐射诱发生物变异的全过程分四个阶段物理学阶段:指能量从辐射源传递到生物细胞内,使细胞内的各种分子发生电离和激发。

电离作用物理化学阶段:是储存能量的迁移和生物大分子损伤形成的辐射化学过程。

在这一过程中形成许多特别活跃的自由基和自由原子,其中水是最多的,所以水分子中产生的离子对一系列复杂的反应起重要的作用。

水射解水的电离过程又称水的射解H2o H2o++e+电离H2O+e H2O -(水负离子)水中正负电子对形成了水的射解H2O +H++O H0氢O H自由基H2 O -H0+O H-水自由基与离子团结合OH0+H0H2 OOH-+H+H2 OOH o+OH+H2 O2水的射解之后,形成的许多自由基对大分子产生影响,尤其产生氧化物。

生物学阶段a辐射作用于细胞分裂间期,核物质,染色质有的部位空泡化或出现成团现象。

b辐射作用于细胞分裂中期染色体粘合松弛断裂辐射作用于细胞分裂后期可见染色体桥梁片段缺失倒为易位重复等结构变异c辐射引起染色体数目的改变形成多倍体或单倍体个体发生的表观型发生改变或突变个体不育或死亡体的细胞活力下降生长势小。

d辐射对DNA结构的影响,碱基发生替代,碱基之间的化学键发生变化,糖和磷酸之间的键发生变化,使染色体和DNA结构发生变化。

e对细胞质的影响,使细胞膜透性增加,细胞质外渗,或粘滞度加大,影响物质运输,代谢紊乱。

2、非电离辐射:辐射过程中不引起电离,但可以突变(1)辐射源:紫外线电磁波,带电量低近3-5eV,穿透力弱,不足以引起电子发生电离.照射时有效的波长为270nm,植物和微生物诱变作用(ultraviole,UV)。

30%的紫外线又穿过珠花粉壁,8%可穿透膜。

(2)诱变机理:直接作用→分子活化→化学键变化间接作用→甲物质被活化→能量→乙物质→化学变化①胞腺嘧啶二聚体,阻止DNA正常识别和转录、翻译或错误复制。

②胞嘧啶与水分子发生水合作用③化学键发生断裂,主要是配对的碱基化学键断裂;糖和磷酸之间的键断裂。

二、化学诱变1、化学诱变剂的种类(1)烷化剂:有一个或几个不稳定的甲基、已基烷基团能与核酸中的碱基发生化学反应,引起碱基配对的转换。

(2)碱基类似物:分子结构与DNA上的碱基相似,当DNA复制时,可作为碱基插入引起突变。

(3)嘧啶类染料:使分子DNA上减少或增加一、二个碱基,引起碱基的移码突变,发生转录和翻译错误诱变。

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