分子生物学遗传病基因诊断和治疗精品PPT课件
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分子生物学遗传病基因诊断和治疗
分子生物学讨论三之
遗传病的诊断与肿瘤基因治疗
遗传病的基因诊断
一、什么是遗传病
• 遗传病是指完全或部分由遗传因素决 定的疾病，常为先天性的，也可后天 发病。
遗传病的类型
• 1、染色体病或染色体综合征：遗传物质的改变在 染色体水平上可见，表现为数目或结构上的改变。 • 2、单基因病：指一对等位基因的突变导致的疾病， 分别由显性基因和隐性基因突变所致。 • 3、多基因病：涉及多个基因起作用，与单基因病 不同的是这些基因没有显性和隐性的关系，每个 基因只有微效累加的作用，因此同样的病不同的 人由于可能涉及的致病基因数目上的不同，其病 情严重程度、复发风险均可有明显的不同，且表 现出家族聚集现象，环境的影响较为显著。
镰刀状红细胞贫血（Hbs）
• 异常血红蛋白β链的第6位谷氨酸被缬氨酸 所代替。这个疏水氨基酸正好适合另一血 红蛋白分子β链EF角上的“口袋”，这使两 条血红蛋白链互相“锁”在一起，最终与 其他血红蛋白链共同形成一个不溶的长柱 形螺旋纤维束，使红细胞扭旋成镰刀形。
诊断方法
• 镰刀形细胞性贫血症的基因诊断可采用 PCR-限制性内切酶谱分析法。 • 先用PCR从患者基因组DNA扩增含突变位 点的珠蛋白基因片段。 • 再选择适当的限制性内切酶水解PCR产物, 根据酶切产物在电泳图谱上的片段数量和 大小做出判断.也可与特意的寡核苷酸探针 进行Southern印记杂交分析,根据杂交图谱 做出判断.
脆性X染色体综合征基因诊断
•常用的方法： （1）PCR—ASO （2）DNA连锁链分析 （3）Southern印迹杂交法 （4）PCR扩增
成年型多囊肾病
• 成年型多囊肾病是一种常染色体显性遗传病，发病率高， 约1000人中有1名致病基因的携带者，起病较晚，多在30 岁以后，主要为肾和肝中出现多发性囊肿，临床表现为腰 疼、蛋白尿、血尿、高血压、肾盂肾炎、肾结石等，最终 可导致肾功能衰竭和尿毒症。 • 诊断：本病基因定位在16p13，与α珠蛋白基因3’端相 邻，但致病基因尚未克隆，基因产物的生化性质和疾病发 病机理也尚未阐明。因此，只能用连锁分析来进行基因的 发病前诊断和产前诊断。由于通过家系分析，已证实 APKD的致病基因与α珠蛋白基因3’端附近的一段小卫星 DNA序列即3’HVR(3’ hypervariable region)紧密连锁，而 后者在人群中具有高度多态性，因此可以通过RFLP连锁 分析进行诊断。
遗传病的诊断与肿瘤基因治疗
遗传病的基因诊断
一、什么是遗传病
• 遗传病是指完全或部分由遗传因素决 定的疾病，常为先天性的，也可后天 发病。
遗传病的类型
• 1、染色体病或染色体综合征：遗传物质的改变在 染色体水平上可见，表现为数目或结构上的改变。 • 2、单基因病：指一对等位基因的突变导致的疾病， 分别由显性基因和隐性基因突变所致。 • 3、多基因病：涉及多个基因起作用，与单基因病 不同的是这些基因没有显性和隐性的关系，每个 基因只有微效累加的作用，因此同样的病不同的 人由于可能涉及的致病基因数目上的不同，其病 情严重程度、复发风险均可有明显的不同，且表 现出家族聚集现象，环境的影响较为显著。
镰刀状红细胞贫血（Hbs）
• 异常血红蛋白β链的第6位谷氨酸被缬氨酸 所代替。这个疏水氨基酸正好适合另一血 红蛋白分子β链EF角上的“口袋”，这使两 条血红蛋白链互相“锁”在一起，最终与 其他血红蛋白链共同形成一个不溶的长柱 形螺旋纤维束，使红细胞扭旋成镰刀形。
诊断方法
• 镰刀形细胞性贫血症的基因诊断可采用 PCR-限制性内切酶谱分析法。 • 先用PCR从患者基因组DNA扩增含突变位 点的珠蛋白基因片段。 • 再选择适当的限制性内切酶水解PCR产物, 根据酶切产物在电泳图谱上的片段数量和 大小做出判断.也可与特意的寡核苷酸探针 进行Southern印记杂交分析,根据杂交图谱 做出判断.
脆性X染色体综合征基因诊断
•常用的方法： （1）PCR—ASO （2）DNA连锁链分析 （3）Southern印迹杂交法 （4）PCR扩增
成年型多囊肾病
• 成年型多囊肾病是一种常染色体显性遗传病，发病率高， 约1000人中有1名致病基因的携带者，起病较晚，多在30 岁以后，主要为肾和肝中出现多发性囊肿，临床表现为腰 疼、蛋白尿、血尿、高血压、肾盂肾炎、肾结石等，最终 可导致肾功能衰竭和尿毒症。 • 诊断：本病基因定位在16p13，与α珠蛋白基因3’端相 邻，但致病基因尚未克隆，基因产物的生化性质和疾病发 病机理也尚未阐明。因此，只能用连锁分析来进行基因的 发病前诊断和产前诊断。由于通过家系分析，已证实 APKD的致病基因与α珠蛋白基因3’端附近的一段小卫星 DNA序列即3’HVR(3’ hypervariable region)紧密连锁，而 后者在人群中具有高度多态性，因此可以通过RFLP连锁 分析进行诊断。
基因诊断和基因治疗分子生物学课件
五.基因诊断的应用及意义
1. 遗传性疾病的基因诊断 2. 肿瘤的基因诊断 3. 传染病的基因诊断 4. 个体识别和物证分析
五.基因诊断的应用及意义
1. 遗传性疾病的基因诊断
➢ 辅助遗传病的临床诊断 单基因遗传病的基因诊断 ：已不存在任何技术障碍 产前诊断：高危人群，优生优育
1.1k b
五.基因诊断的应用及意义
四.基因诊断的常用技术方法
3. 核酸序列分析技术
正常对照
患儿
病例SOX9基因HMG box内发生单碱基置换突变
最直接、最确切的基因诊断方法
四.基因诊断的常用技术方法
4. 限制性酶谱分析技术
H
M
N
最经典的基因诊断方法
பைடு நூலகம்
四.基因诊断的常用技术方法
5. 基因芯片
多基因多位点，基因表达分析，药物敏感分析 基因芯片技术是应用前景广阔的基因诊断技术
一.基因诊断的基本概念和特点
目标疾病：与基因有关 内源性基因变异疾病（先天/后天）
单基因病 多基因病
获得性基因病
外源性基因（如病毒等）侵入机体引起的疾病
一.基因诊断的基本概念和特点
特点 针对性强：特定基因 特异性高：针对序列的定性定量 灵敏度高：实现单分子诊断 稳定性高：遗传物质的稳定性，相对于表型 应用范围广：早期诊断，全程诊断
FISH
FISH荧光染色体原位杂交应用最为广泛
四.基因N诊C膜断的常用技术方法
点杂交Dot hybridization
探针
野生型 突变型
A
T
C
G
探针杂交
正常人
突变纯合子
突变杂合子
四.基因诊断的常用技术方法
基因诊断与治疗精品课件
p53 是人类癌症中最常见的基因改变。 点突变、缺失插入等均可发生。 经常伴随有基因表达水平的改变。可以采用 RT-PCR 或 Northern 杂交方法检测。
抑癌基因是显性的，一般只有两个等位基因同 时发生突变才有意义。 也存在突变产物对正常基因产物功能有抑制 作用的现象。
三、外源DNA的检测
等位基因特异性寡核苷酸探针杂交
等位基因特异性寡核苷酸（ASO）：设计针 对正常和突变序列的探针，通过 PCR 技术扩 增待测基因，在严格的杂交条件下分别进行 杂交。
主要应用于固定位点的固定突变类型的检测。
SSCP
单链构象多态性（Single Strand Conformation Polymorphism):长度相同而 构象不同的单链DNA在非变性聚丙烯酰胺 凝胶电泳（PAGE）中表现出不同的迁移率， 称为SSCP。
特点： 高效率，可达 10－100％。 稳定性，可介导整合，不发生丢失。 选择性，只感染分裂细胞。
Lentivirus，基于 HIV 的一种载体，具有感染 非分裂细胞的能力。
反转录病毒转移系统的组成
病毒载体：包含反转录病毒的框架的质粒。 LTR：病毒复制、转录、整合等必须。 ψ：包装信号。 外源基因与选择基因：以外源基因与 neor 等抗药性基因取代 gag-pol-env 区域。长度 不大于 8 kb。
基因治疗最初是针对遗传病的根治而提出的。 肿瘤与病毒性基因的基因治疗，导入特定基因
抵抗肿瘤生长或病毒侵袭。 基因治疗的基础：成熟的基因克隆技术以及基
因的导入与表达技术。
一、基因治疗的方法
基因治疗的前提是对疾病相关基因的克隆及其 分子机理的阐明。
有效的基因转移 (或称基因导入) 手段是基因治 疗的基础。
抑癌基因是显性的，一般只有两个等位基因同 时发生突变才有意义。 也存在突变产物对正常基因产物功能有抑制 作用的现象。
三、外源DNA的检测
等位基因特异性寡核苷酸探针杂交
等位基因特异性寡核苷酸（ASO）：设计针 对正常和突变序列的探针，通过 PCR 技术扩 增待测基因，在严格的杂交条件下分别进行 杂交。
主要应用于固定位点的固定突变类型的检测。
SSCP
单链构象多态性（Single Strand Conformation Polymorphism):长度相同而 构象不同的单链DNA在非变性聚丙烯酰胺 凝胶电泳（PAGE）中表现出不同的迁移率， 称为SSCP。
特点： 高效率，可达 10－100％。 稳定性，可介导整合，不发生丢失。 选择性，只感染分裂细胞。
Lentivirus，基于 HIV 的一种载体，具有感染 非分裂细胞的能力。
反转录病毒转移系统的组成
病毒载体：包含反转录病毒的框架的质粒。 LTR：病毒复制、转录、整合等必须。 ψ：包装信号。 外源基因与选择基因：以外源基因与 neor 等抗药性基因取代 gag-pol-env 区域。长度 不大于 8 kb。
基因治疗最初是针对遗传病的根治而提出的。 肿瘤与病毒性基因的基因治疗，导入特定基因
抵抗肿瘤生长或病毒侵袭。 基因治疗的基础：成熟的基因克隆技术以及基
因的导入与表达技术。
一、基因治疗的方法
基因治疗的前提是对疾病相关基因的克隆及其 分子机理的阐明。
有效的基因转移 (或称基因导入) 手段是基因治 疗的基础。
医学分子生物学ppt完整版
2024/1/30
切除修复
对于较复杂的DNA损伤 ，如嘧啶二聚体或DNA 链断裂，通过切除损伤 部位并合成新的DNA片 段进行修复。
重组修复
在DNA双链断裂等严重 损伤情况下，通过DNA 重组机制进行修复，涉 及同源序列的搜索和交 换。
13
DNA重组的方式与意义
同源重组
发生在同源序列之间的重组，通过交 换DNA片段实现遗传信息的重新组合
6
02
基因与基因组
2024/1/30
7
基因的概念与结构
01 基因的定义
基因是遗传信息的基本单位，控制生物性状的遗 传。
02 基因的结构
基因由编码区和非编码区组成，编码区包括外显 子和内含子。
03 基因的遗传效应
基因通过控制蛋白质的合成来控制生物的性状。
2024/1/30
8
基因组的组成与特点
01 基因组的定义
基因表达的调控方式
基因表达受到多种因素的调控，包括 转录因子、表观遗传学修饰、 microRNA等。
2024/1/30
10
03
DNA复制、修复与重组
2024/1/30
11
DNA复制的过程与特点
1
DNA复制的过程
起始、延伸和终止三个阶段，涉及多种酶和蛋白 质的参与，确保DNA的准确复制。
2 3
DNA复制的特点
结合分子生物学指标，对 药物疗效进行评估，为新 药研发和临床应用提供依 据。
29
分子生物学技术在个体化医疗中的应用
基因检测
通过基因检测分析个体基 因组信息，为个体化医疗 提供基础数据。
2024/1/30
个体化用药指导
根据基因检测结果和药物 代谢特点，为患者提供个 体化用药建议，提高药物 治疗效果。
切除修复
对于较复杂的DNA损伤 ，如嘧啶二聚体或DNA 链断裂，通过切除损伤 部位并合成新的DNA片 段进行修复。
重组修复
在DNA双链断裂等严重 损伤情况下，通过DNA 重组机制进行修复，涉 及同源序列的搜索和交 换。
13
DNA重组的方式与意义
同源重组
发生在同源序列之间的重组，通过交 换DNA片段实现遗传信息的重新组合
6
02
基因与基因组
2024/1/30
7
基因的概念与结构
01 基因的定义
基因是遗传信息的基本单位，控制生物性状的遗 传。
02 基因的结构
基因由编码区和非编码区组成，编码区包括外显 子和内含子。
03 基因的遗传效应
基因通过控制蛋白质的合成来控制生物的性状。
2024/1/30
8
基因组的组成与特点
01 基因组的定义
基因表达的调控方式
基因表达受到多种因素的调控，包括 转录因子、表观遗传学修饰、 microRNA等。
2024/1/30
10
03
DNA复制、修复与重组
2024/1/30
11
DNA复制的过程与特点
1
DNA复制的过程
起始、延伸和终止三个阶段，涉及多种酶和蛋白 质的参与，确保DNA的准确复制。
2 3
DNA复制的特点
结合分子生物学指标，对 药物疗效进行评估，为新 药研发和临床应用提供依 据。
29
分子生物学技术在个体化医疗中的应用
基因检测
通过基因检测分析个体基 因组信息，为个体化医疗 提供基础数据。
2024/1/30
个体化用药指导
根据基因检测结果和药物 代谢特点，为患者提供个 体化用药建议，提高药物 治疗效果。
遗传病的诊断治疗和预防分析(共83张PPT)
第32页，共83页。
PCR的步骤
①DNA变性(95℃)
②退火（37-55℃,引物与互补单链结合）
③延伸（72 ℃Taq酶催化合成DNA ） ①→③循环25-30次，理论上可使目的基因
扩增几十万倍乃至上百万倍。
第33页，共83页。
5.基因诊断的应用 在感染疾病中的应用 （1）病毒——乙肝病毒（HBV）， 检测乙肝病毒DNA分子。
第42页，共83页。
七、皮纹分析
远端 近端
大鱼际
第43页，共83页。
50% 21三
体患者； 80%猫叫 综合症患 者为通贯手
第44页，共83页。
八、产前诊断
产前诊断（宫内诊断）：胎儿出生前，对其在子宫内发
育是否正常进行的诊断。
1.产前诊断的适应症
第45页，共83页。
摩尔根和表妹玛丽
生育三个子女，两个女儿莫名 其妙的痴呆，儿子智障。
第60页，共83页。
第61页，共83页。
第62页，共83页。
二、遗传病的群体普查
1.遗传病的普查
对某一地区（或人群）进行遗传病的普查，以便掌握人群遗传病的种类、分布、 遗传方式及发病率，了解各种遗传病对人群的危害程度，为制定预防措施提供科学 依据。
2.普查人群 （1）样本大小适宜：1‰—1%，至少10万人。 （2）代表性要强：不同年龄、不同职业、不同生活环境。
第13页，共83页。
三、系谱分析
（三）系谱分析的步骤 1.绘制系谱，通过分析确定是否属于遗传病。 2.若是遗传病，确定遗传类型：单基因病？多基因病？染色体病？ 3.若单基因病，确定遗传方式；确定家系各成员基因型。 4.估计可疑携带者及子女发病风险。
5.对家系有风险成员提出合理建议和意见。
PCR的步骤
①DNA变性(95℃)
②退火（37-55℃,引物与互补单链结合）
③延伸（72 ℃Taq酶催化合成DNA ） ①→③循环25-30次，理论上可使目的基因
扩增几十万倍乃至上百万倍。
第33页，共83页。
5.基因诊断的应用 在感染疾病中的应用 （1）病毒——乙肝病毒（HBV）， 检测乙肝病毒DNA分子。
第42页，共83页。
七、皮纹分析
远端 近端
大鱼际
第43页，共83页。
50% 21三
体患者； 80%猫叫 综合症患 者为通贯手
第44页，共83页。
八、产前诊断
产前诊断（宫内诊断）：胎儿出生前，对其在子宫内发
育是否正常进行的诊断。
1.产前诊断的适应症
第45页，共83页。
摩尔根和表妹玛丽
生育三个子女，两个女儿莫名 其妙的痴呆，儿子智障。
第60页，共83页。
第61页，共83页。
第62页，共83页。
二、遗传病的群体普查
1.遗传病的普查
对某一地区（或人群）进行遗传病的普查，以便掌握人群遗传病的种类、分布、 遗传方式及发病率，了解各种遗传病对人群的危害程度，为制定预防措施提供科学 依据。
2.普查人群 （1）样本大小适宜：1‰—1%，至少10万人。 （2）代表性要强：不同年龄、不同职业、不同生活环境。
第13页，共83页。
三、系谱分析
（三）系谱分析的步骤 1.绘制系谱，通过分析确定是否属于遗传病。 2.若是遗传病，确定遗传类型：单基因病？多基因病？染色体病？ 3.若单基因病，确定遗传方式；确定家系各成员基因型。 4.估计可疑携带者及子女发病风险。
5.对家系有风险成员提出合理建议和意见。
分子生物学课件(共51张PPT)
二级结构
蛋白质局部主链的空间结构， 包括α-螺旋、β-折叠等。
三级结构
整条肽链中全部氨基酸残基的 相对空间位置Байду номын сангаас即整条肽链每 一原子的相对空间位置。
四级结构
由两条或两条以上的多肽链组 成的一类结构，每一条多肽链
都有完整的三级结构。
蛋白质的功能与分类
结构蛋白：作为细胞的结构，如膜蛋白，染色体蛋白等 。 酶：催化生物体内的化学反应。
分子生物学是生物学的重要分支
01
分子生物学以生物大分子为研究对象，揭示生命现象的分子基
础，是生物学的重要分支之一。
分子生物学推动生物学的发展
02
分子生物学的发展推动了生物学的研究从细胞水平向分子水平
深入，为生物学的发展提供了新的理论和技术支持。
分子生物学与其他学科的交叉融合
03
分子生物学与遗传学、生物化学、微生物学、免疫学等学科存
。
表观遗传学调控
通过改变染色质结构和DNA 甲基化等方式来调控基因表达
。
05
蛋白质的结构与功能
蛋白质的分子组成
氨基酸
蛋白质的基本组成单元，共有20 种标准氨基酸。
肽键
连接氨基酸之间的主要化学键。
辅基与辅酶
某些蛋白质还包含辅基或辅酶， 以辅助其功能的发挥。
蛋白质的结构层次
一级结构
指蛋白质中氨基酸的排列顺序 。
重组DNA分子的构建和 筛选
PCR技术及其应用
01
02
PCR技术的基本原理和步骤
引物的设计和选择
03
04
PCR反应体系和条件优化
PCR技术在DNA扩增、突变 分析、基因分型等领域的应用
基因克隆与基因工程
蛋白质局部主链的空间结构， 包括α-螺旋、β-折叠等。
三级结构
整条肽链中全部氨基酸残基的 相对空间位置Байду номын сангаас即整条肽链每 一原子的相对空间位置。
四级结构
由两条或两条以上的多肽链组 成的一类结构，每一条多肽链
都有完整的三级结构。
蛋白质的功能与分类
结构蛋白：作为细胞的结构，如膜蛋白，染色体蛋白等 。 酶：催化生物体内的化学反应。
分子生物学是生物学的重要分支
01
分子生物学以生物大分子为研究对象，揭示生命现象的分子基
础，是生物学的重要分支之一。
分子生物学推动生物学的发展
02
分子生物学的发展推动了生物学的研究从细胞水平向分子水平
深入，为生物学的发展提供了新的理论和技术支持。
分子生物学与其他学科的交叉融合
03
分子生物学与遗传学、生物化学、微生物学、免疫学等学科存
。
表观遗传学调控
通过改变染色质结构和DNA 甲基化等方式来调控基因表达
。
05
蛋白质的结构与功能
蛋白质的分子组成
氨基酸
蛋白质的基本组成单元，共有20 种标准氨基酸。
肽键
连接氨基酸之间的主要化学键。
辅基与辅酶
某些蛋白质还包含辅基或辅酶， 以辅助其功能的发挥。
蛋白质的结构层次
一级结构
指蛋白质中氨基酸的排列顺序 。
重组DNA分子的构建和 筛选
PCR技术及其应用
01
02
PCR技术的基本原理和步骤
引物的设计和选择
03
04
PCR反应体系和条件优化
PCR技术在DNA扩增、突变 分析、基因分型等领域的应用
基因克隆与基因工程
《基因诊断与治疗》PPT课件
研究基因与疾病关系主要目的在于：
①确定致病基因或疾病易感基因； ②阐明这些基因的功能和在疾病发生发展中的作用 机制； ③指导临床诊断、治疗和预后的实践。
传统的疾病诊断方法
基因诊断 Gene Diagnosis
基因诊断又称分子诊断，就是应用分子生物学和分子遗传学的原理、技术， 通过检测基因及基因表达产物的存在状态，对人体疾病作出诊断的方法。
自杀基因的作用机制
二、基因治疗的流程
ex vivo
靶细胞
载体 目的基因
in vivo
基因转移可由病毒和非病毒介导
• 病毒介导（生物学方法）：
反转录病毒 腺病毒 腺相关病毒
非病毒介导（非生物学方法）：
脂质体 受体 直接注射 其他：磷酸钙共沉淀法、电穿孔法、DEAE-葡
聚糖法、细胞显微注射、基因枪
一、基因治疗的策略
• 基因置换矫正基因缺陷
基因添加矫正基因缺陷
添加缺陷基因或治疗基因
基因干预抑制某个基因的表达
反义核酸、核酶、干扰RNA技术
自杀基因治疗恶性肿瘤 基因免疫治疗肿瘤
反义核酸技术
天然核酶多为单一的RNA分子，具有自我剪切作用。 但核酶也可以由两个RNA分子组成。
核酶的作用机制
蛋 白质合成，或诱发对感染细胞的免疫反应 ;
缺乏高效特异的基因导入系统
感谢下 载
RFLP
导致某一限制酶识别位点 丧失或获得的点突变，
分析限制性酶切图，ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ可 诊断出此类突变。
34bp 76bp
x
110bp
PCR-RFLP
等位基因特异性寡核苷酸（ allele specific oligonucleotide， ASO）探针斑点印迹杂交分析法
分子生物学讨论课-遗传病基因诊断PPT课件
2021
17
镰状细胞贫血：
• 临床表现：除贫血外,还呈现周期性疼痛危象;而各种原因 引起的内脏缺氧使更多的红细胞镰变导致多发性肺、肾、 肝、脑栓塞等严重合并症。
2021
18
血红蛋白病——镰刀形细胞贫血症
2021
19
镰状红细胞贫血分子机制
2021
20
镰状红细胞贫血患者基因组的限制性酶切分析
2021
基因诊断常用的分子生物学技术
• 核酸分子杂交 • 聚合酶链反应（PCR） • DNA序列测定 • 生物芯片/DNA芯片 • 单链构象多态性（SSCP） • 限制性片段长度多态性（RFLP） • 单核苷酸多态性（SNP）
2021
7
核酸分子杂交基本原理： ——核酸变性和复性理论
核酸分子杂交 基本过程
2021
2
• 基因诊断：
用分子生物学的理论和技术，通过直接探查基因的存在状 态或缺陷，从基因结构、定位、复制、转录或翻译水平分析基 因的功能，从而对人体的状态与疾病做出诊断的方法。
• 目标分子：是DNA或RNA。
• 优点：直接与明确。
2021
3
基因的基本结构
2021
4
基因诊断的重要依据
诊断依据
202124Fra bibliotek地中海贫血：
• 临床表现：
• 小细胞低色素性溶血型贫血(中、重度) • 黄疸 • 肝脾肿大 (脾大明显) • 骨髓扩增 • 发育迟缓 • 合并感染 • Bart’s 水肿胎 • (α地贫,宫内或出生后半小时内死亡)
2021
25
β-地中海贫血：
β-地中海贫血 是一种由于 -珠蛋
白基因突变导致肽 链合成减少或缺乏 而产生的单基因遗 传血液病，多由 -
相关主题
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 其特点是针对靶基因的6 个区域设计4 种特异引物,利用一种链置换DNA 聚合酶 (Bst DNA polymerase) 在等温条件(65 ℃左 右) 保温几十分钟,即可完成核酸扩增反应
10.免疫组织化学诊断
• 对于某些基因表达水平发生改变的疾病 可以采取免疫组织化学方法进行诊断，优 点是在不改变细胞结构的情况下，对基因 表达终产物——蛋白质水平及细胞中的部 位进行分析
7.生物芯片
• 又称为基因芯片(gene chip)、DNA微阵列 (DNA microarray)
• DNA芯片技术基础是核酸分子杂交
应用微电子加工工艺，在玻璃、塑料、硅片等材 料上制备用于生物样品分离、反应或分析的微细结构
目前主要有两大类：
1. 生物活性微阵列 (bioactive microarray) 2. 基因芯片 (gene chip), DNA微阵列 (DNA mic题：缺乏标准化的操作规程以 及质量认证体系。各医疗机构的操作方法 不统一，质量难保证；
• 2、伦理学问题；
• 3、所用资源及信息安全问题
遗传病的基因诊断的注意事项
• 需要相对明确临床诊断 • 需要及时向患者及其家属说明基因诊断的重要性，以启
发上述成员的理解与主动性 • 需要在基因诊断中建立家系观点 • 需要注意基因诊断中的伦理问题 • 需要正确理解基因诊断报告 • 需要充分理解产前基因诊断的风险
分子生物学讨论三之
遗传病的诊断与肿瘤基因治疗
遗传病的基因诊断
一、什么是遗传病
• 遗传病是指完全或部分由遗传因素决 定的疾病，常为先天性的，也可后天 发病。
遗传病的类型
• 1、染色体病或染色体综合征：遗传物质的改变在 染色体水平上可见，表现为数目或结构上的改变。
• 2、单基因病：指一对等位基因的突变导致的疾病， 分别由显性基因和隐性基因突变所致。
包括多肽、蛋白质、病毒、 细胞等。 蛋白质芯片可直接从体液中检测生物分子（免疫芯 片只需少量样品可一次完成对成千上万种抗原或抗 体为等最致重病要因的素生或物生芯物片样，品广的泛检用测于分基析因)表。达谱分析、 新基因发现、基因突变及多态性分析、疾病诊断、 药物筛选、基因测序等。
9.环介导等温核酸扩增技术
基因诊断定义
• 某些受精卵或母体受到环境或遗传等的影 响，引起的下一代基因组发生了有害改变， 产生了疾病，为了有针对性的解决和预防， 故需要通过实验室的基因诊断、基因分析 才能得到确认。又称DNA诊断或分子诊断。
基因诊断的特点
• 高特异性 • 高灵敏度 • 早期诊断性 • 应用广泛性
基因诊断应用范围
• 1.检测病原生物的侵入，如肝炎、艾滋病等 • 2.诊断先天遗传性疾患，产前诊断——优生
学 • 3.检测后天基因突变引起的疾病，如肿瘤 • 4.其他比如亲子鉴定，法医物证
基因诊断的发展过程
1976年美籍华裔科学家简悦威应用液相DNA 分子杂交技术成功地进行了镰形细胞贫血症 的基因诊断
——标志着人类遗传性疾病诊断开始进入 基因诊断的新时代
• 3、多基因病：涉及多个基因起作用，与单基因病 不同的是这些基因没有显性和隐性的关系，每个 基因只有微效累加的作用，因此同样的病不同的 人由于可能涉及的致病基因数目上的不同，其病 情严重程度、复发风险均可有明显的不同，且表 现出家族聚集现象，环境的影响较为显著。
二、基因诊断
• 1.基因诊断概念 • 2.基因诊断特点 • 3. 基因诊断应用范围 • 4、基因诊断的发展过程 • 5、基因诊断遇到的问题 • 6、遗传病基因诊断的注意事项
三、基因诊断方法
• 1.核酸分子杂交 • 2.聚合酶链反应 • 3.单链构象多态性分析 • 4.限制性片段长度多态性连锁分析 • 5.DNA序列测定 • 6.单核苷酸多态性和全基因组关联分析 • 7.生物芯片 • 8.WESTERN免疫印迹 • 9.环介导等温核酸扩增技术 • 10.免疫组织化学诊断 • 11..外显子组捕获技术
3.单链构象多态性
• 单链DNA呈现一种由内部分子相互作用 形成的三维构象，这种构象由碱基顺序决 定。碱基变异则构象改变。而构象影响了 DNA在非变性凝胶中的迁移率。相同长度 但不同核苷酸序列的DNA由于在凝胶中的 不同迁移率而被分离。迁移率不同的条带 可被银染或者荧光标记引物检测，然后用 DNA自动测序进行分析。
• 外显子捕获(exon trapping) 是构建一种载体， 从其插入片段中识别和回收外显子序列， 从而克隆目的基因。
遗传病的基因诊断
————典型案例
主要内容
• 甲型血友病 • 脆性X染色体综合征 • 成年型多囊肾病 • DMD/BMD的缺失型 • 脊髓小脑性共济失调
发展过程
• 1、利用连锁分析和关联分析定位遗传病致病 基因；
• 2、利用分子杂交技术进行遗传病的基因诊断； • 3、利用PCR技术进行遗传病的基因诊断； • 4、基因芯片用于基因诊断； • 5、利用外显子组捕获技术诊断单基因遗传病； • 6、利用全基因组（GWAS）关联分析定位及
诊断多基因遗传病易感基因
6.单核苷酸多态性和全基因组关联分析
•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。
全基因组关联分析——英 文名字叫Genome-wide association study简称 ——GWAS
全基因组关联分析— —是指在人类全基因组范 围内找出存在的序列变异， 即单核苷酸多态性 （SNP），从中筛选出与 疾病/性状相关的SNPs。
4.限制性片段长度多态性
• 该技术是利用限制性内切酶能识别DNA分子的 特异序列，并在特定序列处切开DNA分子，即产 生限制性片段的特性。
• 如果重排、缺失或者核苷酸置换使内切酶识别 序列变成了不能识别序列或是这种差别使本来不 是内切酶识别位点的DNA序列变成了内切酶识别 位点。这样就导致了用限制性内切酶酶切该DNA 序列时，就会少一个或多一个酶切位点，结果产 生少一个或多一个的酶切片段。这样就形成了用 同一种限制性内切酶切割不同物种DNA序列时， 产生不同长度大小、不同数量的限制性酶切片段 这种变化即可作为诊断指标。
10.免疫组织化学诊断
• 对于某些基因表达水平发生改变的疾病 可以采取免疫组织化学方法进行诊断，优 点是在不改变细胞结构的情况下，对基因 表达终产物——蛋白质水平及细胞中的部 位进行分析
7.生物芯片
• 又称为基因芯片(gene chip)、DNA微阵列 (DNA microarray)
• DNA芯片技术基础是核酸分子杂交
应用微电子加工工艺，在玻璃、塑料、硅片等材 料上制备用于生物样品分离、反应或分析的微细结构
目前主要有两大类：
1. 生物活性微阵列 (bioactive microarray) 2. 基因芯片 (gene chip), DNA微阵列 (DNA mic题：缺乏标准化的操作规程以 及质量认证体系。各医疗机构的操作方法 不统一，质量难保证；
• 2、伦理学问题；
• 3、所用资源及信息安全问题
遗传病的基因诊断的注意事项
• 需要相对明确临床诊断 • 需要及时向患者及其家属说明基因诊断的重要性，以启
发上述成员的理解与主动性 • 需要在基因诊断中建立家系观点 • 需要注意基因诊断中的伦理问题 • 需要正确理解基因诊断报告 • 需要充分理解产前基因诊断的风险
分子生物学讨论三之
遗传病的诊断与肿瘤基因治疗
遗传病的基因诊断
一、什么是遗传病
• 遗传病是指完全或部分由遗传因素决 定的疾病，常为先天性的，也可后天 发病。
遗传病的类型
• 1、染色体病或染色体综合征：遗传物质的改变在 染色体水平上可见，表现为数目或结构上的改变。
• 2、单基因病：指一对等位基因的突变导致的疾病， 分别由显性基因和隐性基因突变所致。
包括多肽、蛋白质、病毒、 细胞等。 蛋白质芯片可直接从体液中检测生物分子（免疫芯 片只需少量样品可一次完成对成千上万种抗原或抗 体为等最致重病要因的素生或物生芯物片样，品广的泛检用测于分基析因)表。达谱分析、 新基因发现、基因突变及多态性分析、疾病诊断、 药物筛选、基因测序等。
9.环介导等温核酸扩增技术
基因诊断定义
• 某些受精卵或母体受到环境或遗传等的影 响，引起的下一代基因组发生了有害改变， 产生了疾病，为了有针对性的解决和预防， 故需要通过实验室的基因诊断、基因分析 才能得到确认。又称DNA诊断或分子诊断。
基因诊断的特点
• 高特异性 • 高灵敏度 • 早期诊断性 • 应用广泛性
基因诊断应用范围
• 1.检测病原生物的侵入，如肝炎、艾滋病等 • 2.诊断先天遗传性疾患，产前诊断——优生
学 • 3.检测后天基因突变引起的疾病，如肿瘤 • 4.其他比如亲子鉴定，法医物证
基因诊断的发展过程
1976年美籍华裔科学家简悦威应用液相DNA 分子杂交技术成功地进行了镰形细胞贫血症 的基因诊断
——标志着人类遗传性疾病诊断开始进入 基因诊断的新时代
• 3、多基因病：涉及多个基因起作用，与单基因病 不同的是这些基因没有显性和隐性的关系，每个 基因只有微效累加的作用，因此同样的病不同的 人由于可能涉及的致病基因数目上的不同，其病 情严重程度、复发风险均可有明显的不同，且表 现出家族聚集现象，环境的影响较为显著。
二、基因诊断
• 1.基因诊断概念 • 2.基因诊断特点 • 3. 基因诊断应用范围 • 4、基因诊断的发展过程 • 5、基因诊断遇到的问题 • 6、遗传病基因诊断的注意事项
三、基因诊断方法
• 1.核酸分子杂交 • 2.聚合酶链反应 • 3.单链构象多态性分析 • 4.限制性片段长度多态性连锁分析 • 5.DNA序列测定 • 6.单核苷酸多态性和全基因组关联分析 • 7.生物芯片 • 8.WESTERN免疫印迹 • 9.环介导等温核酸扩增技术 • 10.免疫组织化学诊断 • 11..外显子组捕获技术
3.单链构象多态性
• 单链DNA呈现一种由内部分子相互作用 形成的三维构象，这种构象由碱基顺序决 定。碱基变异则构象改变。而构象影响了 DNA在非变性凝胶中的迁移率。相同长度 但不同核苷酸序列的DNA由于在凝胶中的 不同迁移率而被分离。迁移率不同的条带 可被银染或者荧光标记引物检测，然后用 DNA自动测序进行分析。
• 外显子捕获(exon trapping) 是构建一种载体， 从其插入片段中识别和回收外显子序列， 从而克隆目的基因。
遗传病的基因诊断
————典型案例
主要内容
• 甲型血友病 • 脆性X染色体综合征 • 成年型多囊肾病 • DMD/BMD的缺失型 • 脊髓小脑性共济失调
发展过程
• 1、利用连锁分析和关联分析定位遗传病致病 基因；
• 2、利用分子杂交技术进行遗传病的基因诊断； • 3、利用PCR技术进行遗传病的基因诊断； • 4、基因芯片用于基因诊断； • 5、利用外显子组捕获技术诊断单基因遗传病； • 6、利用全基因组（GWAS）关联分析定位及
诊断多基因遗传病易感基因
6.单核苷酸多态性和全基因组关联分析
•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。
全基因组关联分析——英 文名字叫Genome-wide association study简称 ——GWAS
全基因组关联分析— —是指在人类全基因组范 围内找出存在的序列变异， 即单核苷酸多态性 （SNP），从中筛选出与 疾病/性状相关的SNPs。
4.限制性片段长度多态性
• 该技术是利用限制性内切酶能识别DNA分子的 特异序列，并在特定序列处切开DNA分子，即产 生限制性片段的特性。
• 如果重排、缺失或者核苷酸置换使内切酶识别 序列变成了不能识别序列或是这种差别使本来不 是内切酶识别位点的DNA序列变成了内切酶识别 位点。这样就导致了用限制性内切酶酶切该DNA 序列时，就会少一个或多一个酶切位点，结果产 生少一个或多一个的酶切片段。这样就形成了用 同一种限制性内切酶切割不同物种DNA序列时， 产生不同长度大小、不同数量的限制性酶切片段 这种变化即可作为诊断指标。