基因突变及与表型之间的关系分子细胞遗传学技术荧光原位杂交技术
荧光原位杂交 综述
荧光原位杂交（FISH）综述摘要本文简单介绍了荧光原位杂交（FISH）技术的一些基础理论知识以及常用操作方法和步骤。
关键词：荧光原位杂交;1.发展荧光原位杂交（fluorescent in situ hybridization，FISH）是一种细胞遗传学技术，可以用来对核酸进行检测和定位。
荧光标记的核酸探针只和具有高度相似性的核酸杂交，可用于染色体上基因的定位，或在分子生态学中用来标记不同分类细菌或古菌中的核糖体RNA[1]。
1969年，Pardue等和John两个研究小组发明了原位杂交技术，放射性标记的DNA 或28s RNA 被杂交到细胞制备物上，通过放射自显影技术(m icroautoradiography, MAR)检测杂交位点，这一技术可以在保持细胞形态完整性的条件下，使核酸序列在细胞内被检测[2]。
2.原理通过特定分子的荧光标记探针在细胞内与染色体上特意的互补核酸序列原位杂交，通过激发杂交探针的荧光来检测信号。
由于荧光燃料收到一定波长的（即激发波长）的光激发后会发射荧光（即发射波长），所以就滤光镜选择合适的激发波长的光，即可显示某一特定的荧光染料，于是就可以直接显示特定细胞核中或染色体上的DNA序列间相互位置关系[2]。
原位杂交的处理：染色体上杂交的位点提供了DNA探针序列的定位信息。
所以应用该方法时，需打开维持染色体DNA双螺旋结构的碱基配对以使其形成单链分子（这称为DNA变性）。
只有这样染色体DNA才能与探针杂交。
变性染色体DNA而不破坏其形态的标准方法是将染色体干燥在玻璃载玻片上，再用甲酰胺处理[1]。
3.关于探针的发展早期原位杂交技术中探针是放射性标记的，但这个方法并不令人满意，因为放射性标记很验证同时满足灵敏度和分辨率这两个原位杂交成功的必要条件。
灵敏度要求放射性标记具有高中辐射能（例如用32P标记），当标记物能量过高时，会因为信号散射导致分辨率过低。
如果使用低辐射能的放射性标记物，如3H可以得到较高的分辨率，但由于灵敏度低而需要长时间曝光，并由此导致背景过高，难以分辨出真正的信号。
荧光原位杂交技术原理
荧光原位杂交技术原理
荧光原位杂交技术（fluorescence in situ hybridization，FISH）
是一种用于检测和定位靶标DNA序列的方法。
其原理是利用
荧光标记的DNA探针与靶标DNA特异性结合，通过荧光显
微镜观察细胞核内荧光信号的强度和位置，从而确定目标
DNA序列在细胞核中的位置和数量。
荧光原位杂交技术的步骤包括标记DNA探针、固定细胞样品、使细胞核开放透明化、探针与目标DNA杂交、洗涤去掉无特
异连接的探针、显微镜观察和分析。
在标记DNA探针的过程中，将目标DNA序列特异性引物和
荧光标记的核苷酸引物结合，通过聚合酶链反应使DNA探针
荧光标记。
标记DNA探针可以选择性地与目标DNA序列进
行互补结合。
固定细胞样品后，可以通过化学方法将细胞膜破裂并使细胞核透明化，使DNA探针能够更好地进入细胞核。
随后将标记好
的DNA探针加入样品中，在适当的温度下进行DNA杂交反应。
如果目标DNA序列在细胞核中存在，则DNA探针与目
标DNA序列结合，形成探针-目标DNA复合物。
在杂交反应后，需要进行洗涤步骤以去除无特异连接的DNA
探针。
这样可以提高荧光信号的特异性和强度。
最后，利用荧光显微镜观察样品中的荧光信号。
荧光探针与目标DNA序列结合后会发出特定颜色的荧光信号，可以通过观
察荧光信号的位置和强度来确定目标DNA序列在细胞核中的位置和数量。
荧光原位杂交技术可以应用于医学诊断、基因定位等领域，成为研究细胞遗传学和基因组学的重要工具。
细胞遗传学及分子生物学检查_概述及解释说明
细胞遗传学及分子生物学检查概述及解释说明1. 引言1.1 概述细胞遗传学和分子生物学检查是生物医学领域中两个重要的研究方向。
细胞遗传学研究的是细胞在遗传层面的结构、功能和变异等方面，而分子生物学检查则聚焦于分子水平的检测与分析。
这两个领域相辅相成，共同推动了现代医学的发展。
1.2 文章结构本文将首先对细胞遗传学进行概述，包括定义、重要性以及常用的研究方法。
接着，对分子生物学检查进行介绍，包括它的定义、应用领域以及常用技术和方法。
随后，我们将探讨细胞遗传学与分子生物学检查之间的关系，并通过一些实际案例展示它们在疾病诊断中的应用价值。
最后，在总结文章内容并强调它们的重要性和未来发展前景时，我们还将探讨可能面临的挑战。
1.3 目的本文旨在为读者提供一个全面而清晰的概述，使他们对细胞遗传学和分子生物学检查有更深入的理解。
我们将强调这两个领域在现代医学中的重要性，并展望其未来发展方向。
同时，希望通过具体案例的描述，让读者认识到细胞遗传学和分子生物学检查在疾病诊断和治疗中的巨大潜力。
通过阅读本文，读者将能够更好地了解细胞遗传学和分子生物学检查在现代医学领域中的应用及其价值。
2. 细胞遗传学概述：2.1 细胞遗传学定义：细胞遗传学是研究细胞内基因的遗传性质和变异以及这些遗传变异如何影响生物体特征和功能的科学领域。
它涉及到细胞的染色体结构、基因组组织与表达、遗传变异的发生机制等方面的研究。
2.2 细胞遗传学的重要性：细胞遗传学对于了解生物体的形态、功能和疾病机制具有重要意义。
通过对细胞内基因组和遗传变异的研究，我们能够揭示生物个体间的遗传关系，推断某些特征或疾病发生发展的机制，并为相关治疗提供依据。
2.3 细胞遗传学的研究方法：细胞遗传学采用多种实验方法来揭示细胞内基因与表型之间的关联。
常见的实验方法包括：染色体分析、DNA测序技术、PCR技术、原位杂交等。
染色体分析主要观察染色体结构和数量异常，帮助判断染色体异常与疾病之间的关系。
分子遗传学第7章基因突变与重组-遗传学剖析
移码突变（frameshift mutation）：指ＤＮＡ分子中
插入或缺失一个或少数几个核苷酸，使整个阅读框改变而
引起的突变。
34
Examples of deletion mutations
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7.2.2 碱基取代的效应
从对遗传信息的改变上
(1) 同义突变(synonymous mut.) ：指没有改变产物氨基酸序列 的密码子的变化，与密码子的简并性有关。GAA(Glu) →
自交不亲和性是指自花授粉不结实，而株间授 粉却能结实的现象。
试验表明，具有某一基因的花粉不能在具有同 一基因的柱头上萌发，好象同一基因之间存在 一种抵抗作用。
22
s1s2和s1s2杂交不能结实：
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基因突变的时期
突变可以发生在生物个体发育的任何时 期，性细胞发生的突变可以通过受精直 接传递给后代
25
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28
29
7.2 点突变 的类型
7.2.1 点突变的种类
（1） 取代 (conversion)
转换 (transition)
Py Py Pu
Pu
颠换 (transversion)
Py Pu
１．转换（transition）：指ＤＮＡ分子中的嘌呤为另一 种嘌呤或嘧啶为另一种嘧啶所取代而引起的突变。
通过恢复或部分恢复原来突变基因产物蛋白质的功能而恢复野生表型113错义突变和移框突变都可以被基因内另一位点的突变所抑制由于处于同一基因中正向突变和抑制突变一般紧密连锁因此常把基因内抑制突变当成真正的原点回复突变错义突变造成野生型表型的丧失部分原因在于影响到蛋白质的空间结构正负电荷疏水作用114a静电作用移框突变的抑制突变基因内第二点的插入或缺失117正向突变的无义突变错义突变和移框突变都可以被另一基因上的突变所抑制这些抑制突变分别称为无义抑制突变错义抑制突变和移框抑制突变
分子遗传和突变
分子遗传和突变概述:分子遗传是研究基因在分子水平上的遗传规律和遗传变异的学科。
而遗传突变指的是基因或染色体上的突发性变异。
分子遗传和突变是遗传学领域中的重要研究内容，对于理解生物遗传和进化过程具有重要意义。
分子遗传:分子遗传是通过研究DNA、RNA和蛋白质等分子在遗传和进化中的作用来揭示遗传规律的学科。
DNA是生物体内传递遗传信息的分子，它通过编码蛋白质来决定生物体的性状。
RNA则在遗传信息的传递和转录过程中起着重要作用。
蛋白质是生物体内功能最为多样和复杂的分子，它们参与了几乎所有生物过程。
通过研究这些分子的结构、功能和相互作用，我们可以深入了解生物遗传的机制。
遗传突变:遗传突变是指基因或染色体上发生的突发性变异。
这些突变可能是由于DNA复制过程中出现错误、环境因素或化学物质的作用，或者是自发发生的。
遗传突变可以导致基因序列的改变，从而影响蛋白质的结构和功能，进而影响生物体的性状。
遗传突变是生物进化和遗传变异的重要驱动力。
分子遗传与遗传突变的关系:分子遗传和遗传突变是密切相关的。
分子遗传研究了基因在分子水平上的遗传规律，而遗传突变则是基因发生突变的结果。
分子遗传研究的对象包括基因的结构、功能和调控，以及基因之间的相互作用。
而遗传突变则是分子遗传研究的重要实践对象，通过观察和分析遗传突变可以揭示基因的功能和遗传机制。
分子遗传和遗传突变的应用:分子遗传和遗传突变的研究对于人类健康和疾病的预防和治疗具有重要意义。
通过研究基因的突变和功能变化，我们可以了解和诊断遗传性疾病，为疾病的早期预警和治疗提供依据。
此外，分子遗传和遗传突变的研究也可以揭示生物进化和种群遗传变异的规律，对于保护生物多样性和开展物种保护具有重要意义。
总结:分子遗传和遗传突变是遗传学领域中的重要研究内容。
分子遗传研究基因在分子水平上的遗传规律和遗传变异，而遗传突变是基因或染色体上的突发性变异。
分子遗传和遗传突变的研究对于理解生物遗传和进化过程、人类健康和疾病的预防和治疗以及保护生物多样性具有重要意义。
植物遗传学中的基因表达与遗传变异
植物遗传学中的基因表达与遗传变异基因表达是指在细胞内，基因的遗传信息如何转化为功能性蛋白质或RNA的过程。
而遗传变异则指基因组中的差异导致个体性状、表型或生命周期的差异。
在植物遗传学领域，基因表达与遗传变异是研究植物遗传特性的重要方面。
本文将从植物基因表达的调控机制、遗传变异的原因及其在植物进化和人类农作物培育中的应用等方面进行讨论。
1. 植物基因表达的调控机制基因的表达水平受到多种调控机制的影响，包括转录水平的调控、RNA剪接、转运和翻译等。
这些调控机制在植物细胞内相互作用，形成一个复杂的调控网络。
例如，转录因子的结合与启动子区域的互作可以促进或抑制基因的转录。
此外，RNA剪接过程可以使一个基因编码多种不同类型的蛋白质。
这些基因表达的调控机制，在植物遗传学研究中起着重要的作用。
2. 遗传变异的原因遗传变异是植物遗传学研究的核心内容之一。
遗传变异的原因主要包括自然选择、突变和基因重组等。
自然选择是指环境因素对个体的选择作用，使得适应环境的基因被保留下来。
突变则是指DNA分子发生变化，从而导致基因型和表型上的变异。
基因重组则是指染色体间的交换、重组，产生新的染色体组合。
这些原因导致了植物个体之间遗传特性的差异。
3. 基因表达与遗传变异的关系基因表达的变异会导致植物个体之间在表型上的差异。
而遗传变异则是基因表达变异的根本原因。
基因表达变异可以通过技术手段进行检测，如转录组学、RNA测序、蛋白质组学等。
这些研究手段使得科学家能够深入了解植物基因表达的变异机制，以及基因表达变异与植物遗传特性之间的关系。
4. 植物基因表达与进化植物基因表达的变异在植物进化过程中起着重要的作用。
适应环境的基因表达变异可以使植物适应不同的生境条件，提高其生存竞争力。
同时，在不同的环境条件下，植物基因表达的变异也可以导致新物种的形成。
通过对植物基因表达变异的研究，可以更好地理解植物进化的机制。
5. 植物基因表达与人类农作物培育植物基因表达与遗传变异的研究对于人类农作物培育具有重要意义。
分子遗传学2025年基因突变知识点深度剖析
分子遗传学2025年基因突变知识点深度剖析在科学的飞速发展中，分子遗传学领域一直是最具活力和创新的研究领域之一。
基因突变作为分子遗传学的核心概念，其研究不断深入和拓展，为我们理解生命的奥秘、疾病的发生机制以及生物进化等提供了关键的线索。
随着技术的进步和研究的深入，到 2025 年，我们对基因突变的认识将会达到一个新的高度。
一、基因突变的类型基因突变可以分为多种类型，每种类型都具有独特的特点和产生的影响。
点突变是最常见的一种类型，包括碱基替换和碱基插入/缺失。
碱基替换又分为转换和颠换两种情况。
转换是指嘌呤与嘌呤之间或嘧啶与嘧啶之间的替换，如腺嘌呤（A）与鸟嘌呤（G）之间的互换；颠换则是嘌呤与嘧啶之间的替换，如腺嘌呤（A）与胸腺嘧啶（T）的互换。
点突变可能会导致蛋白质中氨基酸的改变，从而影响蛋白质的功能。
插入或缺失突变则是在DNA 序列中插入或缺失了一个或几个碱基。
如果插入或缺失的碱基数不是 3 的倍数，就会导致阅读框的移位，从而使后续编码的氨基酸序列完全改变，这通常会对蛋白质的功能产生重大影响。
此外，还有染色体结构变异导致的基因突变，如染色体的缺失、重复、倒位和易位。
这些大规模的染色体结构变化可能会影响多个基因的表达和功能。
二、基因突变的原因基因突变的发生有着多种原因，既有内在的因素，也有外在的环境因素。
内在因素中，DNA 复制过程中的错误是基因突变的一个重要来源。
在细胞分裂时，DNA 进行复制，但这个过程并非绝对准确，可能会出现碱基错配的情况。
此外，DNA 本身的不稳定性，如某些碱基的自发脱氨基反应，也可能导致基因突变。
外在环境因素的影响同样不可忽视。
物理因素如紫外线、X 射线等高能辐射能够直接损伤 DNA 分子，导致碱基的变化或链的断裂。
化学因素如各种化学诱变剂，如亚硝胺、苯并芘等，能够与 DNA 发生反应，改变其碱基结构。
生物因素如病毒的感染，可能会将其自身的基因插入到宿主细胞的基因组中，导致基因突变。
遗传学中的基因突变与变异
遗传学中的基因突变与变异遗传学是研究遗传现象、遗传规律的科学分支，通过研究基因突变与变异，可以了解生物体在遗传层面上的变化与多样性。
基因突变与变异广泛存在于各个生物体中，在科学研究和临床实践中起着重要的作用。
基因突变是指基因序列发生永久性的变化。
它可以分为点突变、插入突变、删除突变和移位突变等不同类型。
点突变是指一个碱基被替换为另一个碱基，导致氨基酸序列发生改变。
插入突变是指某一段额外的DNA序列被插入到基因中，导致基因序列变长。
删除突变是指基因中的某一部分序列被删除，导致基因序列变短。
移位突变是指基因序列内部的一部分被移动到其他位置，导致序列发生改变。
基因变异是指同一种基因拥有不同的等位基因。
通常情况下，基因变异可以分为两大类：等位基因的不同导致基因型的变异，以及一个基因在不同个体之间表达不同导致表型的变异。
基因型的变异是指由于等位基因的不同而导致基因表达的差异。
一个基因座上存在不同等位基因时，个体之间基因型的组合具有多样性，从而导致表型的差异。
而表型的变异则是指同一个基因座上的等位基因在不同个体之间导致的表型差异。
基因变异不仅仅存在于个体之间，也可以在种群中广泛分布，从而形成了基因多样性。
基因突变和变异不仅是遗传学研究的重要内容，也对我们理解遗传疾病的发生与发展具有重要意义。
基因突变是遗传疾病的主要原因之一。
一些突变可能导致基因功能的改变，进而导致疾病的发生。
例如，囊性纤维化是一种由于基因突变导致的常见遗传疾病。
在囊性纤维化患者中，CTFR基因发生突变，导致这个膜蛋白的功能受损，从而引发多器官疾病。
另一方面，基因变异对人类进化和适应环境的过程也具有重要影响。
基因变异的存在使得物种能够适应环境的变化。
例如，黑猩猩与人类基因组上的差异仅约为1%，但正是这些微小的差异导致了我们今天的进化和智慧。
这种基因变异是自然选择的结果，只有最好适应环境的个体才能在繁殖中存活下来。
基因变异使得物种具有适应性和可塑性，从而能够在环境的挑战中生存并繁衍后代。
医学遗传学知识点2024
1、医学遗传学是应用遗传学的理论和方法研究人类遗传性疾病和人类疾病发生的遗传学问题的一门综合性学科。
2、遗传病是指遗传物质改变（基因突变或染色体畸变）所引起的疾病。
3、遗传病的类型：①单基因病；②多基因病（冠心病、高血压、生理性近视、消化性溃疡、精神分裂症、自闭症）；③染色体病（唐氏综合征、猫叫综合征）；④体细胞遗传病（肺癌、恶性肿瘤）；（⑤线粒体遗传病：帕金森综合征）4、基因是合成一种有功能的多肽链或者RNA分子所必须的一段完整的DNA序列。
5、编码序列在DNA分子中是不连续的，被非编码序列分隔开，形成镶嵌排列的断裂形式，称为割裂基因。
6、割裂基因中内含子和外显子的关系不是完全固定不变的。
7、割裂基因结构中外显子-内含子的高度保守的接头形式叫做GT-AG法则。
8、侧翼序列是在第一个外显子和最末一个外显子外侧的一段非编码区，由前导区、尾部区和调控区组成。
均属于顺式作用元件。
9、启动子是RNA聚合酶结合并启动转录的特异DNA序列，位于基因转录起点上游的100bp 范围内。
TATA框或Hogness框：位于转录起始点上游-19~-27bp处，是高度保守的一段序列，与转录因子TF2结合，准确地识别转录的起始位置。
CAAT框：位于转录起始点上游-70~-80bp，也是一段保守序列，与转录因子CTF，其C端有激活转录的功能。
GC框：位于CAAT框两侧，顺序为GGCGGG，与转录因子SP1结合，N端有激活转录的作用。
10、增强子指能增强启动子转录活性的一段DNA序列。
作用特点：①通过启动子增强转录，明显提高转录效率；②具有远距离效应；③无明显方向性；④具有组织特异性。
增强子在任意位置有效。
11、终止子是给予RNA聚合酶转录终止信号的DNA保守序列。
大多真核生物为AATAAA，加上一段富含CG的回文序列。
12、DNA分子中发生单个碱基的改变，称为点突变。
一种嘌呤替换另一种嘌呤，或者一种嘌呤，或者一种嘧啶替换另一种嘧啶，叫做转换。
荧光原位杂交技术在产前诊断中应用的专家共识
荧光原位杂交技术（FISH）在产前诊断中的应用一直备受关注。
近年来，随着该技术在临床实践中的不断深入和发展，专家共识也逐渐形成。
在本文中，将从深度和广度上对荧光原位杂交技术在产前诊断中的专家共识进行全面评估，并撰写一篇有价值的文章，以便读者能更深入地理解这一领域的最新进展和专家观点。
1. 荧光原位杂交技术概述- 荧光原位杂交技术是一种基于DNA的细胞遗传学技术，能够定位和检测细胞中特定DNA序列的存在和定位。
该技术通过使用标记了荧光物质的探针，使得特定的DNA序列在细胞或组织的显微镜下呈现出荧光信号，从而实现对细胞遗传信息的定量和定位检测。
在产前诊断中，荧光原位杂交技术能够用于检测胎儿染色体异常、基因突变等遗传性疾病，具有高灵敏度和特异性的优势。
2. 专家共识的形成- 随着荧光原位杂交技术在产前诊断中的广泛应用，越来越多的专家学者参与其中，并在临床实践和科研工作中积累了大量的经验和数据。
通过学术会议、专家讨论会、文献研究等形式，专家们逐渐达成了对荧光原位杂交技术在产前诊断中应用的共识。
这些共识涵盖了该技术的临床适应症、操作规范、质控要求、结果解读等方面，为该领域的规范化和标准化提供了重要指导。
3. 专家共识的内容和意义- 在产前诊断中，荧光原位杂交技术的专家共识主要包括对该技术的临床应用范围和标准化操作流程的制定。
专家们一致认为，该技术在胎儿染色体异常、染色体结构异常、基因突变等方面具有重要应用意义，可以为胎儿遗传疾病的早期筛查和诊断提供可靠依据。
专家共识还对该技术的样本采集、实验操作、结果解读等方面提出了具体要求，以确保临床应用的准确性和可重复性。
4. 个人观点和理解- 就我个人来说，我认为荧光原位杂交技术在产前诊断中的应用具有重要的临床意义和发展前景。
通过该技术，我们可以更准确地了解胎儿遗传信息，及时发现和诊断潜在的遗传疾病，为家庭和社会减少遗传疾病的发病率和负担提供了可能。
专家共识的形成也为该技术在临床实践中的标准化和规范化提供了重要支持，有助于推动该领域的进一步发展和应用。
荧光原位杂交(FISH)
荧光原位杂交（FISH ）实验原理荧光原位杂交（Fluorescence in situ hybridization FISH ）是一门新兴的分子细胞遗传学技术，是20世纪80年代末期在原有的放射性原位杂交技术的基础上发展起来的一种非放射性原位杂交技术。
目前这项技术已经广泛应用于动植物基因组结构研究、染色体精细结构变异分析、病毒感染分析、人类产前诊断、肿瘤遗传学和基因组进化研究待许多领域。
FISH 的基本原理是用已知的标记单链核酸为探针，按照碱基互补的原则，与待检材料中未知的单链核酸进行异性结合，形成可被检测的杂交双链核酸。
由于DNA 分子在染色体上是沿着染色体纵轴呈线性排列，因而可以探针直接与染色体进行杂交从而将特定的基因在染色体上定位。
与传统的放射性标记原位杂交相比，荧光原位杂交具有快速、检测信号强、杂交特异性高和可以多重染色等特点，因此在分子细胞遗传学领域受到普遍关注。
杂交所用的探针大致可以分类三类：1）染色体特异重复序列探针，例如α卫星、卫星III 类的探针，其杂交靶位常大于1Mb ，不含散在重复序列，与靶位结合紧密，杂交信号强，易于检测；2）全染色体或染色体区域特异性探针，其由一条染色体或染色体上某一区段上极端不同的核苷酸片段所组成，可由克隆到噬菌体和质粒中的染色体特异大片段获得；3）特异性位置探针，由一个或几个克隆序列组成。
探针的荧光素标记可以采用直接和间接标记的方法。
间接标记是采用生物素标记DNA 探针，杂交之后用藕联有荧光素亲和素或者链霉亲和素进行检测，同时还可以利用亲和素-生物素-荧光素复合物，将荧光信号进行放大，从而可以检测500bp 的片段。
而直接标记法是将荧光素直接与探针核苷酸或磷酸戊糖骨架共价结合，或在缺口平移法标记探针时将荧光素核苷三磷酸掺入。
直接标记法在检测时步骤简单，但由于不能进行信号放大，因此灵敏度不如间接标记的方法。
实验用具及材料 相关溶液的配制1）20×SSC ：175.3g NaCl ，88.2g 柠檬酸钠，加水至1000mL （用10mol/L NaOH 调pH 至7.0）。
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。
基因突变及与表型之间的关系分子细胞遗传学技术荧光原位杂交技术
第四页，编辑于星期六：二十一点 十六分。
荧光原位杂交技术（Fluorescence in site hybridization, FISH）的特异性DNA探针
第三十五页，编辑于星期六：二十一点 十六分。
4.体外蛋白截短试验（PTT）
• 从蛋白质水平检测基因的突变。其原理是碱基缺失 和插入导致的移码突变、碱基替换出现的无义突变 均可使基因提前出现终止密码，从而截短mRNA 翻译的蛋白质。
• 技术路线：血细胞RNAcDNART-PCR体外蛋 白质合成电泳分析截短了的蛋白质相应基因片 段的序列分析
第三十九页，编辑于星期六：二十一点 十六分。
Microarray-based method for genotyping of functional single nucleotide polymorphisms using dual-color fluorescence hybridization. Mutat Res. 2004; 548: 97-105
第六页，编辑于星期六：二十一点 十六分。
染色体技术的
应用－1
inv(14)(p12q24)
t(2; 11)(2q34; 11q13)
第七页，编辑于星期六：二十一点 十六分。
细胞遗传学研究中染色体技术 的应用—FISH技术检出
t(2; 14)
第八页，编辑于星期六：二十一点 十六分。
染色体技术的 应用－2
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。
• DNA 大片段缺失或复制（large deletion or
生物科学中的遗传变异机制
生物科学中的遗传变异机制
基因突变是指DNA序列中发生的突发性的、持久的、可遗传的变化，
它是遗传变异的主要形式。
基因突变可以发生在基因序列中的单个碱基发
生改变，包括点突变（点突变、插入突变和缺失突变）和因子突变；也可
以发生在基因的结构中，包括基因重复、倒位、转座、片段增加和缺失等。
基因突变是个体遗传变异的重要原因，它导致了生物群体之间基因型和表
型的差异。
染色体重组是指染色体上的基因排列顺序发生改变，进而导致基因组
结构的重组。
染色体重组可以通过交换染色体上的DNA片段来实现，它包
括同源重组、非同源重组和倒位等形式。
染色体重组是产生新基因型和新
表型的重要方式，它在种群中引入了多样性和变异。
基因重组是指DNA分子上不同基因间的重新组合，这主要通过过程中
的染色体复制、DNA交换和DNA修复来实现。
基因重组是有性生殖中的一
个重要过程，它使得不同个体之间的基因组发生交流和融合，从而导致了
多样性的出现。
另外，还有一些其他的遗传变异机制，如DNA的甲基化和脱甲基化，
这是通过改变DNA分子的甲基化状态来产生遗传变异效应的。
甲基化是指DNA分子上的一些氮碱基被甲基化修饰，它可以静默或激活相关基因的表达，从而影响表型。
总结起来，遗传变异机制的存在和作用使得生物个体之间表型和基因
型的差异得以产生，从而导致了生物多样性的出现。
基因突变、染色体重
组和基因重组是主要的遗传变异机制，而甲基化和脱甲基化则是一种辅助
的遗传变异方式。
这些机制共同推动着生物的进化和适应，也为生物学研究和应用提供了重要的基础。
基因突变与遗传变异的分子机制
基因突变与遗传变异的分子机制基因突变和遗传变异是生物界中普遍存在的现象，对于生物进化和适应环境起着重要作用。
本文将探讨基因突变和遗传变异的分子机制。
一、基因突变的分子机制基因突变是指DNA序列发生变化，可能导致基因功能的改变。
常见的基因突变类型包括点突变、插入突变和缺失突变。
1. 点突变：点突变是指单个碱基被替代、插入或删除的突变。
这种突变会导致DNA序列的改变，可能影响蛋白质的翻译过程，从而改变基因功能。
例如，碱基替代可能导致密码子改变，进而改变蛋白质的氨基酸序列。
2. 插入突变：插入突变是指额外的碱基插入到DNA序列中。
这种突变会改变DNA的读框，导致整个序列后移，可能会产生错义突变或极早终止密码子。
3. 缺失突变：缺失突变是指DNA序列中的一段碱基被删除。
这种突变同样会改变读框，导致错义突变或提前终止密码子。
基因突变的发生通常是由于外界环境暴露、DNA复制错误或DNA修复系统失效等因素导致。
DNA修复系统在维持基因组的稳定性和完整性中起着重要的作用。
一旦发生突变，其影响将会传递到后代，并可能对个体的生存和繁殖产生影响。
二、遗传变异的分子机制遗传变异是指基因在不同个体间的差异。
遗传变异可以通过多种方式产生，包括基因座的等位基因变异、基因重组和染色质突变等。
1. 等位基因变异：不同等位基因之间的差异是普遍存在的遗传变异形式。
这些差异可能影响基因的表达或功能。
例如，一个等位基因可能编码一个功能性蛋白质，而另一个等位基因可能编码一个非功能性蛋白质或完全没有蛋白质产物。
2. 基因重组：基因重组是指DNA分子内部或不同染色体之间的DNA片段的重组与交换。
在有性生殖的个体中，基因重组在配子发生过程中起到重要作用。
这种重组事件会重新组合基因，从而产生新的遗传变异。
3. 染色质突变：染色质突变是指影响染色体结构或数量的遗传变异。
染色体突变可能导致染色体片段缺失、重复、倒位或颠倒等改变。
这种突变可能会对基因表达产生较大的影响，甚至导致染色体异常，如唐氏综合征等遗传疾病。
染色体荧光原位杂交技术
3.3 YAC的定位和YAC重叠群 (contig)的构建
• YAC的容量比起cos质粒来就更大了，最大的可达2Mb。定位YAC 的方法有三种。有些探针在染色体上的位置已知(可以用FISH来定 位)，而又可以肯定它在某个YAC中，那么这个YAC在染色体上的 位置就确定了；YAC也可以直接进行FISH。先抽提酵母的DNA， 然后脉冲电泳分离出YAC的插入片段，用此插入片段进行FISH； 现在PCR技术越来越成熟，可以用Alu PCR法扩增YAC上的插入部 分，将A1u PCR产物来进行FISH。在多个YAC分别定位的基础上， 或根据几个YAC经多色标记后同时与染色体杂交后的结果，可以按 YAC间的相对位置来构建YAC重叠群。所得的结果可通过一个 YAC经标记后与YAC库内的其它YAC进行杂交的结果来验证。 1991年，Montanaro报道，他们用FISH的方法定位了102个YAC。这 些YAC覆盖了Xq24－Xq28的50％的区域。他们定位的精度是0.5带， 所以这l02个YAC就分布在9个区段内(半条带为一个区段)。这些结 果综合起来为YAC重叠群的构建提供了一条道路。
• SCP的定位是染色体骨架图构建的主要内容之 一。当SCP用生物素标记之后，与中期染色体 杂交，用免疫荧光标记的试剂检测，就可以明 确地知道某个SCP在做好分带的中期染色体上 的位置。SCP的定位是应用FISH技术进行人类 基因组研究中的最简单的一种。但是太小的片 段在实际工作中的难度较大。FISH不仅可使 SCP直接定位于染色体上，也可以定位于间期 核，为高分辨的基因作图和核组织分析提供了 有力的手段。
影响杂交结果的参数有下列几个：探针浓 度，杂交时间，探针大小，杂交温度， 染色质变性条件，染色体的制备和硬化 程度，RNase作用条件，用于降低背景 的非特异性竞争DNA和醋酸酐处理．其 中有几个因素影响杂交信号的强度和特 异性，具体的讲是DNA探针的纯度；用 于杂交反应的探针的大小．小心掌握好 这些条件，我们就能得到没有荧光背景 的特异性信号。
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荧光原位杂交技术（Fluorescence in site hybridization, FISH）的特异性DNA探针
• 基因座特异性探针：克隆扩增获得。在基因制图方面的努 力，越来越多的这方面探针可以使用 • 着丝粒重复序列探针：这些特异性的探针可在中期染色体 和间期细胞核中产生强烈信号，可以鉴别特异性染色体。 • 全染色体涂染探针：通过对来自特异性染色体分检库或仅 含一条人类染色体的杂种细胞DNA扩增制备。这种DNA 序列的混合物与一条染色体上的多个位点同源。因此在中 期核内，整条染色体得以被涂染。通过使用不同的荧光素， 在一个中期染色体涂片上可以鉴别几条不同的染色体。
比较基因组杂交的原理
• 待测DNA（肿瘤 细胞DNA，test DNA)为绿色
• 参照DNA(正常 细胞DNA， reference DNA） 为红色
• 复染为蓝色
人食管鳞癌细胞株的比较基因组杂交
A. 中期染色体的DAPI的 复染图
B. 中期染色体比较基因组杂 交（CGH）：红色区域表示
丢失，绿色区域表示扩增。
基因突变形式—碱基的插入和缺失
• 碱基的插入和缺失：基因编码序列中插入或丢失一个或
几个碱基，其结果是突变点下游碱基序列发生移码，编
码氨基酸序列都发生改变，又称移码突变（ frameshift mutation），并可在突变点下游提前出现终止密码。
碱基的插入和缺失的结果：将导致移码突变
（frameshift mutation），并可在突变点下游提前出现 终止密码产生截短型蛋白
染色体技术的
应用－2
inv(9)(p12q13)
分子细胞遗传学：DMD基因第46号外显子缺失
细胞遗传学研究中染色体技术的应用
21号染色体涂染探针FISH杂交， 显示21三体
9号染色体涂染探针杂交。 箭头示易位到10号染色体上 的来自9号染色体的片段
比较基因组杂交（comparative genomic hybridization, CGH）
变中最多见的形式。
•
•
稳定突变：传递中不改变原有的突变。
动态突变：传递中不断改变自己，多见于短重
复序列的突变，在一代代传递中重复次数发生
明显变化。
点突变的结果：
（1 ）同义突变（ samesense mutation ）：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。 （ 2 ）错义突变（ missense mutation ）：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。 （3）无义突变（nonsense mutation）：碱基替换后，使 编码氨基酸的密码子变成一个终止密码子。 （4）中性突变：包含两种情况，即“同义突变”和不改变 蛋白质功能的“错义突变”
• 近年在FISH技术基础上发展起来的一种新的分子细胞遗 传学技术（1992，Kallioniemi）。其基本原理是用不 同荧光物质分别标记肿瘤细胞DNA和正常人细胞DNA，然 后与正常人中期细胞染色体杂交。
• 通过检测染色体上两种荧光信号的相对比值，了解肿瘤 细胞DNA拷贝数的变化，并可在染色体上定位。 • 这一技术已广泛应用于肿瘤基因组不平衡的检测。
• DNA芯片
1.限制性片段长度多态性（RFLP）分析
• 当突变影响到某一限制性内切酶位点时，
可通过酶切PCR产物，电泳分析:限制性片 特异性（PCR）扩增（ASA）
• 通过设计两个5’端引物，一个与正常DNA互补， 一个与突变DNA互补。分别加入这两种引物及3’ 端引物进行两个平行的PCR，分析结果。
3.等位基因特异性寡核苷酸杂交（ ASO）
• 设计两段寡核苷酸探针，其中包含发生突变的 位点，一段与野生型链互补，一段与突变型链 互补。 • 杂交分析是否存在突变
应用15号染色体一基因特异性 探针（红色）杂交确定其是否 缺失；绿色探针鉴定15号染色 体着丝粒。
24种不同染色体涂染探针杂 交得到的彩色染色体
染色体技术的
应用－1
inv(14)(p12q24)
t(2; 11)(2q34; 11q13)
细胞遗传学研究中染色体技
术的应用—FISH技术检出
t(2; 14)
分子细胞遗传学技术 与产前诊断
南京大学医学院 王亚平
2006年11月
基因诊断的中心问题是认识 遗传变异、基因突变 及与表型之间的关系
一、分子细胞遗传学技术
荧光原位杂交技术（fluorescence
in site
hybridization, FISH）：用荧光物质标记特异性DNA探针， 与中期细胞染色体或间期细胞核杂交，鉴别和确定出生缺 陷、肿瘤细胞染色体异常，分辨率可达50－500 kb.
缺失突变
基因突变形式
• 框内突变（ inframe mutation ）： 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。
• DNA 大片段缺失或复制（ large deletion or
duplication) ：几百个bp至几十个kb的碱基缺
失或复制。
各种类型病理性突变的比例
CGH的局限性：
• 难以检出以下异常：平衡易位，微小突变，基
因重排，倍体水平改变。 • 结果可能受到一些因素影响：正常细胞存在， 肿瘤自身的遗传异质性，系统的波动。 • 灵敏度：限于检测较大范围的缺失（10 — 30MB）
二、突变分析与分子诊断
（一）基因突变类型
• 点突变：只有一个或几个核苷酸的改变，是突
1. 无义突变和移码突变： 2. 稀有的错义突变： 60％
微小突变
20％
3. DNA大片段缺失或重复: 20％
另外：可能和疾病风险评估有关的大量的多态位点
（二）目前常用的对已知点突变的分析技术
• 限制性片段长度多态性（RFLP）
• 等位基因特异性（PCR）扩增（ASA）
• 等位基因特异性寡核苷酸杂交（ ASO）
CGH的优点：
• 经一次染色体原位杂交实验即可在整条染色体或染色体 区带水平对待检基因组DNA序列拷贝数改变进行检测和 定位。 • 无需进行染色体培养，对于不易制备良好分裂相的实体 瘤尤为适用。 • 所需染色体DNA可来自各种组织，如新鲜组织、福尔马 林固定的组织、石蜡包埋组织，可在很少量的基础上检 测，利于做回顾性研究。