DNA 序列多态性
DNA序列多态性
Biotin
T T T T TTTTTTTTTTTT T
PROBE
Examples:
Probe Specifications:
1 2 3 4 C 1.1 12-14 1.3 All but 1.3
AMPLIFIED DNA
IMMOBOLIZED ASO PROBE NYLON MEMBRANE
DQA type
PCR-SSCP法具有能快速、灵敏地检测有 无点突变或多态性的优点,但如欲阐明突 变的碱基性质,则需作序列分析。
PCR扩增
PCR-SSCP
快速复性 单链构象形成
电泳,分析
PCRSSCP
Structure of Maldi-TOF
Laser Sample
Linear Reflector
Matrix Assisted Laser Desorption Ionisation
RFLP
§3 PCR-RFLP
RFLP反映了常见的个体间DNA核苷酸的可 遗传性变异,它按照孟德尔方式遗传。
RFLP可用Southern印迹杂交法检出。
§3 PCR-RFLP
PCR与RELP相结合
A/O
CACCCCGGCTTCT
B
CACCCCAGCTTCTAl I§4 MVR 特点:既有长度差异,又有序列差异
对特定碱基(或特定类 型的碱基)进行化学修饰 修饰碱基从糖环上脱落 修饰碱基5’和3’的磷酸 二酯链断裂
Protein-DNA
Sanger
Born August 13th, 1918 in Rendcombe, Gloucestershire. His father (also Frederick Sanger), was a medical doctor who inspired his son to persue biology. Ph.D. in biochemistry during the war on lysine metabolism.
生物信息-名词解释
逐个克隆法:对连续克隆系中排定的BAC克隆逐个进行亚克隆测序并进行组装(公共领域测序计划)。
全基因组鸟枪法:在一定作图信息基础上,绕过大片段连续克隆系的构建而直接将基因组分解成小片段随机测序,利用超级计算机进行组装。
单核苷酸多态性(SNP),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。
遗传图谱又称连锁图谱,它是以具有遗传多态性(在一个遗传位点上具有一个以上的等位基因,在群体中的出现频率皆高于1%)的遗传标记为“路标”,以遗传学距离(在减数分裂事件中两个位点之间进行交换、重组的百分率,1%的重组率称为1cM)为图距的基因组图。
遗传图谱的建立为基因识别和完成基因定位创造了条件。
物理图谱是指有关构成基因组的全部基因的排列和间距的信息,它是通过对构成基因组的DNA分子进行测定而绘制的。
绘制物理图谱的目的是把有关基因的遗传信息及其在每条染色体上的相对位置线性而系统地排列出来。
转录图谱是在识别基因组所包含的蛋白质编码序列的基础上绘制的结合有关基因序列、位置及表达模式等信息的图谱。
比较基因组学:全基因组核苷酸序列的整体比较的研究。
特点是在整个基因组的层次上比较基因组的大小及基因数目、位置、顺序、特定基因的缺失等。
环境基因组学:研究基因多态性与环境之间的关系,建立环境反应基因多态性的目录,确定引起人类疾病的环境因素的科学。
宏基因组是特定环境全部生物遗传物质总和,决定生物群体生命现象。
转录组即一个活细胞所能转录出来的所有mRNA。
研究转录组的一个重要方法就是利用DNA芯片技术检测有机体基因组中基因的表达。
而研究生物细胞中转录组的发生和变化规律的科学就称为转录组学。
蛋白质组学:研究不同时相细胞内蛋白质的变化,揭示正常和疾病状态下,蛋白质表达的规律,从而研究疾病发生机理并发现新药。
蛋白组:基因组表达的全部蛋白质,是一个动态的概念,指的是某种细胞或组织中,基因组表达的所有蛋白质。
代谢组是指是指某个时间点上一个细胞所有代谢物的集合,尤其指在不同代谢过程中充当底物和产物的小分子物质,如脂质,糖,氨基酸等,可以揭示取样时该细胞的生理状态。
第五章 DNA序列多态性
自动序列分析仪
自动序列分析仪
荧光标记方法
Dye-Primer: 用荧光染料预先标记在测序反应引物的5′端,4种 荧光标记形成4种标记引物 在4个管中进行测序反应,特定荧光染料与相应的 ddNTP是对应关系 由同一种ddNTP终止的所有延伸链5′端都带有同一 种荧光染料。 Dye-Terminators: 用荧光染料标记ddNTP 4种荧光标记分别与4 种ddNTP底物连接 在1个管中进行测序反应, 反应产生的4组被不同ddNTP终止的延伸链分别标记 有4种不同荧光
mt DNA序列多态性在个人识别中的最大价值在于检测灵敏 度高,具有STR分析无法比拟的优势。 拷贝数多,当基因组DNA不能完成STR分型时, mt DNA序 列分析可能获得成功 尤其在毛发、指甲、骨骼等非常规检材的鉴定中有实用价值
(2)鉴定意义不在于认定,而在于排除同一性
① 母系遗传: 同一母系后代, mt DNA序列相同; 可将遗传情况追溯到一代以上,适用于失踪人员; 对于母子、母女等母系亲缘关系鉴定有参考价值。
测序反应
标准的测序反应设臵4个反应管。 每个反应管对应一种碱基,除加入待测 单链DNA模板、引物、标记dNTP、聚合酶 外以及缓冲液外,还加入一种ddNTP,合 成相应碱基为末端的系列片段。 四个管分别产生A、G、C、T四种不同 碱基为末端的长度不等的片段。
一次测序:经历变性→退火→延伸一个 循环的测序反应过程
模板与引物
模板:单链DNA 或碱变性的DNA
制备方法:构建重组体DNA
引物:通用引物
以靶DNA片段两侧翼的载体已知序列作为测 序反应的引物。 由于克隆载体的序列是已知的,可引导任何靶 DNA片段的测序反应,故被称为通用引物
模板与引物
SNP分型技术简介
SNP概念
SNP(single nucleotide polymorphisms )单核苷酸多态性
是指在基因组水平上由单个核苷酸的改变所引起的DNA 序列多态性。
单 个 ? 核苷酸 ? 多态性 ?
突变 与 多态性
1. 多态性是一个群体概念,多态性指这个差异占群体的1%以 上。否则就叫突变(小于1%)。 2. SNP是多态性中的一种,只是进一步限定了差异只是单碱基。 3. SNP一般来说,是全部体细胞一样的基因型。 4. 突变一般不是一个个体全部体细胞的变化。 5. 如果突变发生在生殖细胞,则可以遗传,但是只要这个突 变群没有达到总群体的1%,它就只是一个突变株/系;达到 了1%就是多态性了。
编码区snp有同义和非同义2种非同义突变由于会导致氨基酸的变化从而影响蛋白质的功能特别是发生在结构功能区域的snp尤其重要非同义突变虽然没有明显的功能的分子机制但是在遗传学上可能因为与附近的其它致病基因的表达或者snp连锁因此在流行病学上形成阳性结果一般以此解释
SNP分型简介
单核苷酸多态性分型 SNP技术交流QQ群:107750067
SNP研究的优势 1. SNP在基因组中每500-1000个碱基就有一个标记。无论是比 较于RFLP还是SSR(6000一个标记),都要广泛得多; 2. SNP在人群中是等位基因性的,在任何人群中其等位基因 频率都可估计出来; 3. 与微卫星位点相比,SNP是高度稳定的,尤其是处于编码 区的SNP,而前者的高突变率容易引起对人群的遗传分析出 现困难; 4. 部分位于基因内部的SNP可能会直接影响产物蛋白质的结构 或基因表达水平,因此,它们本身可能就是疾病遗传机制 的候选位点; 5. 易于自动化、规模化分析,缩短了研究时间。
公开的SNP 数据库:
人类基因组多态性的基础和意义
人类基因组多态性的基础和意义随着现代医学的不断发展,认识到人类基因组的重要性日益加深。
人类基因组是指所有人体细胞中含有的遗传信息,“基因组多态性”指的是不同人之间基因存在差异的情况,也就是遗传多样性。
这些基因差异对于人类的生理和心理特性有着巨大的影响,同时也对医学和研究等方面具有极大的意义。
一、基因组多态性的基础基因组多态性的基础主要是DNA序列的差异。
DNA是构成基因的基础单元,它由四种核苷酸A,T,C,G组成,不同的序列排列决定了基因的不同功能和表达。
人类的基因组存在大量的多态性位点,即DNA序列中不同的位置上可能会存在不同的核苷酸。
这些位点的差异形成了人类各种基因型的分布情况,使得人类基因组具有了极高的多样性。
此外,基因组的多态性还包括了单核苷酸多态性(SNP)、插入缺失多态性(InDels)等多种类型。
二、基因组多态性的意义1、基因组多态性与人类健康的联系基因组多态性在医学上具有重要的意义。
许多人类疾病都与人类基因组的多态性有关,例如糖尿病、高血压、癌症和心血管疾病等。
基因组多态性的差异也能用来解释为什么有些人对某些药物不敏感或反而有不良反应。
在营养学方面,人类基因组的多态性也与不同营养素的吸收率和代谢率有关,能更好的指导人类营养的调整和管理。
2、基因组多态性与人类进化的联系基因组多态性也是人类进化的一个重要证据。
长期以来,人类面对着大量的自然选择和适应挑战,从而在人类基因组中留下了大量的多态性。
基因组多态性的差异也可以研究人类各种群体之间的历史状态和演化关系,加深对人类起源和演化的理解。
3、基因组多态性与个体差异基因组多态性不仅存在于不同个体之间,也存在于不同组织、不同时期和不同环境下的同一人体内。
这种多态性导致了人类各种个体差异,与个体的性别、种族、环境条件等也有关。
基因组多态性的这种不同造成了人类在生理表现上的差异,例如各种天赋或性格的表现,能够判断一个人在某些方面会比另一个人更出色或者更容易出现健康问题。
DNA多态性及其分析
DNA多态性及其分析DNA多态性是指DNA序列在人群或物种中存在的差异。
这些差异可以以单个核苷酸的替代(单核苷酸多态性,SNP)、插入(插入/缺失多态性,INDEL)或重复序列(重复序列多态性)等形式存在。
这些多态性可以对个体之间的遗传差异进行研究,并被广泛用于种系关系、疾病易感性、药物反应等方面的研究。
DNA多态性的分析是指通过不同的实验方法来研究DNA中的差异。
常用的分析方法包括PCR(聚合酶链式反应)、测序、引物扩增长度多态性(PCR-RFLP)、串联重复序列(STR)等。
下面将详细介绍各种分析方法及其应用。
PCR是一种广泛应用的DNA分析方法,通过特定的引物扩增特定DNA序列,从而实现对该序列的研究。
PCR通常通过选择性引物来扩增目标序列,然后通过电泳或测序等方法来检测PCR产物。
PCR在研究DNA多态性中被广泛应用,例如通过扩增SNP位点来研究个体的遗传差异。
测序是一种可以直接读取DNA序列的方法,可以精确地测定DNA中的碱基序列。
测序方法包括Sanger测序、NGS(Next-Generation Sequencing)等。
测序方法可以用于鉴定SNP、INDEL等多态性,并且可以在同一次实验中检测多个位点。
PCR-RFLP(引物扩增长度多态性)是一种通过PCR扩增特定DNA序列后再通过限制性酶切来检测DNA多态性的方法。
不同的基因型会产生不同的酶切片段,从而可以通过电泳等方法来检测不同的基因型。
PCR-RFLP方法简单、便宜,并且适用于大规模筛查。
STR(串联重复序列)是指在DNA中串联重复的小片段DNA序列,STR位点的多态性通常由重复单元的数目和结构差异所决定。
STR是DNA指纹分析的主要依据,可以在法医鉴定、亲子鉴定等方面发挥重要作用。
DNA多态性的分析在生物学、医学等领域有广泛的应用。
例如,在种系关系研究中,通过分析DNA多态性可以揭示不同群体或物种之间的遗传关系。
在疾病研究中,通过对DNA多态性的研究可以发现与疾病相关的位点,从而对疾病的易感性进行分析。
DNA多态性分析基础详解
DNA多态性分析基础详解DNA多态性分析(Polymorphism Analysis of DNA)是一种用以研究个体之间基因组差异的分析方法。
DNA多态性是指DNA序列的差异,这些差异可能会导致个体之间的遗传差异。
DNA多态性可以作为人类遗传学、分子进化学和医学研究的重要工具之一DNA多态性分析可以通过不同的方法进行。
其中常用的方法包括限制性片段长度多态性(Restriction Fragment Length Polymorphism,RFLP)、单点突变(Single Nucleotide Polymorphism,SNP) 分析、序列分析和扩增子长度多态性(Amplified Fragment Length Polymorphism,AFLP)等。
RFLP是一种具有高度位点特异性的分析技术。
这种方法是基于限制酶特异性切割DNA,然后通过电泳将产生的DNA片段分离,并通过染色剂将其可视化。
RFLP可以用于检测DNA序列的特定变异位点,从而确定个体之间的差异。
SNP分析是目前最常用的DNA多态性分析方法之一、这种方法利用PCR扩增待检测的DNA片段,然后使用特异性引物结合DNA序列进行扩增。
产生的扩增产物将通过电泳分离,并通过测序或其它方法来检测SNP位点的具体变异。
序列分析是一种直接检测DNA序列的方法。
它利用测序技术来确定个体之间的差异,通常应用于长序列的DNA分析。
序列分析可以提供更精确的结果,但是相对较为耗时和费用较高。
AFLP则是一种无需基因序列信息即可研究DNA多态性的方法。
这种方法将限制酶切割DNA,然后使用引物对产生的DNA片段进行扩增。
产生的扩增产物经过电泳分离并可视化,从而了解个体之间的差异。
DNA多态性分析在人类遗传学研究中具有广泛的应用。
它可以用于亲子鉴定、个人特征分析、基因功能研究以及疾病易感性筛查等领域。
在医学研究中,DNA多态性分析可以用于确定特定基因变异与特定疾病之间的关系,从而为疾病的早期诊断和个体化治疗提供依据。
SNP
(single nucleotide polymorphism ,SNP,发音为“snips”), 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常见的一种。
占所有已知多态性的90% 以上。
SNP 在人类基因组中广泛存在,平均每500 ~1000 个碱基对中就有1 个,估计其总数可达300 万个甚至更多。
(1) SNPs在基因组中的分布(每500-1000个碱基就有一个标记)无论是比较于RFLP限制性片段长度多态性分析还是STR微卫星标记(6000-7000多个Markers),都要广泛得多;(2) SNP在人群中是二等位基因性的,在任何人群中其等位基因频率都可估计出来;(3) 与串联重复的微卫星位点相比,SNP是高度稳定的,尤其是处于编码区的SNP(cSNP),而前者的高突变率容易引起对人群的遗传分析出现困难;(4) 部分位于基因内部的SNP可能会直接影响产物蛋白质的结构或基因表达水平,因此,它们本身可能就是疾病遗传机制的候选改变位点;(5)易于进行自动化、规模化分析,缩短了研究时间。
在基因组DNA 中,任何碱基均有可能发生变异,因此SNP 既有可能在基因序列内,也有可能在基因以外的非编码序列上。
总的来说,位于编码区内的SNP(coding SNP,cSNP) 比较少,因为在外显子内,其变异率仅及周围序列的1/5 。
但它在遗传性疾病研究中却具有重要意义,因此cSNP的研究更受关注。
从对生物的遗传性状的影响上来看,cSNP又可分为2 种:一种是同义cSNP(synonymous cSNP), 即SNP 所致的编码序列的改变并不影响其所翻译的蛋白质的氨基酸序列,突变碱基与未突变碱基的含义相同;另一种是非同义cSNP(non-synonymous cSNP), 指碱基序列的改变可使以其为蓝本翻译的蛋白质序列发生改变,从而影响了蛋白质的功能。
这种改变常是导致生物性状改变的直接原因。
dna 的变性名词解释
dna 的变性名词解释DNA的变性名词解释DNA,即脱氧核糖核酸(Deoxyribonucleic Acid),是构成生物遗传信息的基因物质。
它是人类和其他生物体内最基本的分子,携带了遗传信息,决定了个体发育和功能的特征。
在DNA的研究领域中,有一些与变性相关的名词,它们用来描述DNA分子的不同状态、结构或修饰。
下面,让我们逐一来解释这些名词。
1. 双螺旋结构(Double Helix Structure)DNA以一种被称为双螺旋结构的形式存在。
它由两个互相缠绕的长链构成,这些链是由鸟嘌呤(Adenine,简称A)、胸腺嘧啶(Thymine,简称T)、鸟苷(Guanine,简称G)和胞嘧啶(Cytosine,简称C)四种碱基组成的。
这些碱基按照特定顺序排列,形成了DNA的遗传密码。
2. 突变(Mutation)突变是指DNA序列发生不可复制的变化。
这种变化可以是单个碱基的改变,也可以是更大范围的DNA片段的缺失、插入或倒位。
突变可能是自然发生的,也可能是由环境因素、化学物质或放射线等诱发的。
突变是生物进化和种群变异的重要推动力。
3. 多态性(Polymorphism)多态性是指DNA序列中存在多个不同形式的变异。
这种变异通常表现为SNP (Single Nucleotide Polymorphism,单核苷酸多态性),即某一位置上的碱基与常见的基因型不同。
多态性常常与个体的遗传特征、疾病易感性等特性相关。
4. CpG岛(CpG Island)CpG岛是DNA序列中的一种特殊区域,其中C和G碱基相互连接形成CG序列。
CpG岛通常位于基因的启动子区域,参与基因的调控。
在正常情况下,CpG 岛的甲基化程度较低,而在某些疾病中,CpG岛的甲基化失去平衡,可能导致基因的异常表达。
5. 甲基化(Methylation)甲基化是指DNA分子上的甲基基团(CH3)与CpG位点结合的修饰过程。
DNA甲基化是一种表观遗传调控方式,可以影响基因的表达和功能。
dna多态特点
dna多态特点
DNA多态性是指同一物种不同个体之间的DNA序列存在差异。
这种差异表现为个体间某些DNA片段的长度、序列或者结构存在差异,这些差异被称为多态性。
DNA多态性是生物进化的重要基础,它与个体的遗传、表型、疾病易感性等方面密切相关。
以下是DNA多态性的特点:
1. 广泛存在:DNA多态性普遍存在于各种生物物种中,包括人类、动物、植物等。
这种广泛存在使得生物具有多样性和适应性,能够适应不同的环境条件。
2. 遗传稳定性:DNA多态性具有遗传稳定性,也就是说,这种差异是可以遗传给后代的。
在人类中,一些多态性位点与某些疾病的发生密切相关,可以作为疾病预测和预防的指标。
3. 类型多样性:DNA多态性包括多种类型,如单核苷酸多态性(SNP)、微卫星多态性、插入/缺失多态性等。
这些不同类型的多态性在遗传学研究中具有不同的应用价值。
4. 表现复杂性:DNA多态性可以影响个体的表型和疾病易感性,这种影响可以是复杂的。
例如,某些多态性位点可以增加个体患某种疾病的风险,而另一些位点则可以降低风险。
这种复杂性使得对DNA多态性的研究需要深入探讨其与环
境因素之间的相互作用。
5. 技术依赖性:对DNA多态性的检测和分析需要依赖于先进的生物技术,如基因测序、基因芯片等。
这些技术的不断发展为深入研究DNA多态性提供了更多的可能性。
DNA多态性是生物多样性的重要基础,它具有广泛存在、遗传稳定性、类型多样性、表现复杂性和技术依赖性等特点。
对这些特点的深入了解有助于我们更好地理解生物进化、遗传和疾病发生的复杂性。
遗传学知识:遗传多态性
遗传学知识:遗传多态性在生物学领域中,遗传多态性(Genetic Polymorphism)是指一种基因可以有两个或以上相互不同的表达形式,这称为等位基因,而人口中等位基因的比例有差异,从而导致某些个体有不同的性状和疾病易感性。
遗传多态性是生物进化过程的重要标志之一,也被广泛应用于探索动植物的起源和遗传征。
本文将会讨论遗传多态性的概念、类型、影响和局限,同时也会引用一些实例。
1.概念和类型遗传多态性是指在一个种群中存在不同的等位基因,导致同一基因的表达结果有差异。
遗传多态性涉及到了DNA序列,在狭义上是指小于1%的DNA序列差异。
这种差异产生了多态性,即种群的DNA序列或基因型多态性。
虽然遗传多态性是狭义上的DNA差异,但它的表达可以影响个体层面的表型变异。
在人类中,最常见的遗传多态性类型有如下几种:1.1单核苷酸多态性(SNP)单核苷酸多态性是一种常见的遗传多态性形式,它代表了DNA序列中的单个核苷酸发生变异。
因此,显然只有2种(A/T,C/G)不同的单核苷酸多态性。
SNP的移位突变因其对新生物的适应性产生的效应而在进化过程中已经被定位。
1.2缺失和插入多态性插入和缺失多态性发生在DNA中的一个区域中,并且通常涉及到不同大小的DNA序列差异,这些差异可以起到内在的调控作用。
然而,缺失和插入多态性只在很少的基因中是常见的。
它们在不同个体中表现出不同数量的重复序列,从而在这些基因中的可能功能对象的差异中起到极端作用。
1.3多态性人类白细胞抗原(HLA)HLA是免疫系统中最具有多态性的基因,人类的免疫反应和组成都与HLA有很大关系。
大多数HLA变异可能会导致个体特定的疾病容易感染,如系统性红斑狼疮、炎症性肠病和类风湿关节炎等。
2.影响和局限遗传多态性在生态学和进化学中具有重要意义,帮助我们了解自然选择和进化过程。
在人类中,一些遗传多态性不仅影响人的体质健康,而且还影响人的反应和生命期。
遗传多态性在研究心血管、神经、肿瘤和群体人口时尤其重要。
DNA多态性和遗传疾病的关联分析
DNA多态性和遗传疾病的关联分析在人类遗传研究的领域中,DNA多态性是一项重要的研究内容。
DNA多态性指的是在不同个体之间,DNA序列存在变异,表现出来的遗传差异。
这些差异很小,但是却可能导致个体之间的生理、心理等方面表现不同。
同时,DNA多态性与许多遗传疾病的关联也备受关注。
本文将从DNA多态性与遗传疾病的基本概念、研究方法以及典型案例三个部分来论述DNA多态性和遗传疾病的关联分析。
一、DNA多态性与遗传疾病的基本概念1、DNA多态性的概念DNA多态性,指的是基因组DNA序列上的一些位点(例如单核苷酸多态性(SNP)和串联重复序列(STR),结构变异(CNV)等),在不同个体之间存在的变异。
这些变异是由随机突变和自然选择等环境、生物、遗传等多种因素引起的。
然而,这些变异却可能对个体的生理、行为、心理等方面产生一定的影响。
2、遗传疾病的概念遗传疾病是由遗传因素引起的一类疾病,其中包括单基因遗传病、复杂遗传病等,由于单基因遗传病的遗传模式比较简单,因此研究上相对容易。
而复杂遗传病则比较复杂,与多个基因和环境因素有关,研究上较为困难。
3、DNA多态性与遗传疾病的关联DNA多态性对个体的生理、行为、心理等方面产生影响,其中部分影响与遗传疾病有关,例如单基因遗传病中常常与某些位点的DNA序列变异有关,这些变异可能导致个体易患某种疾病。
同时,复杂遗传病中也具有类似的关联,多个DNA位点变异的复合影响可能会导致遗传疾病的发生。
二、DNA多态性与遗传疾病的研究方法1、多态性检测方法多态性检测方法包括PCR变性分析、基因芯片探测、测序等技术,并根据检测到的遗传变异量化来研究DNA序列的变异情况,是分析DNA多态性的重要手段。
2、遗传病研究方法遗传病研究方法包括单基因遗传病和复杂遗传病的研究方法。
单基因遗传病的研究方法包括串联分析和关联分析,复杂遗传病的研究方法则主要包括基因关联、全基因组关联研究等多种方法。
3、生物信息学方法生物信息学方法包括序列比对、成对末端序列拼接、组装等方法,通过对DNA序列数据进行分析,发现对于遗传疾病相关基因的多态性与疾病的关联,同时也需要结合动物模型,细胞实验等方法。
第5章 DNA序列多态性分析
(一)Sanger双脱氧末端终止法测序过程
1.用M13噬菌体做载体获得单链DNA模板,克隆并扩增
待测DNA片段,使其变性。 2.选择一条与DNA单链互补的短链引物,引物先同单 链模板复性 3.引物的延长和合成阻断
55℃水浴中 保温30min
Sequencing of DNA by the Sanger method (Layer 3)
高压凝胶电泳 与放射自显影
高压凝胶电泳与 放射自显影
Sequencing of DNA by the Sanger method (Layer 4)
人工判 读图谱
人工判读图谱
然后再利用 PCR 直接测定序列; 采用了PCR热循环高效合成 DNA 的特性并 结合双脱氧核苷酸终止法,使引物链终止的 延伸产物数量在热循环过程中得到增加,因 此称为循环测序。
先利用PCR扩增靶序列片段,制备测序模板,
(二)PCR循环测序
每个测序循环包括:
①PCR扩增制备的模板DNA变性成单链形 式;②标记引物与其中的一条链上的互补序 列退火; ③退火后的引物在耐热DNA聚合 酶催化下发生链延伸终止反应。 上述循环步骤重复20~40次,使链终止 产物以线性方式获得扩增。
(三)荧光标记循环测序全自动分析
PCR扩增 靶序列模 板
4种不同荧光 Radioactively 染料标记置于 labeled with 32P 1管中
PCR循环
激光检 测装置
荧光检测自动分析序列
(三)荧光标记循环测序全自动分析
SNP和CNV相关介绍和两者联系
SNP和CNV可以影响个体对药物的反应差异,导致不 同个体治疗效果不同。
肿瘤易感性
SNP和CNV可以影响肿瘤易感性,增加或降低个体患 肿瘤的风险。
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感谢聆听
多拷贝数变异(MCNV)
指一个基因位点有多个拷贝数的变异,即一 个基因位点上有多个等位基因。
检测方法
微阵列比较基因组杂交技术(aCGH)
通过将待测样本与正常样本进行杂交,利用不同的荧光标记物对不同来源的DNA进行标 记,通过检测荧光信号的强度和分布,确定待测样本中是否存在CNV。
下一代测序技术(NGS)
100%
分布特点
SNP大多分布在基因编码区或调 控序列中,而CNV则主要出现在 基因间区域或重复序列中。
80%
遗传变异的形成
SNP的形成通常是由于DNA碱基 的替换、插入或缺失,而CNV则 是由于大段DNA的复制、删除或 易位。
在疾病研究中的应用
疾病关联研究
SNP和CNV都被广泛用于疾病 关联研究,以识别与特定疾病 相关的遗传变异。
复杂性疾病的病因研究
在复杂性疾病的病因研究中, SNP和CNV可以提供互补的信 息,帮助揭示疾病的遗传基础 。
药物基因组学
在药物基因组学中,SNP和 CNV可用于预测个体对药物的 反应差异,从而指导个性化医 疗。
在基因组学中的互补作用
01
基因组覆盖
功能影响
02
03
进化生物学
SNP和CNV分别覆盖了基因组的 广泛区域,提供了全面的遗传变 异信息。
通过对基因组进行深度测序,利用生物信息学方法对测序数据进行比对和分析,确定是否 存在CNV。
实时定量PCR技术(qPCR)
利用RFLP和SNP技术分析DNA多态性分布规律
利用RFLP和SNP技术分析DNA多态性分布规律DNA是构成生命体的基本单位,其中含有许多基因,而基因的不同组合会导致种种特征和性状的产生。
因此,研究DNA序列和多态性,对于生物学和医学方面有着重要的意义。
某些疾病的发生与特定基因的突变息息相关。
体内的基因代表了人类的遗传信息,正是基因的多样性使人类具有巨大的遗传潜力。
遗传多样性的确定对于群体的进化历程、疾病的筛查和纯种物种的鉴别等领域都具有着重要的意义。
因此,在这篇文章中我将主要介绍两种比较常见的DNA多态性技术-- RFLP和SNP技术。
1. RFLP技术的原理与应用RFLP(Restriction Fragment Length Polymorphism 受限制酶切片段长度多态性)是利用特异性内切酶切割某位点DNA,生成不同长度的DNA片段,从而观察不同酶切型的频率分布。
其原理是分子杂交,即使用已知序列的探针与限制性酶切割的DNA片段杂交,然后进行电泳分离,以显示出探针的目标序列的多态性。
RFLP技术已经被广泛应用于分子进化学、生物物种鉴定、遗传精准诊断、疾病的遗传分析等领域。
例如,曾经报道了RFLP技术被用来鉴别非洲大象品种、判断植物中基因组DNA序列的差异性、生物种群和群体间的基因多样性等等。
2. SNP技术的原理与应用SNP(Single Nucleotide Polymorphism 单核苷酸多态性)是DNA多态性中最为常见的一种类型,通常发生在DNA中一对核苷酸(A-T、G-C)的一侧发生单碱基的变异,其最小可检测到5-10bp的单核苷酸差异,不同SNP型频率的多态性遗传在遗传学研究中具有重要作用。
SNP是目前最主要的基因标记类型之一,也是最常见的遗传变异形式之一。
SNP的检测方法主要有MassARRAY(Agena Bioscience)和TaqMan(Thermo Fisher Scientific)。
SNP技术已经广泛应用于人类遗传研究、医学和农业等领域。
DNA多态性分析基础详解
DNA多态性分析基础详解DNA多态性是指细胞或个体间在DNA序列上的差异。
这种差异可以是单核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphism, SNP)、插入缺失多态性(Insertion/Deletion Polymorphism, Indel)、重复序列多态性(Tandem Repeat Polymorphism, TRP)等,是生物学中一个重要的遗传变异现象。
对DNA多态性的分析可以帮助我们了解基因间的差异、对个体间遗传关系的研究、对疾病易感性的预测等,因此在医学、生物学、法医学等领域有着重要的应用价值。
在进行DNA多态性分析时,首先需要从个体样本中提取DNA,并经过一系列的处理步骤进行扩增和测序,最终得到目标DNA序列。
接下来我们将详细介绍DNA多态性分析的基本原理及常用的技术方法。
1.DNA多态性的基本原理DNA多态性是由基因上的变异所致。
人类有大约3亿个碱基对,而这些基因组都是类似的。
然而,在这些基因组中却存在一些微小的差异,也就是DNA多态性。
这种多态性可以是单个碱基对的差异,也可以是较大的插入/删除(Indel)或者重复序列的差异。
其中最常见的是单核苷酸多态性(SNP),即在基因组中一些位置上的碱基对发生了变异。
例如,在一些位置上,有的个体的DNA序列是"A",而另外一些个体的DNA序列却是"G",这种变异就构成了一个SNP。
SNP是最基础也是最常见的DNA多态性,因此在大部分DNA多态性分析中都会对SNP进行检测。
2.DNA多态性分析的技术方法(1)PCR-SSPPCR-SSP(Polymerase Chain Reaction-Sequence Specific Primers)是一种常用的DNA多态性分析方法。
它通过使用特异性引物扩增出目标DNA片段,然后进行电泳检测,根据不同的片段长度判断样本中的多态性。
PCR-SSP方法简单高效,广泛应用于HLA基因型分析、疾病易感性研究等领域。
四川省达州市平安中学2022-2023学年高三生物联考试题含解析
四川省达州市平安中学2022-2023学年高三生物联考试题含解析一、选择题(本题共40小题,每小题1.5分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
)1. S NP是基因组水平上由单个核苷酸的变异引起的DNA序列多态性。
科研人员利用SNP对拟南芥抗盐突变体的抗盐基因进行定位。
(1)SNP在拟南芥基因组中广泛存在,在不同DNA分子及同一DNA分子的不同部位存在大量SNP位点,某些SNP在个体间差异稳定,可作为DNA上特定位置的遗传____。
(2)研究者用化学诱变剂处理野生型拟南芥,处理后的拟南芥自交得到的子代中抗盐:不抗盐=1:3,据此判断抗盐为____性状。
(3)为进一步得到除抗盐基因突变外,其他基因均与野生型相同的抗盐突变体(记为m),可采用下面的杂交育种方案。
步骤一:抗盐突变体与野生型杂交;步骤二:____:步骤三:____;步骤四:多次重复步骤一一步骤三。
(4)为确定抗盐基因在Ⅱ号还是Ⅲ号染色体上,研究者用抗盐突变体m与另一野生型植株B 杂交,用分别位于两对染色体上的SNP1和SNP2(见下图)进行基因定位。
①将m和B进行杂交,得到的F1,植株自交。
将F1植株所结种子播种于____的选择培养基上培养,得到F2抗盐植株。
②分别检测F2抗盐植株个体的SNPI和SNP2,若全部个体的SNP1检测结果为____,SNP2检测结果SNP2m和SNP2B的比例约为_____,则抗盐基因在Ⅱ号染色体上,且与SNP1m 不发生交叉互换。
(5)研究者通过上述方法确定抗盐基因在某染色体上,为进一步精确定位基因位置,选择该染色体上8个不同的SNP,得到与抗盐基因发生交叉互换的概率,如下表。
据表判断,抗盐基因位于____SNP位置附近,作出判断所依据的原理是_________________(6)结合本研究,请例举SNP在医学领域可能的应用前景___________。
参考答案:(1). 标记(2). 隐性(3). 得到的F1自交(4). 筛选抗盐突变体(5). 含(一定浓度)盐(6). 均为SNP1m (7). 1:1 (8). -6 (9). 抗盐基因与SNP的距离越近,发生交叉互换的概率越小(10). 用于亲子鉴定、遗传病筛查等【分析】根据题意,SNP是基因组水平上由单个核苷酸的变异引起的DNA序列多态性,利用SNP对拟南芥抗盐突变体的抗盐基因进行定位研究,由此推测SNP可以作为DNA上特定位置的遗传标记的作用。
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MALDI-TOF MALDI-TOF
DHPLC
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DQA type
2, 3 1.1,3
*Allele-Specific Oligonucleotide
§3 PCR-RFLP
由于碱基的变异可能导致酶切点的消失或新的切 点出现,从而引起不同个体在用同一限制酶切 时,DNA片段长度出现差异,这种由于内切酶切 点变化所导致的DNA片段长度的差异,称为限制 性片段长度多态性(restriction fragment length polymporphism, RFLP)。
RFLP
§3 PCR-RFLP
RFLP反映了常见的个体间DNA核苷酸的可 遗传性变异,它按照孟德尔方式遗传。 RFLP可用Southern印迹杂交法检出。
§3 PCR-RFLP
PCR与RELP相结合
A/O B
CACCCCGGCTTCT CACCCCAGCTTCT Alu I
§4 MVR
特点:既有长度差异,又有序列差异 串联重复 重复序列中存在点突变 以重复序列设计序列特异性引物
§1 DNA测序及多态分析
什么是测序 对DNA分子一级结构的分析----A T C G的排列 Sanger双脱氧核苷酸链终止法(1977) 循环测序 Maxam化学降解法(1977) 自动测序
测序基本原理和技术
Maxam化学 降解法
对特定碱基(或特定类 型的碱基)进行化学修饰 修饰碱基从糖环上脱落 修饰碱基5’和3’的磷酸 二酯链断裂
PCR-SSCP
PCR扩增
快速复性 单链构象形成
电泳,分析
PCRSSCP
Structure of Maldi-TOF
Laser Linear Reflector Sample MCP Photomulti -plier
Matrix Assisted Laser Desorption Ionisation
The Generation of a Dot Blot for Typing Using Immobilized ASO* Probes (“Erlich” System)
COLORLESS SUBSTRATE COLORED PRECIPITATE
DYE
STREPTAVIDIN-HRP_ ENZYME CONJUGATE
测序基本原理和技术
双脱氧核苷酸 链终止法
测序基本原理和技术
循环测序
比 较
链终止法
4个反应管 同位素标记 标记dNTP 55℃ 30min 四道凝胶电泳 X光胶片 人工读片
循环测序
4个反应管 同位素标记 标记引物 PCR循环 四道凝胶电泳 X光胶片 人工读片
自动测序
1个反应管 荧光标记 标记ddNTP PCR循环 单道凝胶/毛细管电泳 激光荧光检测 计算机自动分析
§1 等位基因ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ异性探针杂交技术
基本原理: 核酸分子杂交反应 PCR-ASO探针杂交
针对序列多态等位基因序列设计特异性探针 PCR扩增各等位基因 ASO探针与PCR产物杂交反应 洗去未结合/结合不牢固的非特异性探针 检测标记物是否存在
分类 正向杂交 固定PCR产物;标记探针 反向杂交 固定探针;标记PCR产物--DNA芯 片技术
HRP
SA
Biotin
T T T T
AMPLIFIED DNA PROBE IMMOBOLIZED ASO PROBE NYLON MEMBRANE
TTTTTTTTTTTT T
Examples:
Probe Specifications:
1 2 3 4 C 1.1 12-14 1.3 All but 1.3
PCR-ASO
-A-G-T-A-C-C-G-T-A-T-T-C-G-A-A-C-G-T-G-C-C-A-G-T-G-C-C-G-T-A-T-T-C-G-A-A-C-G-T-G-C-C-
-A-G-T-A-C-C-G-T-A-T-T-C-G-A-A-C-G-T-G-C-C-A-G-T-A-C-C-G-T-A-T-T-C-G-A-A-C-G-A-G-C-C-
Protein-DNA
Sanger
Born August 13th, 1918 in Rendcombe, Gloucestershire. His father (also Frederick Sanger), was a medical doctor who inspired his son to persue biology. Ph.D. in biochemistry during the war on lysine metabolism. In 1943, Sanger developed a method of sequencing amino acids, and deduced the complete sequence of insulin. Nobel Prize for Chemistry in 1958. "for his work on the structure of proteins, especially that of insulin" In 1962, he became facinated by nucleic acids and used earlier developments as the foundation of the Sanger sequencing method. 2nd Nobel Prize for Chemistry in 1980. "For their contributions concerning the determination of base sequences in nucleic acids"
DNA序列多态性
张 霁
内 容
序列多态性的基本概念 序列多态性产生的机理 几种序列多态分析技术及基本原理 序列多态在法医学中的意义
总
论
什么是序列多态 特定基因座上的碱基序列差异,是不同个体间本质的遗 传差异。 AGGCTTGCACTGAGTCTT AGGCCTGCACTAAGTCTT 遗 传 遗 传 变 异 差异(突变) 多态性(个体间差异) 亲子关系、个体识别
AGTCAACGT TCAGTTGCA
CGTCAACGT GCAGTTGCA
AGTCAACGT AGTCAACGT TCAGTTGCA
CGTCAACGT A GTCAACGT G CAGTTGCA
PCR-SSCP
用SSCP法检查基因突变时,通常在疑有突 变的DNA片段附近设计一对引物进行PCR 扩增,然后将扩增物用甲酰胺等变性,并 在聚丙烯酰胺凝胶中电泳,突变所引起的 DNA构象差异将表现为电泳带位置的差 异,从而可据之作出诊断。 PCR-SSCP法具有能快速、灵敏地检测有 无点突变或多态性的优点,但如欲阐明突 变的碱基性质,则需作序列分析。