生物化学及分子生物学(人卫第九版)25基因结构功能分析和疾病相关基因鉴定克隆PPT课件
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生物化学及分子生物学(人卫第九版)-06-03节生物氧化
本章小结
氧化过程：线粒体基质的NADH和FADH2通过电子传递链进行氧化，产生 CO2、H2O 磷酸化过程：是产生ATP的主要机制，电子传递链在氧化电子的过程中、 泵出质子储存能量、至膜间隙侧而产生跨膜质子电化学梯度，储存电子氧 化释放的能量，形成质子驱动力，促使质子回流至基质释能而产成ATP
一、体内能量状态可调节氧化磷酸化速率
氧化磷酸化是机体合成能量载体ATP的最主要的途径
机体根据能量需求调节氧化磷酸化速率，从而调节ATP的生成量 细胞内ADP的浓度以及ATP/ADP的比值感应机体能量状态的变化 耗能代谢反应活跃时，ATP分解为ADP和Pi的速率增加，使ATP/ADP的比值降 低、ADP的浓度增加，氧化磷酸化速率加快 ATP和ADP也同时调节糖酵解、柠檬酸循环途径，调节NADH和FADH2的生成
抗氧化
抗氧化体系清除ROS
超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）
催化2分子·O2-分别进行氧化和还原，生成O2和H2O2
活性强，是人体防御超氧离子损伤的重要酶
哺乳动物细胞有3 种SOD 同工酶：
Cu/Zn-SOD：胞外、胞质
Mn-SOD：线粒体
过氧化氢酶(catalase)
二羧酸转运蛋白
α -酮戊二酸转运蛋白 天冬氨酸-谷氨酸转运蛋白 单羧酸转运蛋白 三羧酸转运蛋白 碱性氨基酸转运蛋白 肉碱转运蛋白
HPO42苹果酸 谷氨酸 丙酮酸 苹果酸 鸟氨酸 脂酰肉碱
苹果酸
α -酮戊二酸 天冬氨酸 OH柠檬酸 瓜氨酸 肉碱
胞浆NADH的跨膜转运
胞浆NADH需转运至线粒体基质进行氧化
为何生物氧化主要的能量 代谢产物是ATP？
ATP合酶的作用 ATP的作用
生物化学及分子生物学人卫第九版组学与系统生物学ppt课件
t NHGRI于2003年9月启动了DNA元件百科全书（ENCyclopedia Of DNA Elements，ENCODE）计划；该计划旨在解析人类基因组中的所有功能性元 件，内容包括编码基因、非编码基因、调控区域、染色体结构维持和调节染色 体复制动力的DNA元件等 。
（一） ENCODE 是HGP的延续与深入
了解 糖组学、脂组学的研究内容；系统生物医学在现代医学研究 中的应用
第一节
基因组学
基因组学是阐明整个基因组的结构、结构与功能的关系 以及基因之间相互作用的科学
t 结构基因组学（structural genomics） t 比较基因组学（comparative genomics） t 功能基因组学（functional genomics）
t 研究内容
? 种间比较基因组学阐明物种间基因组结构的异同 ? 种内比较基因组学阐明群体内基因组结构的变异和多态性
三、功能基因组学系统探讨基因的活动规律
? 基因组的表达 ? 基因组功能注释 ? 基因组表达调控网络及机制
EJIFCC. 2008; 19(1): 22–30.
四、ENCODE识别人类基因组所有功能元件
ENCODE的研究内容与策略
基因图谱中的序列标签位点（STS）和表达 序列标签（EST）分布示意
（三）通过 BAC克隆系、比较基因组学鉴别基因组的相似性和差异性
t 比较基因组学是在基因组序列的基础上，通过与已知生物基因组的比较， 鉴别基因组的相似性和差异性，一方面可为阐明物种进化关系提供依据， 另一方面可根据基因的同源性预测相DNA图或表达图（expression map），是一种以 表达序列标签（expressed sequence tag，EST）为标记，根据转 录顺序的位置和距离绘制的分子遗DNA的5'-或3'-末端序列，每个EST长度一般在300~500bp之间就 可以包含已表达的该基因的信息。
（一） ENCODE 是HGP的延续与深入
了解 糖组学、脂组学的研究内容；系统生物医学在现代医学研究 中的应用
第一节
基因组学
基因组学是阐明整个基因组的结构、结构与功能的关系 以及基因之间相互作用的科学
t 结构基因组学（structural genomics） t 比较基因组学（comparative genomics） t 功能基因组学（functional genomics）
t 研究内容
? 种间比较基因组学阐明物种间基因组结构的异同 ? 种内比较基因组学阐明群体内基因组结构的变异和多态性
三、功能基因组学系统探讨基因的活动规律
? 基因组的表达 ? 基因组功能注释 ? 基因组表达调控网络及机制
EJIFCC. 2008; 19(1): 22–30.
四、ENCODE识别人类基因组所有功能元件
ENCODE的研究内容与策略
基因图谱中的序列标签位点（STS）和表达 序列标签（EST）分布示意
（三）通过 BAC克隆系、比较基因组学鉴别基因组的相似性和差异性
t 比较基因组学是在基因组序列的基础上，通过与已知生物基因组的比较， 鉴别基因组的相似性和差异性，一方面可为阐明物种进化关系提供依据， 另一方面可根据基因的同源性预测相DNA图或表达图（expression map），是一种以 表达序列标签（expressed sequence tag，EST）为标记，根据转 录顺序的位置和距离绘制的分子遗DNA的5'-或3'-末端序列，每个EST长度一般在300~500bp之间就 可以包含已表达的该基因的信息。
生物化学与分子生物学人卫教材全集ppt
跨学科研究的融合
生物技术与医学
随着生物技术的不断发展，未来将更加深入地探索生命现象的本质，为医学领域 提供新的治疗手段和药物。
生物信息学与计算机科学
生物信息学与计算机科学的结合将加速数据处理和分析的进程，为生物化学与分 子生物学的研究提供强大的技术支持。
对人类健康和生活的影响
疾病预防与治疗
随着生化学与分子生物学的发展， 未来将更加深入地了解疾病的发病机 制，为预防和治疗提供更加精准和有 效的方案。
广泛应用于电力、热力、交通等领域，可替代化石能源，减少温室气 体排放。
生物环保
生物环保概述
生物环保是指利用生物学原理和技术，解决环境问题、保护生态 环境的学科和技术领域。
生物环保的主要技术
包括生物净化、生物修复、生态恢复等。
生物环保的应用场景
广泛应用于水体治理、土壤修复、生态恢复等领域，对于保护生态 环境具有重要意义。
生物安全与伦理
生物安全与伦理概述
生物安全与伦理是指在生命科学研究、应用和实践中，遵 循科学道德、保护受试者和公众利益的原则和规范。
生物安全与伦理的主要原则
包括尊重人权、保护受试者权益、防止滥用科学技术等。
生物安全与伦理的实践意义
保障生命科学研究和应用活动的合法性、合理性和公正性 ，促进人类社会的可持续发展。
05
展望未来生物化学与 分子生物学的发展
新技术与新方法的出现
基因编辑技术
随着CRISPR-Cas9等基因编辑技术 的不断完善，未来将更加精准地实现 对基因的修改和调控，为遗传病治疗 和生物育种等领域带来突破。
人工智能与生物信息学
人工智能和生物信息学在生物化学与 分子生物学中的应用将更加广泛，有 助于高效解析生命现象、发现新药靶 点以及优化实验设计等。
生物化学与分子生物学(供基础临床预防口腔医学类专业用第9版全
生物化学与分子生物学(供基础临床预防口腔医学类专业用第9版全《生物化学与分子生物学（第9版）》是一本供基础临床预防口腔医学类专业使用的教材。
该教材的主要内容包括生物化学和分子生物学的基本概念、原理、方法和应用等方面的知识。
下面我将从多个角度全面回答你的问题。
首先，生物化学是研究生物体内化学成分、结构和功能的科学。
它涉及到生物分子（如蛋白质、核酸、糖类等）的组成、结构和性质，以及它们在生物体内的相互作用和代谢过程。
生物化学的研究对于理解生物体的生命活动、疾病发生机制以及药物作用机理等具有重要意义。
分子生物学则是研究生物体内分子结构、功能和相互关系的学科。
它主要关注生物分子（如DNA、RNA、蛋白质等）的合成、修饰和相互作用等过程，以及这些过程在细胞和生物体层面上的调控和影响。
分子生物学的研究对于揭示生物体的遗传信息传递、基因表达调控以及细胞信号传导等方面具有重要意义。
《生物化学与分子生物学（第9版）》作为一本教材，旨在为基础临床预防口腔医学类专业的学生提供系统、全面的生物化学和分子生物学知识。
它涵盖了生物化学和分子生物学的基本理论、实验方法和应用技术等方面的内容。
通过学习这本教材，学生可以了解生物化学和分子生物学的基本概念和原理，掌握实验技术和数据分析方法，培养科学研究和临床实践的能力。
这本教材的第9版在内容上进行了更新和扩充，以反映生物化学和分子生物学领域的最新研究进展和应用成果。
它包括了生物分子的结构与功能、酶学、代谢途径、蛋白质合成与调控、基因结构与表达调控、细胞信号传导等方面的内容。
此外，该教材还涵盖了一些与口腔医学相关的专题，如口腔疾病的分子机制、口腔微生物的分子生态学等。
总之，《生物化学与分子生物学（第9版）》是一本专门为基础临床预防口腔医学类专业准备的教材，它涵盖了生物化学和分子生物学的基本概念、原理和应用等方面的知识。
通过学习这本教材，学生可以全面了解生物化学和分子生物学的相关知识，为将来的临床实践和科学研究打下坚实的基础。
生物化学与分子生物学第二十二章基因结构与功能分析技术
二、基因转录起点分析技术
转录起点（transcription start site，TSS）
（一）用cDNA克隆直接测序法鉴定TSS
以mRNA为模板，经逆转录合成cDNA第一链，同时 利用逆转录酶的末端转移酶活性，在cDNA第一链的末端 加上polyC尾，并以此引导合成cDNA第二链。将双链 cDNA克隆于适宜载体，通过对克隆cDNA的5-末端进行测 序分析即可确定基因的TSS序列。
化学足迹法
（1）用核酸酶进行足迹分析
酶足迹法 （enzymatic footprinting） 是 利 用 DNA 酶 处 理 DNA蛋白质复合物，然后通过 电泳分析蛋白质结合序列。
常用的酶有DNA酶I （DNase I）和核酸外切 酶III。
（2）用化学试剂进行足迹分析
化学足迹法（chemical footprinting）是利 用能切断DNA骨架的化学试剂处理DNA-蛋白质 复合物，由于化学试剂无法接近结合了蛋白质的 DNA区域，因此在电泳上形成空白区域的位置就 是DNA结合蛋白的结合位点。最常用的化学足迹 法 是 羟 自 由 基 足 迹 法 （ hydroxyl radical footprinting）。
利用有限的序列信息即可通过同源性搜索获得全长基 因序列，然后，利用NCBI的ORF Finder软件或EMBOSS中 的getorf软件进行ORF分析，并根据编码序列和非编码序列 的结构特点，便可确定基因的编码序列。五、基因拷贝数分析技术
1977年，A.M.Maxam和W.Gilbert首先建 立了DNA片段序列的测定方法，其原理为： 将一个DNA片段的5'端磷酸基作放射性标记， 再分别采用不同的化学方法修饰和裂解特定 碱基，从而产生一系列长度不一而5'端被标 记的DNA片段，这些以特定碱基结尾的片段 群通过凝胶电泳分离，再经放射线自显影， 确定各片段末端碱基，从而得出目的DNA的 碱基序列。
生物化学与分子生物学人卫版教材全集ppt课件
生物氧化是指生物体内有机物氧化分解的过程，释放出能量供生命活动需要。能量转换是指生物体内能量的形式 转换，包括光合作用、呼吸作用等过程。
03
分子生物学基础
DNA、RNA和蛋白质的结构与功能
01
DNA双螺旋结构
DNA是由两条反向平行的多核苷酸链围绕同一中心轴盘绕而成的双螺
旋结构，碱基位于内侧，通过氢键相互配对，磷酸和脱氧糖在外侧构成
基本骨架。
02
RNA种类与结构
RNA是单链结构，根据功能不同分为mRNA、tRNA和rRNA。mRNA
是蛋白质合成的直接模板；tRNA具有携带氨基酸进入核糖体的功能；
rRNA是核糖体的主要成分，参与蛋白质合成。
03
蛋白质结构与功能
蛋白质是由氨基酸通过肽键连接而成的生物大分子，具有复杂的空间构
象和多样的生物学功能。
生物催化剂与代谢途径
总结词
介绍生物催化剂和代谢途径的基本概 念和作用。
详细描述
生物催化剂是指酶，具有高效性和专 一性，能够加速生物体内的代谢反应 。代谢途径是指一系列相互关联的生 化反应序列，是生物体内物质转化和 能量转化的基础。
生物氧化与能量转换
总结词
介绍生物氧化和能量转换的过程和作用。
详细描述
对人类社会的影响与意义
医领域
生物化学与分子生物学的发展将有助于疾病的早期诊断、 预防和治疗，提高人类的健康水平和生活质量。
工业领域
利用生物化学与分子生物学的原理和技术，开发新的工业 生产技术和工艺，降低能耗和环境污染，促进可持续发展 。
农业领域
通过分子生物学和基因工程技术的应用，培育出抗逆、抗 病、优质、高产的农作物新品种，提高农业生产效率和粮 食安全水平。
03
分子生物学基础
DNA、RNA和蛋白质的结构与功能
01
DNA双螺旋结构
DNA是由两条反向平行的多核苷酸链围绕同一中心轴盘绕而成的双螺
旋结构，碱基位于内侧，通过氢键相互配对，磷酸和脱氧糖在外侧构成
基本骨架。
02
RNA种类与结构
RNA是单链结构，根据功能不同分为mRNA、tRNA和rRNA。mRNA
是蛋白质合成的直接模板；tRNA具有携带氨基酸进入核糖体的功能；
rRNA是核糖体的主要成分，参与蛋白质合成。
03
蛋白质结构与功能
蛋白质是由氨基酸通过肽键连接而成的生物大分子，具有复杂的空间构
象和多样的生物学功能。
生物催化剂与代谢途径
总结词
介绍生物催化剂和代谢途径的基本概 念和作用。
详细描述
生物催化剂是指酶，具有高效性和专 一性，能够加速生物体内的代谢反应 。代谢途径是指一系列相互关联的生 化反应序列，是生物体内物质转化和 能量转化的基础。
生物氧化与能量转换
总结词
介绍生物氧化和能量转换的过程和作用。
详细描述
对人类社会的影响与意义
医领域
生物化学与分子生物学的发展将有助于疾病的早期诊断、 预防和治疗，提高人类的健康水平和生活质量。
工业领域
利用生物化学与分子生物学的原理和技术，开发新的工业 生产技术和工艺，降低能耗和环境污染，促进可持续发展 。
农业领域
通过分子生物学和基因工程技术的应用，培育出抗逆、抗 病、优质、高产的农作物新品种，提高农业生产效率和粮 食安全水平。
生物化学与分子生物学(人卫版)教材课件全集
合成生物学研究内容
主要涉及基因编辑、基因组重构、人工细胞和人工生命等方面的研究，以及设计和构建具有特定功能的生物系统。
合成生物学应用
合成生物学在医疗、能源、环保和工业等领域有广泛的应用，例如在基因治疗、生物燃料开发和生物制 药等方面发挥重要作用。同时，合成生物学也在伦理和社会方面面临一些挑战和问题，需要引起关注和 思考。
历史回顾
生物化学与分子生物学的发展可以追溯到20世纪初，当时科学家开始研究生物大 分子的结构和功能。随着技术的不断进步，人们对生物大分子的认识也越来越深 入。
发展趋势
未来，生物化学与分子生物学的发展将更加注重跨学科的研究，涉及的领域也将 更加广泛。同时，随着技术的不断创新，如基因编辑、蛋白质组学等新技术的发 展，生物化学与分子生物学将在医学、农业等领域发挥更加重要的作用。
02
生物化学基础
糖类化学
总结词
糖类是生物体中重要的能量来 源和物质构成成分，具有多种
结构和功能。
单糖
单糖是构成糖类的基本单位， 包括五碳糖和六碳糖等，具有 醛基或酮基。
双糖
双糖是由两个单糖通过脱水缩 合形成的，如蔗糖、麦芽糖等 ，具有甜味。
多糖
多糖是由多个单糖聚合而成， 如淀粉、纤维素等，在生物体 中具有储存能量和构成细胞壁
基因组学与蛋白质组学
基因组学
01
研究生物体基因组的组成、结构、功能和进化等方面的学科。
蛋白质组学
02
研究生物体内蛋白质的组成、结构、功能和相互作用等方面的
学科。
基因组学与蛋白质组学的意义
03
揭示生命活动的本质和规律，为疾病诊断和治疗提供新的思路
和方法。
基因编辑技术
基因编辑技术
主要涉及基因编辑、基因组重构、人工细胞和人工生命等方面的研究，以及设计和构建具有特定功能的生物系统。
合成生物学应用
合成生物学在医疗、能源、环保和工业等领域有广泛的应用，例如在基因治疗、生物燃料开发和生物制 药等方面发挥重要作用。同时，合成生物学也在伦理和社会方面面临一些挑战和问题，需要引起关注和 思考。
历史回顾
生物化学与分子生物学的发展可以追溯到20世纪初，当时科学家开始研究生物大 分子的结构和功能。随着技术的不断进步，人们对生物大分子的认识也越来越深 入。
发展趋势
未来，生物化学与分子生物学的发展将更加注重跨学科的研究，涉及的领域也将 更加广泛。同时，随着技术的不断创新，如基因编辑、蛋白质组学等新技术的发 展，生物化学与分子生物学将在医学、农业等领域发挥更加重要的作用。
02
生物化学基础
糖类化学
总结词
糖类是生物体中重要的能量来 源和物质构成成分，具有多种
结构和功能。
单糖
单糖是构成糖类的基本单位， 包括五碳糖和六碳糖等，具有 醛基或酮基。
双糖
双糖是由两个单糖通过脱水缩 合形成的，如蔗糖、麦芽糖等 ，具有甜味。
多糖
多糖是由多个单糖聚合而成， 如淀粉、纤维素等，在生物体 中具有储存能量和构成细胞壁
基因组学与蛋白质组学
基因组学
01
研究生物体基因组的组成、结构、功能和进化等方面的学科。
蛋白质组学
02
研究生物体内蛋白质的组成、结构、功能和相互作用等方面的
学科。
基因组学与蛋白质组学的意义
03
揭示生命活动的本质和规律，为疾病诊断和治疗提供新的思路
和方法。
基因编辑技术
基因编辑技术
生物化学及分子生物学人卫第九版维生素课件
3. 活性形式
视黄醇、视黄醛和视黄酸
维生素A的结构
生物化学及分子生物学人卫第九版维生素
脂溶性维生素——维生素A
（二）生物学功能
1. 视黄醛参与视觉传导
视循环
生物化学及分子生物学人卫第九版维生素
脂溶性维生素——维生素A
2. 视黄酸调控基因表达和细胞生长与分化 ➢ 关键物质：9-顺视黄酸 全反式视黄酸或全反式维甲酸（all-trans retinoic acid，ATRA） ➢ 作用途径：与细胞内核受体结合，进而与DNA反应元件作用
3. 维生素K对减少动脉钙化也具有重要的作用
凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ前体 （无活性）
γ-谷氨酰羧化酶 （辅酶VitK）
凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ （有活性）
生物化学及分子生物学人卫第九版维生素
脂溶性维生素——维生素K
（三）维生素K缺乏症
1. 缺乏症 ➢ 成人不易缺乏，新生儿可能缺乏 ➢ 脂类吸收障碍（如胰腺、胆管疾病） ➢ 缺乏的主要症状：易出血
➢ 脂溶性维生素（lipid-soluble vitamin） ➢ 水溶性维生素（water-soluble vitamin）
生物化学及分子生物学人卫第九版维生素
第一节
脂溶性维生素
Lipid-soluble Vtamin
生物化学及分子生物学人卫第九版维生素
脂溶性维生素
（一）共同特点
➢ 均为疏水性化合物，易溶于脂类和有机溶剂，常随脂类物质被吸收 ➢ 在血液中与脂蛋白或特异性结合蛋白结合而运输，不易被排泄，在体内主要储存于肝，故不需每日供给 ➢ 不同种类脂溶性维生素执行不同的生物化学与生理功能 ➢ 脂类吸收障碍和食物中长期缺乏此类维生素可引起相应的缺乏症，摄入过多则可发生中毒
视黄醇、视黄醛和视黄酸
维生素A的结构
生物化学及分子生物学人卫第九版维生素
脂溶性维生素——维生素A
（二）生物学功能
1. 视黄醛参与视觉传导
视循环
生物化学及分子生物学人卫第九版维生素
脂溶性维生素——维生素A
2. 视黄酸调控基因表达和细胞生长与分化 ➢ 关键物质：9-顺视黄酸 全反式视黄酸或全反式维甲酸（all-trans retinoic acid，ATRA） ➢ 作用途径：与细胞内核受体结合，进而与DNA反应元件作用
3. 维生素K对减少动脉钙化也具有重要的作用
凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ前体 （无活性）
γ-谷氨酰羧化酶 （辅酶VitK）
凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ （有活性）
生物化学及分子生物学人卫第九版维生素
脂溶性维生素——维生素K
（三）维生素K缺乏症
1. 缺乏症 ➢ 成人不易缺乏，新生儿可能缺乏 ➢ 脂类吸收障碍（如胰腺、胆管疾病） ➢ 缺乏的主要症状：易出血
➢ 脂溶性维生素（lipid-soluble vitamin） ➢ 水溶性维生素（water-soluble vitamin）
生物化学及分子生物学人卫第九版维生素
第一节
脂溶性维生素
Lipid-soluble Vtamin
生物化学及分子生物学人卫第九版维生素
脂溶性维生素
（一）共同特点
➢ 均为疏水性化合物，易溶于脂类和有机溶剂，常随脂类物质被吸收 ➢ 在血液中与脂蛋白或特异性结合蛋白结合而运输，不易被排泄，在体内主要储存于肝，故不需每日供给 ➢ 不同种类脂溶性维生素执行不同的生物化学与生理功能 ➢ 脂类吸收障碍和食物中长期缺乏此类维生素可引起相应的缺乏症，摄入过多则可发生中毒
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2024/2/29
运输功能
如载体蛋白，血红蛋白等 ，在生物体内运输各种物 质。
免疫功能
如抗体蛋白，参与生物体 的免疫应答。
18
蛋白质的功能与调控
调节功能
如激素，生长因子等，调节生物 体的生长发育和代谢过程。
2024/2/29
储存功能
如植物种子中的贮藏蛋白，动物体 内的肌红蛋白等，储存能量和营养 物质。
个性化医疗
根据患者的基因信息，制定个 性化的治疗方案。
药物基因组学
预测患者对药物的反应和副作 用，指导合理用药。
30
基因治疗的原理与应用
基因治疗的原理
通过导入正常基因或修复缺陷基因， 从而治疗由基因突变引起的疾病。
遗传性疾病的治疗
如视网膜色素变性、腺苷脱氨酶缺乏 症等。
2024/2/29
癌症治疗
利用基因编辑技术，修复或敲除癌症 相关基因，抑制肿瘤生长。
基因表达调控的层次
基因表达调控可分为转录前调控、转录水平调控、转录后调控和翻 译水平调控等多个层次。
基因表达调控的意义
基因表达调控对于生物体的生长发育、代谢、免疫应答等生理过程具 有重要意义，同时也是疾病发生发展的重要因素。
2024/2/29
22
原核生物的基因表达调控
1 2 3
原核生物基因表达调控的特点
26
DNA损伤的修复机制
直接修复
针对某些简单的DNA损伤，如碱 基错配，可通过特定的酶直接进行 修复。
碱基切除修复
通过识别并切除受损碱基，再合成 新的DNA片段进行修复。
2024/2/29
核苷酸切除修复
针对较严重的DNA损伤，如嘧啶 二聚体，通过切除一段包含受损部
运输功能
如载体蛋白，血红蛋白等 ，在生物体内运输各种物 质。
免疫功能
如抗体蛋白，参与生物体 的免疫应答。
18
蛋白质的功能与调控
调节功能
如激素，生长因子等，调节生物 体的生长发育和代谢过程。
2024/2/29
储存功能
如植物种子中的贮藏蛋白，动物体 内的肌红蛋白等，储存能量和营养 物质。
个性化医疗
根据患者的基因信息，制定个 性化的治疗方案。
药物基因组学
预测患者对药物的反应和副作 用，指导合理用药。
30
基因治疗的原理与应用
基因治疗的原理
通过导入正常基因或修复缺陷基因， 从而治疗由基因突变引起的疾病。
遗传性疾病的治疗
如视网膜色素变性、腺苷脱氨酶缺乏 症等。
2024/2/29
癌症治疗
利用基因编辑技术，修复或敲除癌症 相关基因，抑制肿瘤生长。
基因表达调控的层次
基因表达调控可分为转录前调控、转录水平调控、转录后调控和翻 译水平调控等多个层次。
基因表达调控的意义
基因表达调控对于生物体的生长发育、代谢、免疫应答等生理过程具 有重要意义，同时也是疾病发生发展的重要因素。
2024/2/29
22
原核生物的基因表达调控
1 2 3
原核生物基因表达调控的特点
26
DNA损伤的修复机制
直接修复
针对某些简单的DNA损伤，如碱 基错配，可通过特定的酶直接进行 修复。
碱基切除修复
通过识别并切除受损碱基，再合成 新的DNA片段进行修复。
2024/2/29
核苷酸切除修复
针对较严重的DNA损伤，如嘧啶 二聚体，通过切除一段包含受损部
生物化学与分子生物学教材课件全集
基因改造。
基因编辑技术
基因编辑技术是指通过人工手段对生物体 基因进行精确编辑和修改的技术，如 CRISPR-Cas9技术等。
基因组学
基因组学是指研究生物体基因组的学科， 包括基因组测序、基因组功能和基因组演 化等方面的研究。
生物信息学
生物信息学是指利用计算机科学和数学的 方法和手段，研究生物系统的信息性质、 信息过程和信息规律的科学。
蛋白质的合成是通过mRNA的 翻译实现的，核糖体是蛋白质 合成的场所。
核酸代谢
01
02
03
04
核酸是生物体内重要的遗传物 质，通过核酸代谢，生物体可
以合成和降解核酸。
DNA的复制是核酸代谢的重 要途径，它通过一系列酶促反 应将DNA复制成精确的副本
。
DNA的转录是另一种核酸代 谢途径，它通过一系列反应将
合成生物学定义
合成生物学是一门通过设计和构建人 工生物系统来探索生命现象的科学。
合成生物学研究内容
合成生物学主要研究如何设计和构建 人工生物系统，包括基因线路、细胞 工厂和人工组织等。
合成生物学应用
合成生物学在药物研发、生物能源、 生物安全和环境保护等领域具有广泛 的应用价值。
跨学科研究与应用
01
系统生物学与合成生物学
系统生物学定义
系统生物学是一门研究生物系统中所 有组成成分的相互关系的科学。
系统生物学研究内容
通过研究生物系统中各个组分之间的 相互作用和相互调控，揭示生物系统 的整体行为和功能。
系统生物学应用
系统生物学在药物研发、疾病诊断和 治疗、生物工程和环境保护等领域具 有广泛的应用价值。
领域具有广泛的应用价值。
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基因编辑技术
基因编辑技术是指通过人工手段对生物体 基因进行精确编辑和修改的技术，如 CRISPR-Cas9技术等。
基因组学
基因组学是指研究生物体基因组的学科， 包括基因组测序、基因组功能和基因组演 化等方面的研究。
生物信息学
生物信息学是指利用计算机科学和数学的 方法和手段，研究生物系统的信息性质、 信息过程和信息规律的科学。
蛋白质的合成是通过mRNA的 翻译实现的，核糖体是蛋白质 合成的场所。
核酸代谢
01
02
03
04
核酸是生物体内重要的遗传物 质，通过核酸代谢，生物体可
以合成和降解核酸。
DNA的复制是核酸代谢的重 要途径，它通过一系列酶促反 应将DNA复制成精确的副本
。
DNA的转录是另一种核酸代 谢途径，它通过一系列反应将
合成生物学定义
合成生物学是一门通过设计和构建人 工生物系统来探索生命现象的科学。
合成生物学研究内容
合成生物学主要研究如何设计和构建 人工生物系统，包括基因线路、细胞 工厂和人工组织等。
合成生物学应用
合成生物学在药物研发、生物能源、 生物安全和环境保护等领域具有广泛 的应用价值。
跨学科研究与应用
01
系统生物学与合成生物学
系统生物学定义
系统生物学是一门研究生物系统中所 有组成成分的相互关系的科学。
系统生物学研究内容
通过研究生物系统中各个组分之间的 相互作用和相互调控，揭示生物系统 的整体行为和功能。
系统生物学应用
系统生物学在药物研发、疾病诊断和 治疗、生物工程和环境保护等领域具 有广泛的应用价值。
领域具有广泛的应用价值。
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生物化学及分子生物学(人卫第九版)-26基因诊断与基因治疗
第26章
基因诊断与基因治疗
作者 : 李存保 单位 : 内蒙古医科大学
目录
第一节 基因诊断
第二节 基因治疗
重点难点
掌握
基因诊断与基因治疗的概念
熟悉
基因诊断技术、基因治疗的基本策略和基本程序
了解
基因诊断和基因治疗在医学中的应用
第1节
基因诊断
一、基因诊断的概念与特点
（1） 基因诊断的概念：
是指利用分子生物学技术和方法直接检测基因结构及其表达水平是否正常，从而 对疾病作出诊断的方法。
（2）直接体内疗法
临床上可用于基因诊断的样品有血液、组织块、羊水和绒毛、精液、毛发、唾液 和尿液等。
三、基因诊断的基本技术
（一）核酸分子杂交技术
1. Southern 印迹法 其可以区分正常和突变样品的基因型，并可获得基因缺失或插入片段大小等信息。 DNA印迹一般可以显示50 bp～20 kbp的DNA片段，片段大小的信息是该技术诊断基因缺 陷的重要依据。 2. Northern 印迹法 Northern印迹法（Northern blot）能够对组织或细胞的总RNA或mRNA进行定性 或定量分析，及基因表达分析。Northern印迹杂交对样品RNA纯度要求非常高，限制了 该技术在临床诊断中的应用。
是以改变人遗传物质为基础的生物医学治疗，即通过一定方式将人 正常基因或有治疗作用的DNA片段导入人体靶细胞以矫正或置换致病基因 的治疗方法。它针对的是疾病的根源，即异常的基因本身。
一、基因治疗的基本策略
（一）缺陷基因精确的原位修复
1.基因矫正 gene correction 致病基因的突变碱基进行纠正 2.基因置换 gene replacement 用正常基因通过重组原位替换致病基因 这两种方法属于对缺陷基因精确的原位修复，既不破坏整个基因组的结构，又可达到治 疗疾病的目的，是最为理想的治疗方法。
基因诊断与基因治疗
作者 : 李存保 单位 : 内蒙古医科大学
目录
第一节 基因诊断
第二节 基因治疗
重点难点
掌握
基因诊断与基因治疗的概念
熟悉
基因诊断技术、基因治疗的基本策略和基本程序
了解
基因诊断和基因治疗在医学中的应用
第1节
基因诊断
一、基因诊断的概念与特点
（1） 基因诊断的概念：
是指利用分子生物学技术和方法直接检测基因结构及其表达水平是否正常，从而 对疾病作出诊断的方法。
（2）直接体内疗法
临床上可用于基因诊断的样品有血液、组织块、羊水和绒毛、精液、毛发、唾液 和尿液等。
三、基因诊断的基本技术
（一）核酸分子杂交技术
1. Southern 印迹法 其可以区分正常和突变样品的基因型，并可获得基因缺失或插入片段大小等信息。 DNA印迹一般可以显示50 bp～20 kbp的DNA片段，片段大小的信息是该技术诊断基因缺 陷的重要依据。 2. Northern 印迹法 Northern印迹法（Northern blot）能够对组织或细胞的总RNA或mRNA进行定性 或定量分析，及基因表达分析。Northern印迹杂交对样品RNA纯度要求非常高，限制了 该技术在临床诊断中的应用。
是以改变人遗传物质为基础的生物医学治疗，即通过一定方式将人 正常基因或有治疗作用的DNA片段导入人体靶细胞以矫正或置换致病基因 的治疗方法。它针对的是疾病的根源，即异常的基因本身。
一、基因治疗的基本策略
（一）缺陷基因精确的原位修复
1.基因矫正 gene correction 致病基因的突变碱基进行纠正 2.基因置换 gene replacement 用正常基因通过重组原位替换致病基因 这两种方法属于对缺陷基因精确的原位修复，既不破坏整个基因组的结构，又可达到治 疗疾病的目的，是最为理想的治疗方法。
生物化学与分子生物学人卫版教材课件全集
生物化学与分子 生物学人卫版教 材课件全集
汇报人：可编辑
2024-01-10
目录
• 生物化学与分子生物学概述 • 生物化学基础知识 • 分子生物学基础 • 生物化学与分子生物学的应用 • 展望未来
01
生物化学与分子生物学概 述
生物化学与分子生物学的基本概念
生物化学与分子生物学是研究生 物大分子结构和功能的科学，包 括蛋白质、核酸、糖类、脂质等
20世纪中叶，科学家发现了基 因表达的调控机制，推动了基 因工程和生物技术的快速发展 。
生物化学与分子生物学的研究领域
01
02
03
04
蛋白质结构与功能
研究蛋白质的三维结构、功能 和相互作用，以及蛋白质的合
成和降解机制。
基因表达与调控
研究基因的表达过程、调控机 制以及基因突变对表型的影响
。
细胞信号转导
生物催化
利用酶或微生物进行催化反应， 生产高附加值的化学品、燃料和 材料等，降低生产成本和提高产
品质量。
生物制药
利用生物工程技术生产新型药物 ，如重组蛋白、单克隆抗体等，
满足人类对药品的需求。
生物材料
利用生物工程技术生产可降解的 生物材料，替代传统的塑料制品
，减少环境污染。
生物技术在环境中的应用
生物修复
利用微生物和植物的净化功能， 处理废水、废气和固体废弃物等 ，降低环境污染和生态破坏。
生态恢复
利用生态工程技术恢复退化生态 系统，提高生态系统的稳定性和 生态服务功能。
05
展望未来
生物化学与分子生物学的发展趋势
基因组学
随着测序技术的进步，基因组学的研究将更加深入，有望揭示更 多生命活动的奥秘。
汇报人：可编辑
2024-01-10
目录
• 生物化学与分子生物学概述 • 生物化学基础知识 • 分子生物学基础 • 生物化学与分子生物学的应用 • 展望未来
01
生物化学与分子生物学概 述
生物化学与分子生物学的基本概念
生物化学与分子生物学是研究生 物大分子结构和功能的科学，包 括蛋白质、核酸、糖类、脂质等
20世纪中叶，科学家发现了基 因表达的调控机制，推动了基 因工程和生物技术的快速发展 。
生物化学与分子生物学的研究领域
01
02
03
04
蛋白质结构与功能
研究蛋白质的三维结构、功能 和相互作用，以及蛋白质的合
成和降解机制。
基因表达与调控
研究基因的表达过程、调控机 制以及基因突变对表型的影响
。
细胞信号转导
生物催化
利用酶或微生物进行催化反应， 生产高附加值的化学品、燃料和 材料等，降低生产成本和提高产
品质量。
生物制药
利用生物工程技术生产新型药物 ，如重组蛋白、单克隆抗体等，
满足人类对药品的需求。
生物材料
利用生物工程技术生产可降解的 生物材料，替代传统的塑料制品
，减少环境污染。
生物技术在环境中的应用
生物修复
利用微生物和植物的净化功能， 处理废水、废气和固体废弃物等 ，降低环境污染和生态破坏。
生态恢复
利用生态工程技术恢复退化生态 系统，提高生态系统的稳定性和 生态服务功能。
05
展望未来
生物化学与分子生物学的发展趋势
基因组学
随着测序技术的进步，基因组学的研究将更加深入，有望揭示更 多生命活动的奥秘。
生物化学及分子生物学人卫第九版组学与系统生物学ppt课件
其他组学第五节一糖组学分为结构糖组学不功能糖组学两个分支二色谱分离质谱鉴定和糖微阵列技术是糖组学研究癿主要技术三糖组学不肿瘤癿关系密切一糖组学研究生命体聚糖多样性及其生物学功能一脂组学是代谢组学癿一个分支二脂组学研究癿三大步骤分离鉴定和数据库检索数据库检索三脂组学促进脂质生物标志物癿収现和疾病诊断二脂组学揭示生命体脂质多样性及其代谢调控系统生物医学及其应用第六节一系统生物医学是以整体性研究为特征癿一种整合科学系统生物学systemsbiology是系统性地研究一个生物系统中所有组成成分基因mrna蛋白质等癿构成以及在特定条件下这些组分间癿相互关系幵分析生物系统在一定时间内癿劢力学过程
þ预测医学（predictive medicine） þ预防医学（preventive medicine） þ个性化医学（personalized medicine）
二、分子医学是发展现代医学科学的重要基础
þ分子医学（molecular medicine）就是从分子水平阐述疾病状态下 基因组的结构、功能及其表达调控规律， 并从中发展的现代高效预测、 预防、NA图或表达图（expression map），是一种以 表达序列标签（expressed sequence tag，EST）为标记，根据转 录顺序的位置和距离绘制的分子DNA的5'-或3'-末端序列，每个EST长度一般在300~500bp之间就 可以包含已表达的该基因的信息。
（一）高通量转录组测序是获得基因表达调控信息的基础 （二）单细胞转录组有助于解析单个细胞行为的分子基础
第三节
蛋白质组学
þ蛋白质组（proteome）是指细胞、组织或机体在特定时间和空间 上表达的所有蛋白质。 þ蛋白质组学（proteomics）以所有这些蛋白质为研究对象，分析 细胞内动态变化的蛋白质组成、表达水平与修饰状态，了解蛋白质之 间的相互作用与联系，并在整体水平上阐明蛋白质调控的活动规律， 故又称为全景式蛋白质表达谱（global protein expression profile）分析。
þ预测医学（predictive medicine） þ预防医学（preventive medicine） þ个性化医学（personalized medicine）
二、分子医学是发展现代医学科学的重要基础
þ分子医学（molecular medicine）就是从分子水平阐述疾病状态下 基因组的结构、功能及其表达调控规律， 并从中发展的现代高效预测、 预防、NA图或表达图（expression map），是一种以 表达序列标签（expressed sequence tag，EST）为标记，根据转 录顺序的位置和距离绘制的分子DNA的5'-或3'-末端序列，每个EST长度一般在300~500bp之间就 可以包含已表达的该基因的信息。
（一）高通量转录组测序是获得基因表达调控信息的基础 （二）单细胞转录组有助于解析单个细胞行为的分子基础
第三节
蛋白质组学
þ蛋白质组（proteome）是指细胞、组织或机体在特定时间和空间 上表达的所有蛋白质。 þ蛋白质组学（proteomics）以所有这些蛋白质为研究对象，分析 细胞内动态变化的蛋白质组成、表达水平与修饰状态，了解蛋白质之 间的相互作用与联系，并在整体水平上阐明蛋白质调控的活动规律， 故又称为全景式蛋白质表达谱（global protein expression profile）分析。
优秀本科课件《生物化学与分子生物学第九版》：第二章 第二节 DNA结构与功能
DNA纤维的X线衍射图
碱基对的结构参数
里程碑的发现
Watson 和 Crick 在前人的基础 上，提出了DNA双螺旋结构的 模型。
（二）DNA双螺旋结构的结构特征
构成DNA的两条多聚脱氧核苷酸链围绕着同一个螺旋轴形成右 手螺旋的结构。
两条多聚脱氧核苷酸链反向平行。 双螺旋结构的直径为2.37nm，螺距为3.54nm。
旋；反之则为负超螺旋。 自然界中环状DNA双链是以负超螺旋形式存在的。 生物体可以通过不同的超螺旋结构调节其功能。
（一）封闭环状DNA具有超螺旋结构
绝大部分原核生物的DNA是环状的双螺旋分子。 不同的DNA区域有不同的超螺旋结构，形成能够独立存在的超
螺旋区。 每200碱基就有一个负超螺旋形成（大肠杆菌）。 负超螺旋结构：避免DNA双链之间的相互纠缠；有利于DNA
DNA的生物学特征
DNA是生物遗传信息的载体，为基因复制和转录提供了模板。 它是生命遗传的物质基础，也是个体生命活动的信息基础。
DNA具有高度稳定性的特点，用来保持生物体系遗传特征的 相对稳定性。
DNA又有高度可变性的特点，它可以发生各种重组和突变， 适应环境的变迁，为自然选择提供机会。
第二节
DNA的空间结构和功能
DNA的空间结构（spatial structure）：构成DNA的所有 原子在三维空间的相对位置
DNA的空间结构：二级结构、高级结构
氢键、离子作用力、疏水作用力和空间位阻效应共同作用的 结果。
一、DNA的二级结构是双螺旋结构 （一）DNA双链螺旋结构的实验基础
揭示了遗传信息载体的物质本质 提供了DNA复制和转录的理论依据 奠定了分子生物学和现代基因工程的实验基础
（三）DNA双螺旋结构的多样性
吉林省-《生物化学》电子教案——分子生物学常用技术(人卫版)
第十二章分子生物学常用技术及应用【授课时间】3学时【目的要求】1．掌握基因工程与重组DNA技术相关概念，核酸分子杂交、探针、PCR、DNA芯片技术、基因诊断和基因治疗的概念。
2．熟悉重组DNA技术、PCR的基本原理及基本反应步骤。
3．了解基因工程在医学中的应用，PCR 的主要用途。
4．了解DNA芯片技术的原理与方法，基因诊断与基因治疗的应用。
【教学内容】1．一般介绍：基因工程2．一般介绍：核酸分子杂交技术3．一般介绍：聚合酶链反应4．一般介绍：DNA芯片技术5．一般介绍：基因诊断与基因治疗【授课学时】3学时第十二章分子生物学常用技术及应用第一节基因工程第二节核酸分子杂交技术第三节聚合酶链反应第四节 DNA芯片技术第五节基因诊断与基因治疗第一节基因工程35ˊpBR322质粒，长度为4.3kb，含有氨苄青霉素（ampr）、卡那霉素（kanr）和四环素（tetr）的抗性基因。
具有以下特点：①pBR322的氨苄青霉素抗性基因和复制起始位点(ori)；②大肠杆菌乳糖操纵子的调节基因（lacI）、启动子（Plac）、操纵基因（O）及lac Z′基因片段，在lac Z′基因中加入了多克隆位点。
Lac Z′基因编码β-半乳糖苷酶N端的α-肽，宿主细胞编码β-半乳糖苷酶C端的肽段，两者可形成互补，而各自都没有酶的活性，只有两者融为一体才具有酶的活性，故称为α互补。
(二)噬菌体噬菌体(bacteriophage，phage)是感染细菌的一类病毒，因其寄生在细菌中并能溶解细菌细胞，所以称为噬菌体。
用于感染大肠杆菌的λ噬菌体改造成的载体应用最为广泛。
(三)粘粒粘粒（cosmid）是将λ噬菌体的cos区与质粒组合的装配型载体。
质粒提供了复制的起始点、酶切位点、抗生素抗性基因，而cos区提供了粘粒重组外源DNA大片段后的包装基础。
表达载体(expressing vector)是用来在受体细胞中表达(转录和翻译)外源基因的载体。
生物化学及分子生物学(人卫第八版)-第25章-基因诊断与基因治疗
核酸分子杂交
基因分型 检测基因突变
测定基因拷贝数 测定基因表达产物量
分子杂交
信号检测
基因诊断的基础
DNA序列分析技术 几种技术联合使用
目录
（一）基因缺失或插入的诊断
1．DNA印迹法
其可以区分正常和突变样品的基因型，并可获得 基因缺失或插入片段大小等信息。 DNA 印迹一般可 以显示50 bp～20 kbp的DNA片段，片段大小的信息 是该技术诊断基因缺陷的重要依据。
血、血友病等。基本方案是通过一定的方法
把正常的基因导入到病人体内，表达出正常
的功能蛋白。
目录
2.针对多基因病的基因治疗 由多个基因相互作用结果，并受环境因素影 响而发生的疾病属于多基因病，如高血压、动脉 粥样硬化、糖尿病、肿瘤等。 恶性肿瘤的基因治疗包括：针对癌基因表达 的各种基因沉默、针对抑癌基因的基因增补、针 对肿瘤免疫反应的细胞因子基因导入和针对肿瘤 血管生成的基因失活等等。
目录
（二）基因增补
不删除突变的致病基因，而在基因组的某
一位点额外插入正常基因，在体内表达出功能
正常的蛋白质，达到治疗疾病的目的。这种对
基因进行异位替代的方法称为基因添加（ gene augmentation ）或称基因增补，是目前临床上 使用的主要基因治疗策略。
目录
（三）基因沉默或失活
有些疾病是由于某一或某些基因的过度表 达引起的，向患者体内导入有抑制基因表达作 用的核酸，如反义RNA、核酶、干扰小RNA等，
因的表达状态可以用 PCR 、 RNA 印迹、
蛋白印迹及ELISA等方法去检测。对于导
入基因是否整合到基因组以及整合的部位，
可以用DNA印迹技术进行分析。
目录
三、基因治疗的临床应用现状
基因分型 检测基因突变
测定基因拷贝数 测定基因表达产物量
分子杂交
信号检测
基因诊断的基础
DNA序列分析技术 几种技术联合使用
目录
（一）基因缺失或插入的诊断
1．DNA印迹法
其可以区分正常和突变样品的基因型，并可获得 基因缺失或插入片段大小等信息。 DNA 印迹一般可 以显示50 bp～20 kbp的DNA片段，片段大小的信息 是该技术诊断基因缺陷的重要依据。
血、血友病等。基本方案是通过一定的方法
把正常的基因导入到病人体内，表达出正常
的功能蛋白。
目录
2.针对多基因病的基因治疗 由多个基因相互作用结果，并受环境因素影 响而发生的疾病属于多基因病，如高血压、动脉 粥样硬化、糖尿病、肿瘤等。 恶性肿瘤的基因治疗包括：针对癌基因表达 的各种基因沉默、针对抑癌基因的基因增补、针 对肿瘤免疫反应的细胞因子基因导入和针对肿瘤 血管生成的基因失活等等。
目录
（二）基因增补
不删除突变的致病基因，而在基因组的某
一位点额外插入正常基因，在体内表达出功能
正常的蛋白质，达到治疗疾病的目的。这种对
基因进行异位替代的方法称为基因添加（ gene augmentation ）或称基因增补，是目前临床上 使用的主要基因治疗策略。
目录
（三）基因沉默或失活
有些疾病是由于某一或某些基因的过度表 达引起的，向患者体内导入有抑制基因表达作 用的核酸，如反义RNA、核酶、干扰小RNA等，
因的表达状态可以用 PCR 、 RNA 印迹、
蛋白印迹及ELISA等方法去检测。对于导
入基因是否整合到基因组以及整合的部位，
可以用DNA印迹技术进行分析。
目录
三、基因治疗的临床应用现状
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在基因数据库中，初步明确基因的编码序列，并可对其编码产物的基速扩增（RACE）技术是高效钓取未知基因编码序列的一种方法。
3. 用RNA剪接分析法确定基因编码序列
选择性剪接的转录产物可以通过基因表达序列标签（expression sequence tag, EST）的 比较进行鉴定。
基因功能获得策略的本质是将目的基因直接导 入某一细胞或个体中，使其获得新的或更高水平的 表达，通过细胞或个体生物性状的变化来研究基因 功能。
方法： 转基因技术 基因敲入技术
1. 用转基因技术获得基因功能
转基因技术（transgenic technology）是指将外源基因导入受精 卵或胚胎干细胞（embryonic stem cell），即ES细胞，通过随机重组 使外源基因插入细胞染色体DNA，随后将受精卵或ES细胞植入假孕受 体动物的子宫，使得外源基因能够随细胞分裂遗传给后代。
第二十五章
基因结构功能分析 和疾病相关基因克隆鉴定
作者 :
:
目录
第一节 基因结构分析 第二节 基因功能研究 第三节 疾病相关基因鉴定克隆原则 第四节 鉴定克隆疾病相关基因的策略和方法
重点难点
掌握 鉴度的技术及原理；分析表达产物的主要技术；基 因功能研究的方法技术。
转基因动物（transgenic animal）是指应用转基因技术培育出 的携带外源基因，并能稳定遗传的动物，其制备步骤主要包括转基 因表达载体的构建、外源基因的导入和鉴定、转基因动物的获得和 鉴定、转基因动物品系的繁育等。转基因小鼠最为常见。
三、分析基因表达的产物可采用组学方法和特 异性测定方法
基因表达产物包括RNA和蛋白质/多肽，因 此分析基因表达可以从RNA和蛋白质/多肽水平 上进行。
(一）通过检测RNA而在转录水平分析基因表达
核糖核酸酶保护实验的原理
（二）通过检测蛋白质/多肽在翻译水平分析基因表达
u蛋白质印迹技术 u酶联免疫吸附实验 u免疫组化实验 u流式细胞术 u蛋白质芯片和双向电泳
片两大类。蛋白质检测芯片包括抗体芯片、抗原芯片、配体芯片 等，它是将具有高亲和力的特异性探针分子固定在基片上，用以 识别生物样品溶液中的目标多肽；蛋白质功能芯片可用来研究蛋 白质修饰、蛋白质-蛋白质∕蛋白质-DNA∕蛋白质-RNA，以及蛋白 质与脂质、蛋白质与药物、酶与底物、蛋白质-小分子等的相互作 用。
一、基因比对及功能诠释
重要的生物信息中心网址如下
数据库名称
数据库服务器网址
GenBank
/
GSDB
:80/gsdb
（Genome Sequence Database）
NDB
1. 用蛋白质印迹技术检测蛋白质/多肽
2. 用酶联免疫吸附实验分析蛋白质/多肽
酶联免疫吸附实验（ELISA）也是一种建立在抗原 -抗体反应基础上的蛋白质/多肽分析方法，其主要用于 测定可溶性抗原或抗体。
3. 用免疫组化实验原位检测组织/细胞表达的蛋白质/多肽
免疫组化实验包括免疫组织化学和免疫细胞化学实验，二 者原理相同，都是用标记的抗体在组织/细胞原位对目标抗原 （目标蛋白质/多肽）进行定性、定量、定位检测。
4. 用流式细胞术分析表达特异蛋白质的阳性细胞
流式细胞术（flow cytometry）通常利用荧光标记抗体 与抗原的特异性结合，经流式细胞仪分析荧光信号，根据细胞 表达特定蛋白质的水平对某种蛋白质阳性细胞做出判断。
5. 用蛋白质芯片和双向电泳高通量分析蛋白质/多肽表达水平
（1）用蛋白质芯片分析蛋白质/多肽的表达谱 根据制作方法和用途不同，可将其分为蛋白质检测和功能芯
(二) 基因启动子结构分析技术
DNase I足迹法的原理
（三）基因转录起点分析技术
转录起点（transcription start site，TSS）
5’-RACE鉴定TSS的原理
二、检测基因的拷贝数是了解基因表达丰度的重 要因素
u DNA印迹是根据探针信号出现的位置和次数判断 基因的拷贝数 u 实时定量PCR是通过被扩增基因在数量上的差异推 测模板基因拷贝数的异同 u DNA测序是最精确的鉴定基因拷贝数的方法
目前可总结基因的主要生化功能如下
转录因子
核骨架蛋白
信号分子
酶
细胞骨架蛋白 膜受体
离子通道蛋白 转运体
激素
细胞因子
抗体
凝血因子
载体蛋白
胞外基质蛋白
常用的高通量筛查蛋白质间相互作用的方法是酵母双杂交技术和噬菌体展示技术
三、利用工程细胞研究基因功能
（一）采用基因重组技术建立基因高表达工程细胞系 （二）基因沉默技术抑制特异基因的表达
熟悉 疾病相关基因鉴定克隆原则；克隆疾病相关基因的 策略和方法。
了解 利用基因编辑技术鉴定基因功能。
第一节
基因结构分析
一、鉴定基因的顺式元件是了解基因表达的关键
基因的顺式元件包括
u 基因编码区 u 启动子区 u 转录起始点的确定 u 其他顺式作用元件
(一)确定基因编码区分析技术
1. 用数据库分析基因编码序列
（Nucleic Acid D Database）
NCBI
/
SWISS-PROT
.swissprot/
PROSITE
http://www.expasy.ch/prosite/
二、基因发挥作用的本质是其生物化学功能
（2）用双向电泳分析蛋白质/多肽表达谱
双向电泳可同时分离成百上千的蛋白质，对差 异表达的蛋白质进行鉴定。
第二节
基因功能研究
基因的功能实际是基因表达产物的功能，也就是 编码蛋白质功能和非编码RNA的功能，前者是本节讨 论的重点。
基因产物之一蛋白质的功能可以从三个不同水平来描述 l 生物化学水平 l 细胞水平 l 整体水平
四、利用基因修饰动物整体研究基因功能
尽管在体外对基因功能的研究可提供大量信息，但是只有 在整体内的研究才能真实反映该基因在体内的真正作用。
通过在实验动物，持别是小鼠体内进行相关的基因操作， 获得基因修饰动物品系，已成为在体研究基因功能的重要手段 ，常用的有转基因动物和基因敲除动物。
（一）用功能获得策略鉴定基因功能
3. 用RNA剪接分析法确定基因编码序列
选择性剪接的转录产物可以通过基因表达序列标签（expression sequence tag, EST）的 比较进行鉴定。
基因功能获得策略的本质是将目的基因直接导 入某一细胞或个体中，使其获得新的或更高水平的 表达，通过细胞或个体生物性状的变化来研究基因 功能。
方法： 转基因技术 基因敲入技术
1. 用转基因技术获得基因功能
转基因技术（transgenic technology）是指将外源基因导入受精 卵或胚胎干细胞（embryonic stem cell），即ES细胞，通过随机重组 使外源基因插入细胞染色体DNA，随后将受精卵或ES细胞植入假孕受 体动物的子宫，使得外源基因能够随细胞分裂遗传给后代。
第二十五章
基因结构功能分析 和疾病相关基因克隆鉴定
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第一节 基因结构分析 第二节 基因功能研究 第三节 疾病相关基因鉴定克隆原则 第四节 鉴定克隆疾病相关基因的策略和方法
重点难点
掌握 鉴度的技术及原理；分析表达产物的主要技术；基 因功能研究的方法技术。
转基因动物（transgenic animal）是指应用转基因技术培育出 的携带外源基因，并能稳定遗传的动物，其制备步骤主要包括转基 因表达载体的构建、外源基因的导入和鉴定、转基因动物的获得和 鉴定、转基因动物品系的繁育等。转基因小鼠最为常见。
三、分析基因表达的产物可采用组学方法和特 异性测定方法
基因表达产物包括RNA和蛋白质/多肽，因 此分析基因表达可以从RNA和蛋白质/多肽水平 上进行。
(一）通过检测RNA而在转录水平分析基因表达
核糖核酸酶保护实验的原理
（二）通过检测蛋白质/多肽在翻译水平分析基因表达
u蛋白质印迹技术 u酶联免疫吸附实验 u免疫组化实验 u流式细胞术 u蛋白质芯片和双向电泳
片两大类。蛋白质检测芯片包括抗体芯片、抗原芯片、配体芯片 等，它是将具有高亲和力的特异性探针分子固定在基片上，用以 识别生物样品溶液中的目标多肽；蛋白质功能芯片可用来研究蛋 白质修饰、蛋白质-蛋白质∕蛋白质-DNA∕蛋白质-RNA，以及蛋白 质与脂质、蛋白质与药物、酶与底物、蛋白质-小分子等的相互作 用。
一、基因比对及功能诠释
重要的生物信息中心网址如下
数据库名称
数据库服务器网址
GenBank
/
GSDB
:80/gsdb
（Genome Sequence Database）
NDB
1. 用蛋白质印迹技术检测蛋白质/多肽
2. 用酶联免疫吸附实验分析蛋白质/多肽
酶联免疫吸附实验（ELISA）也是一种建立在抗原 -抗体反应基础上的蛋白质/多肽分析方法，其主要用于 测定可溶性抗原或抗体。
3. 用免疫组化实验原位检测组织/细胞表达的蛋白质/多肽
免疫组化实验包括免疫组织化学和免疫细胞化学实验，二 者原理相同，都是用标记的抗体在组织/细胞原位对目标抗原 （目标蛋白质/多肽）进行定性、定量、定位检测。
4. 用流式细胞术分析表达特异蛋白质的阳性细胞
流式细胞术（flow cytometry）通常利用荧光标记抗体 与抗原的特异性结合，经流式细胞仪分析荧光信号，根据细胞 表达特定蛋白质的水平对某种蛋白质阳性细胞做出判断。
5. 用蛋白质芯片和双向电泳高通量分析蛋白质/多肽表达水平
（1）用蛋白质芯片分析蛋白质/多肽的表达谱 根据制作方法和用途不同，可将其分为蛋白质检测和功能芯
(二) 基因启动子结构分析技术
DNase I足迹法的原理
（三）基因转录起点分析技术
转录起点（transcription start site，TSS）
5’-RACE鉴定TSS的原理
二、检测基因的拷贝数是了解基因表达丰度的重 要因素
u DNA印迹是根据探针信号出现的位置和次数判断 基因的拷贝数 u 实时定量PCR是通过被扩增基因在数量上的差异推 测模板基因拷贝数的异同 u DNA测序是最精确的鉴定基因拷贝数的方法
目前可总结基因的主要生化功能如下
转录因子
核骨架蛋白
信号分子
酶
细胞骨架蛋白 膜受体
离子通道蛋白 转运体
激素
细胞因子
抗体
凝血因子
载体蛋白
胞外基质蛋白
常用的高通量筛查蛋白质间相互作用的方法是酵母双杂交技术和噬菌体展示技术
三、利用工程细胞研究基因功能
（一）采用基因重组技术建立基因高表达工程细胞系 （二）基因沉默技术抑制特异基因的表达
熟悉 疾病相关基因鉴定克隆原则；克隆疾病相关基因的 策略和方法。
了解 利用基因编辑技术鉴定基因功能。
第一节
基因结构分析
一、鉴定基因的顺式元件是了解基因表达的关键
基因的顺式元件包括
u 基因编码区 u 启动子区 u 转录起始点的确定 u 其他顺式作用元件
(一)确定基因编码区分析技术
1. 用数据库分析基因编码序列
（Nucleic Acid D Database）
NCBI
/
SWISS-PROT
.swissprot/
PROSITE
http://www.expasy.ch/prosite/
二、基因发挥作用的本质是其生物化学功能
（2）用双向电泳分析蛋白质/多肽表达谱
双向电泳可同时分离成百上千的蛋白质，对差 异表达的蛋白质进行鉴定。
第二节
基因功能研究
基因的功能实际是基因表达产物的功能，也就是 编码蛋白质功能和非编码RNA的功能，前者是本节讨 论的重点。
基因产物之一蛋白质的功能可以从三个不同水平来描述 l 生物化学水平 l 细胞水平 l 整体水平
四、利用基因修饰动物整体研究基因功能
尽管在体外对基因功能的研究可提供大量信息，但是只有 在整体内的研究才能真实反映该基因在体内的真正作用。
通过在实验动物，持别是小鼠体内进行相关的基因操作， 获得基因修饰动物品系，已成为在体研究基因功能的重要手段 ，常用的有转基因动物和基因敲除动物。
（一）用功能获得策略鉴定基因功能