医学分子生物学实验课件
合集下载
分子生物学实验技术ppt课件
质粒转化大肠杆菌的过程
感受态
非定向克隆 +
或
定向克隆
克隆的片段只能按
+ 特定方向连接基因组DNA的构建基因组DNA的类型
质粒（﹤10kb)噬菌体质经双向电泳之后，用蛋白质水解酶裂解成肽段，可 用于质谱分析。通过电离源将蛋白质分子转化为气相离子， 然后用质谱分析仪的电场、磁场将具有特定质量与电荷比 值（M/Z值）的蛋白离子分离开，经过离子检测器收集分离 的离子，确定离子的M/Z值，分析鉴定未知蛋白质。
两种离子发生方法： 基质辅助激光解吸附/离子化（MALDI)、电喷雾离子化 （ESI)
噬菌体展示技术
噬菌体展示技术是将编码目的蛋白的基 因与编码噬菌体表面蛋白的基因融合后， 以融合蛋白的形式表达在噬菌体表面的一 种技术。
将不同蛋白的cDNA插入噬菌体载体进 行表达，得到表达不同蛋白的一定规模的 噬菌体展示库 。
将“诱饵”蛋白固定化，基于“诱饵”蛋白与 “猎物”蛋白之间的相互作用，可将展示库 中与固定化的“诱饵”蛋白有相互作用的“猎 物”蛋白分离纯化出来，再对“猎物”蛋白进 行质谱鉴定。
四、蛋白组学研究
蛋白质分离 蛋白质分析 蛋白质相互作用的研究方法： 酵母双杂交技术，噬菌体展示技术，表
面等离子共振技术，荧光共振能量转移 技术，蛋白质微阵列芯片技术，免疫共 沉淀技术，pull-down技术
蛋白质分离
最常用的蛋白质分离技术是20世纪70年代发明的双 向电泳（2-DE），是根据蛋白质的等电点不同在pH 梯度介质中进行第一次分离，即等点聚焦（IEF)，然 后根据蛋白质分子量的不同进行第二次分离，即 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳。
重叠延伸PCR原理
重叠延伸PCR技术由于使用了具有互补末端的引物， 使PCR 产物形成了重叠链，从而在随后的扩增反应中通过 重叠链的延伸，将不同来源的扩增片段重叠拼接起来。可 简单迅速的将两个DNA片段连在一起，用于嵌合基因的构 建
分子生物医学PPT课件
研究生物体所有基因的组成、结构、 功能及相互关系的科学。
包括DNA测序技术、生物信息学分析 技术、基因编辑技术等。
基因组学的研究内容
包括基因组的测序、组装、注释、比 较基因组学等。
人类基因组计划及意义
人类基因组计划的目标
01
测定人类基因组的全部DNA序列，解读其中包含的遗传信息。
人类基因组计划的意义
疾病预测和诊断价值
疾病预测
通过分析生物标志物的变化，可 以预测疾病的发生和发展趋势。
疾病诊断
生物标志物可以作为疾病诊断的客 观指标，提高诊断的准确性和可靠 性。
个体化医疗
根据生物标志物的差异，可以为患 者制定个体化的治疗方案，提高治 疗效果。
04
细胞信号传导与调控机 制
细胞信号传导途径和受体类型
分子生物医学PPT课 件
contents
目录
• 分子生物医学概述 • 基因与基因组学 • 蛋白质组学与生物标志物 • 细胞信号传导与调控机制 • 免疫系统与免疫治疗策略 • 分子诊断技术与应用 • 生物信息学在分子生物医学中应用
01
分子生物医学概述
定义与发展历程
定义
分子生物医学是研究生物大分子 及其相互作用在生命过程中的作 用机制和调控规律的学科。
智能化发展
临床应用拓展
结合人工智能、大数据等技术，实现自动 化、智能化的分子诊断流程，提高诊断效 率。
随着分子诊断技术的不断成熟和成本的降 低，其在临床上的应用将更加广泛，包括 早期筛查、个性化治疗等领域。
07
生物信息学在分子生物 医学中应用
生物信息学基本概念和方法
生物信息学定义
利用计算机科学、数学和统计学等方法研究生物 信息的科学。
分子生物学技术ppt课件
• 核酸研究中的应用十分广泛。
探针技术
• 探针是经过特殊标记的核酸片段，具有特定的 序列，能够与待测的核酸片段互补结合，因此 可用于检测核酸样品中的基因。
• 标记物：同位素、生物素或荧光染 Nhomakorabea • 核酸片段：人工合成、克隆的基因组DNA、
cDNA、RNA • 探针种类：DNA、RNA
印迹技术(Blotting): 将在凝胶中分离的 生物大分子转移(印迹)在固相化介质上 并加以检测分析的技术。
(1) DNA 印迹: Southern blotting (2) RNA 印迹: Northern blotting (3) 蛋白质印迹: Western blotting
印迹技术基本原理
凝胶电泳
转移
杂交
放射自显影 或化学显色
Southern blotting（DNA印迹技术）
组织或细胞中基因组DNA经限制性内切酶消 化后进行琼脂糖凝胶电泳，将含有DNA区带的凝 胶放入变性溶液变性后，使胶中的DNA分子转移 到NC膜上。转移完成后，加热使DNA固定于NC膜 上，用于杂交反应可进行DNA印渍。
三个步骤为一个循环。新合成的DNA分子作 为下一轮合成的模板，经多次循环（25～30次） 后即可达到扩增DNA片段的目的。
PCR的主要用途
目的基因的克隆 为重组DNA获得目的基因提供了简便快速的方法
基因的体外突变 利用PCR技术可以随意设计引物在体外进行基因 的嵌合、缺失、点突变等改造。
DNA和RNA的微量分析 一滴血液、一根毛发或一个细胞已足以满足PCR 的检测需要。
DNA序列分析 基因突变分析
PCR衍生技术
反转录PCR技术
mRNA反转录生成cDNA, cDNA 为模板PCR扩增
探针技术
• 探针是经过特殊标记的核酸片段，具有特定的 序列，能够与待测的核酸片段互补结合，因此 可用于检测核酸样品中的基因。
• 标记物：同位素、生物素或荧光染 Nhomakorabea • 核酸片段：人工合成、克隆的基因组DNA、
cDNA、RNA • 探针种类：DNA、RNA
印迹技术(Blotting): 将在凝胶中分离的 生物大分子转移(印迹)在固相化介质上 并加以检测分析的技术。
(1) DNA 印迹: Southern blotting (2) RNA 印迹: Northern blotting (3) 蛋白质印迹: Western blotting
印迹技术基本原理
凝胶电泳
转移
杂交
放射自显影 或化学显色
Southern blotting（DNA印迹技术）
组织或细胞中基因组DNA经限制性内切酶消 化后进行琼脂糖凝胶电泳，将含有DNA区带的凝 胶放入变性溶液变性后，使胶中的DNA分子转移 到NC膜上。转移完成后，加热使DNA固定于NC膜 上，用于杂交反应可进行DNA印渍。
三个步骤为一个循环。新合成的DNA分子作 为下一轮合成的模板，经多次循环（25～30次） 后即可达到扩增DNA片段的目的。
PCR的主要用途
目的基因的克隆 为重组DNA获得目的基因提供了简便快速的方法
基因的体外突变 利用PCR技术可以随意设计引物在体外进行基因 的嵌合、缺失、点突变等改造。
DNA和RNA的微量分析 一滴血液、一根毛发或一个细胞已足以满足PCR 的检测需要。
DNA序列分析 基因突变分析
PCR衍生技术
反转录PCR技术
mRNA反转录生成cDNA, cDNA 为模板PCR扩增
2024年《分子生物学》全册配套完整教学课件pptx
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
分子生物学ppt课件
基因组大小(Mb)
0.58 1.83 4.20 4.60 13.50 12.50 466 165 97 2700 3000
基因数
470 1743 4100 4288 6034 4929 30000 13601 18424 30000 25000
染色体数*
无 无 无 无 16 16 21 4 6 20 23
包括：
结构基因组学
功能基因组学
三个亚领域.
比较基因组学
28
29
一、病毒基因组 二、原核生物基因组 三、真核生物基因组
30
一、病毒基因组
基因组（genome） 1个配（精子或卵子），1个单倍 体细胞或1个病毒所包含的全套遗传物质的总和。病毒核酸 或为DNA或为RNA，可以统称为病毒染色体。
完整的病毒颗粒具有蛋白质外壳，以保护病毒核酸不 受核酸酶的破坏，并能识别和侵袭特定的宿主。
分子生物学
Molecular Biology
1
What is Molecular Biology?
分子生物学是从分子水平研究生命现象、生命规律和生命本质 的学科。
核心内容是从分子水平研究基因和基因的活动，这些活动主要 通过核酸和蛋白质的活动来实现。
医学分子生物学主要研究人体生物大分子和大分子体系的结构、 功能、相互作用及其与疾病发生、发展的关系。
16
三、基因的结构特点和分类
基因的结构
结构基因：编码区序列（coding region sequence ）
在细胞内表达为蛋白质或功能RNA的DNA序列
转录调控序列：非编码序列（non-coding sequence）
基因表达需要的调控区（regulatory region）序列， 包括启动子（promoter）、增强子（enhancer）等。
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
《分子生物学》课件
介绍CRISPR-Cas9系统的原理 及在基因编辑中的应用。
基因编辑实验室
展示现代基因编辑实验室的设 备和技术。
基因治疗
探讨基因编辑技术在治疗遗传 病和癌症中的潜力。
生物信息学与计算生物学
大数据分析
使用生物信息学和计算生物学的工具来分析 海量生物数据。
蛋白质结构预测
通过模拟和计算来预测和研究蛋白质的结构 和功能。
3 基因修复与修复机
制
探讨基因损伤修复和细 胞保护机制在环境暴露 中的作用。
生物多样性与保护
生物多样性
解释生物多样性的重要性和全球生物多样性状 况。
保护生物多样性
讨论保护生物多样性的 分子标记物
液体活检
通过PCR和测序技术检测基因突变和遗传病。
《分子生物学》PPT课件
《分子生物学》PPT课件大纲： 1. 介绍分子生物学概念 2. DNA和RNA结构与功能 3. 蛋白质的合成与结构 4. DNA复制和细胞分裂 5. 基因表达与转录 6. RNA加工修饰 7. 蛋白质翻译和折叠 8. 基因调控及表观遗传学
基因编辑与CRISPR技术
CRISPR Cas9
介绍分子标记物在疾病诊断和治疗中的应用， 如肿瘤标志物。
探讨液体活检在肿瘤诊断和监测中的潜力。
分子生物学的社会影响
1 伦理和法律问题
讨论基因编辑和遗传修 复等技术引发的伦理和 法律问题。
2 公众教育和意识
强调公众了解分子生物 学的重要性和科学素养 的培养。
3 医疗与健康
探讨分子生物学在医疗 和健康领域的革命性发 展。
基因组学研究
利用计算方法研究基因组结构、功能和进化。
网络生物学
通过构建和分析生物网络来揭示生物体内的 复杂关系。
基因编辑实验室
展示现代基因编辑实验室的设 备和技术。
基因治疗
探讨基因编辑技术在治疗遗传 病和癌症中的潜力。
生物信息学与计算生物学
大数据分析
使用生物信息学和计算生物学的工具来分析 海量生物数据。
蛋白质结构预测
通过模拟和计算来预测和研究蛋白质的结构 和功能。
3 基因修复与修复机
制
探讨基因损伤修复和细 胞保护机制在环境暴露 中的作用。
生物多样性与保护
生物多样性
解释生物多样性的重要性和全球生物多样性状 况。
保护生物多样性
讨论保护生物多样性的 分子标记物
液体活检
通过PCR和测序技术检测基因突变和遗传病。
《分子生物学》PPT课件
《分子生物学》PPT课件大纲： 1. 介绍分子生物学概念 2. DNA和RNA结构与功能 3. 蛋白质的合成与结构 4. DNA复制和细胞分裂 5. 基因表达与转录 6. RNA加工修饰 7. 蛋白质翻译和折叠 8. 基因调控及表观遗传学
基因编辑与CRISPR技术
CRISPR Cas9
介绍分子标记物在疾病诊断和治疗中的应用， 如肿瘤标志物。
探讨液体活检在肿瘤诊断和监测中的潜力。
分子生物学的社会影响
1 伦理和法律问题
讨论基因编辑和遗传修 复等技术引发的伦理和 法律问题。
2 公众教育和意识
强调公众了解分子生物 学的重要性和科学素养 的培养。
3 医疗与健康
探讨分子生物学在医疗 和健康领域的革命性发 展。
基因组学研究
利用计算方法研究基因组结构、功能和进化。
网络生物学
通过构建和分析生物网络来揭示生物体内的 复杂关系。
分子生物学实验 ppt课件
做时间t—A405曲线，得到斜率， 用公式：酶活=（ΔOD405-Δ自分解）*18231.26*稀释倍数 （此处为1000）（u/ml） （注：ΔOD405为曲线斜率、Δ自分解为如果底物未分解（无黄色），视为0， 否则需要将底物以KPB为对照进行标定） 定量测活与定性测活 （2分钟测一个点）
对每个收集管进行A280与酶活力定性测定
ppt课件
5
实验操作
第1次： 菌体超声破壁、离心、包涵体复性、装离子交换柱
实验顺序：超声破壁-->离心（洗涤，注意平衡）-->装柱 -->平衡-->包涵体溶解（2hr） -->复性-->测活
涉及单元实验：破壁、离心、装柱、复性、酶活测定 掌握要点：破壁原理
装离子交换柱方法 包涵体复性原理及方法 脂肪酶测活原理
5 注意留样!（上清0.5ml -20度保存） 注意标清组号！
6 登记测活数据（老师本子）
8 值日： A室、B室
（2组/次）
公用台物品不得挪用 桌面整齐 出席率-平时分！
冰箱分配 测活次序
上午定性测活！
ppt课件
11
ppt课件
12
ppt课件
13
实验二内容
• 对上一次制备的上清液（8ml）/2 进行离子交 换层析 • 样品活性分析及蛋白浓度测定 • 绘制纯化表 • 纯度分析 (蛋白电泳)
对硝基苯酚磷酸酯 p-NPP
O
O - Na+
O-
P O-
N a+
碱性磷酸酶
O H 对硝基苯酚
p-NP
NO2 NO2
以对硝基酚磷酸二钠为底物，根据水解磷酯键所产生的对 硝基酚量测定酶活力。在37℃、pH10.0条件下，每分钟转 化产生1μmol/L对硝基酚的酶量为1个酶单位
对每个收集管进行A280与酶活力定性测定
ppt课件
5
实验操作
第1次： 菌体超声破壁、离心、包涵体复性、装离子交换柱
实验顺序：超声破壁-->离心（洗涤，注意平衡）-->装柱 -->平衡-->包涵体溶解（2hr） -->复性-->测活
涉及单元实验：破壁、离心、装柱、复性、酶活测定 掌握要点：破壁原理
装离子交换柱方法 包涵体复性原理及方法 脂肪酶测活原理
5 注意留样!（上清0.5ml -20度保存） 注意标清组号！
6 登记测活数据（老师本子）
8 值日： A室、B室
（2组/次）
公用台物品不得挪用 桌面整齐 出席率-平时分！
冰箱分配 测活次序
上午定性测活！
ppt课件
11
ppt课件
12
ppt课件
13
实验二内容
• 对上一次制备的上清液（8ml）/2 进行离子交 换层析 • 样品活性分析及蛋白浓度测定 • 绘制纯化表 • 纯度分析 (蛋白电泳)
对硝基苯酚磷酸酯 p-NPP
O
O - Na+
O-
P O-
N a+
碱性磷酸酶
O H 对硝基苯酚
p-NP
NO2 NO2
以对硝基酚磷酸二钠为底物，根据水解磷酯键所产生的对 硝基酚量测定酶活力。在37℃、pH10.0条件下，每分钟转 化产生1μmol/L对硝基酚的酶量为1个酶单位
《分子生物学技术》课件
基因克隆和序列分析
获取目标蛋白质的基因序列， 进行必要的克隆操作和序列分 析。
表达和纯化
将改造后的基因导入表达系统 ，表达并纯化目标蛋白质。
确定目标蛋白质
根据实际需求，选择需要改造 的蛋白质。
基因突变和改造
根据需要，对基因进行突变和 改造，以改变蛋白质的结构和 功能。
性能评估
对改造后的蛋白质进行性能评 估，包括结构和功能分析。
CHAPTER 03
蛋白质工程技术
蛋白质工程技术的定义与原理
蛋白质工程技术的定义
蛋白质工程技术是通过基因工程技术 对蛋白质进行改造，以达到改善或优 化蛋白质的特性和功能的一种技术手 段。
蛋白质工程技术的原理
基于基因工程技术，通过改变蛋白质 编码基因的序列，实现蛋白质结构和 功能的优化。
蛋白质工程技术的操作步骤
《分子生物学技术》 ppt课件
contents
目录
• 分子生物学技术概述 • 基因工程技术 • 蛋白质工程技术 • 基因组学技术 • 生物信息学技术
CHAPTER 01
分子生物学技术概述
定义与分类
定义
分子生物学技术是以分子为研究 基础，通过分析分子的结构、功 能和相互作用的科学方法。
分类
分子生物学技术包括基因工程技 术、蛋白质工程技术、基因组学 技术和生物信息学技术等。
详细描述：基因工程技术是一种利用重组DNA技术对生物体的遗传物质进行操作 的方法。其原理基于分子遗传学和生物化学的基本原理，通过人工设计和构建基 因表达载体，将外源基因导入受体细胞，实现基因的转移、表达和调控。
基因工程技术的操作步骤
总结词：全面解析
详细描述：基因工程技术主要包括目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的表达与检 测等步骤。其中，基因表达载体的构建是整个技术的核心环节，涉及到限制性内切酶、DNA连接酶等工具酶的应用。
获取目标蛋白质的基因序列， 进行必要的克隆操作和序列分 析。
表达和纯化
将改造后的基因导入表达系统 ，表达并纯化目标蛋白质。
确定目标蛋白质
根据实际需求，选择需要改造 的蛋白质。
基因突变和改造
根据需要，对基因进行突变和 改造，以改变蛋白质的结构和 功能。
性能评估
对改造后的蛋白质进行性能评 估，包括结构和功能分析。
CHAPTER 03
蛋白质工程技术
蛋白质工程技术的定义与原理
蛋白质工程技术的定义
蛋白质工程技术是通过基因工程技术 对蛋白质进行改造，以达到改善或优 化蛋白质的特性和功能的一种技术手 段。
蛋白质工程技术的原理
基于基因工程技术，通过改变蛋白质 编码基因的序列，实现蛋白质结构和 功能的优化。
蛋白质工程技术的操作步骤
《分子生物学技术》 ppt课件
contents
目录
• 分子生物学技术概述 • 基因工程技术 • 蛋白质工程技术 • 基因组学技术 • 生物信息学技术
CHAPTER 01
分子生物学技术概述
定义与分类
定义
分子生物学技术是以分子为研究 基础，通过分析分子的结构、功 能和相互作用的科学方法。
分类
分子生物学技术包括基因工程技 术、蛋白质工程技术、基因组学 技术和生物信息学技术等。
详细描述：基因工程技术是一种利用重组DNA技术对生物体的遗传物质进行操作 的方法。其原理基于分子遗传学和生物化学的基本原理，通过人工设计和构建基 因表达载体，将外源基因导入受体细胞，实现基因的转移、表达和调控。
基因工程技术的操作步骤
总结词：全面解析
详细描述：基因工程技术主要包括目的基因的获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体细胞、目的基因的表达与检 测等步骤。其中，基因表达载体的构建是整个技术的核心环节，涉及到限制性内切酶、DNA连接酶等工具酶的应用。
分子生物学(全套课件396P)pdf(2024)
通过蛋白质的修饰、降解等方式来 调节蛋白质的活性和稳定性。
20
真核生物基因表达的调控
转录因子调控
转录因子通过与DNA结合，激活或抑制特定基因的转录。
表观遗传学调控
通过改变染色质结构和DNA甲基化等方式来影响基因的表达。
2024/1/30
microRNA调控
microRNA通过与mRNA结合，抑制其翻译或促进其降解来调控基 因表达。
与细胞生物学的关系
细胞生物学是研究细胞结构和功能的 科学，而分子生物学则是研究细胞内 生物大分子的结构和功能的科学。两 者在研究对象和研究方法上相互补充 ，共同揭示细胞的生命活动规律。细 胞生物学为分子生物学提供了研究对 象和研究背景，而分子生物学则为细 胞生物学提供了更深入的研究手段和 视角。
2024/1/30
2024/1/30
8
DNA的复制与修复
01
02
03
DNA复制的过程
起始、延伸和终止，其中 涉及多种酶和蛋白质的参 与。
2024/1/30
DNA复制的特点
半保留复制，新合成的 DNA分子中，一条链是旧 的，一条链是新的。
DNA修复的机制
包括直接修复、切除修复 、重组修复和SOS修复等 ，用于维护DNA分子的完 整性。
REPORTING
2024/1/30
11
RNA的分子组成与结构
RNA的基本组成单位是核糖核苷酸，由磷酸、核糖和碱基三部分组成。
2024/1/30
RNA的碱基主要有4种，即A腺嘌呤、G鸟嘌呤、C胞嘧啶、U尿嘧啶，其 中，U（尿嘧啶）取代了DNA中的T。
RNA一般为单链长分子，不形成双螺旋结构，但是很多RNA也需要通过 碱基配对原则形成一定的二级结构乃至三级结构来行使生物学功能。
20
真核生物基因表达的调控
转录因子调控
转录因子通过与DNA结合，激活或抑制特定基因的转录。
表观遗传学调控
通过改变染色质结构和DNA甲基化等方式来影响基因的表达。
2024/1/30
microRNA调控
microRNA通过与mRNA结合，抑制其翻译或促进其降解来调控基 因表达。
与细胞生物学的关系
细胞生物学是研究细胞结构和功能的 科学，而分子生物学则是研究细胞内 生物大分子的结构和功能的科学。两 者在研究对象和研究方法上相互补充 ，共同揭示细胞的生命活动规律。细 胞生物学为分子生物学提供了研究对 象和研究背景，而分子生物学则为细 胞生物学提供了更深入的研究手段和 视角。
2024/1/30
2024/1/30
8
DNA的复制与修复
01
02
03
DNA复制的过程
起始、延伸和终止，其中 涉及多种酶和蛋白质的参 与。
2024/1/30
DNA复制的特点
半保留复制，新合成的 DNA分子中，一条链是旧 的，一条链是新的。
DNA修复的机制
包括直接修复、切除修复 、重组修复和SOS修复等 ，用于维护DNA分子的完 整性。
REPORTING
2024/1/30
11
RNA的分子组成与结构
RNA的基本组成单位是核糖核苷酸，由磷酸、核糖和碱基三部分组成。
2024/1/30
RNA的碱基主要有4种，即A腺嘌呤、G鸟嘌呤、C胞嘧啶、U尿嘧啶，其 中，U（尿嘧啶）取代了DNA中的T。
RNA一般为单链长分子，不形成双螺旋结构，但是很多RNA也需要通过 碱基配对原则形成一定的二级结构乃至三级结构来行使生物学功能。
医学分子生物学PPT课件
基因组特点
基因组具有高度的复杂性 和多样性，同时不同生物 之间的基因组存在显著的 差异。
基因表达调控机制
基因表达概念
基因表达是指基因转录成mRNA并翻 译成蛋白质的过程。
表观遗传学调控
表观遗传学调控是指通过DNA甲基化、 组蛋白修饰等方式对基因表达进行调 控，但不改变DNA序列本身。
基因表达调控
生物体通过多种机制对基因表达进行 精确调控，包括转录水平调控、转录 后水平调控和翻译水平调控等。
05
蛋白质组学研究方法及应 用
蛋白质组学概念及研究内容
蛋白质组学定义
研究生物体或特定细胞类型中所有蛋 白质的科学，包括蛋白质表达、结构、 功能和相互作用等方面。
蛋白质组学研究内容
包括蛋白质表达谱、蛋白质翻译后修饰、 蛋白质相互作用网络等。
蛋白质分离纯化技术
双向凝胶电泳
利用蛋白质的等电点和分子量差 异进行分离，具有高分辨率和高
数据库资源搜索策略
数据库类型
包括核酸序列数据库、蛋白质序列 数据库、结构数据库、基因组数据 库等。
搜索策略
根据研究目的和数据类型，选择合 适的数据库和搜索工具，制定有效 的搜索策略，以获取准确、全面的 数据资源。
序列比对和注释方法
序列比对
通过比较两个或多个生物分子序列的相似性和差异性，来推断它们的结构、功 能和进化关系。常用的序列比对方法包括全局比对和局部比对。
程。
microRNA
通过与mRNA结合，抑 制翻译过程或促进 mRNA降解。
表观遗传调控
通过DNA甲基化、组蛋 白修饰等方式，调控基
因表达。
异常情况对生理功能影响
1 2
转录和翻译异常 导致蛋白质合成异常，影响细胞功能和代谢。
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 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)。
理论上 61 gaatctggta gaagtgagtt ttggatagta aaataagttt cgaactctgg cacctttcaa
121 ttttgtcgca ctctccttgtt tttgacaatg caatcatat gcttctgcta tgttaagcgt
目的基因片段长度：330bp 181 attcaacagc gatgattaca gtccagctgt gcaagagaat attcccgctc tccggagaag
分子生物学实验
一、人类基因组DNA提取 二、PCR技术 三、RFLP技术
1
实验流程图
采集血液样本
提取基因组DNA
基因位点的PCR扩增
琼脂糖凝胶检测PCR扩增产物
PCR产物酶切
琼脂糖凝胶电泳检测酶切产物
DNA凝胶成像系统判读基因型
统计分析各等位基因频率
2
一、人类基因组DNA提取 材料：生物组织、培养细胞、血液样品 常规提取基因组DNA主要步骤： 1.破碎细胞： （1）物理方法：超声波、匀浆、液氮研磨 法等（易导至DNA链的断裂 ） （2）化学等温和方法（获得大分子量DNA）
10
引物：能与模板DNA两条链上的各一 段序列互补的寡核苷酸（15～20bp）
SRY基因引物：
上游引物：5′GATCAGCAAGCAGCTGGGATACCAGTG3′ 下游引物：5′CTGTAGCGGTCCCGTTGCTGCGGTC 3' 扩增DNA片段长度：330bp
11
SRY基因部分序列
1 gttgaggggg tgttgagggc ggagaaatgc aagtttcatt acaaaagtta acgtaacaaa
1OD260单链DNA或RNA≈40μg/ml 样品纯度判定：OD260/ OD280 ≈ 1.8～2.0 DNA或RNA较纯
OD260/ OD280 ﹤1.8 有蛋白质或酚污染 9
三、PCR技术原理及应用
聚合酶链反应（PCR）： 利用耐热DNA聚合酶（常用TaqDNA聚合
酶）,以一对与模板DNA互补的寡核苷酸为 引物，在体外模拟体内的DNA复制过程，即 进行变性、退火和延伸三个阶段（循环30 次），使目的DNA扩增到106个拷贝。
蛋白酶K；白细胞裂解液
3
2.去除蛋白质、多糖和脂类等大分子物质 如：去除蛋白质方法：酚、氯仿抽提法
饱和NaCl盐析法 3.沉淀DNA，去除盐类 沉淀DNA：用乙醇、异丙醇或聚乙二醇
析出的DNA→ DNA沉淀 去除盐类：用75%乙醇洗涤，去除盐类 用TE水化DNA
4
血ห้องสมุดไป่ตู้样本中基因组DNA提取
1.样本预处理 取被检测对象肘静脉血3ml于加有 0.5mlACD抗凝剂的真空采血管中，并立刻颠倒混匀。若 不立即提取基因组DNA，样本可于-20℃冰箱保存数月， 若长期保存，应将样本置于-80℃冰箱； 2.将血液样本用吸管移到新的20ml或50ml离心管中（鲜 血直接操作，冰冻标本取出室温融解后再操作）； 3.裂解红细胞 红细胞裂解液加至9ml，振荡混合室 温放置10min，期间于旋涡振荡器或颠倒混合数次，然 后3000r/min离心10min，弃上清；
10. 水 化 DNA 加 入 适 量 体 积 （ 100 ～ 300μl ） 的 1×TE缓冲液，摇床上轻摇数小时，室温溶解至少24h 后，4℃冰箱放置数天，分装，-20℃保存。
7
提取DNA流程图 样本血液
裂解红细胞 裂解白细胞 沉淀蛋白质 析出DNA 清洗DNA 水化DNA
8
二、DNA浓度及纯度测定
吸取5μl DNA样品加双蒸水至1ml，混匀后，转入 1ml 石 英 比 色 杯 中 于 DNA/RNA/ 蛋 白 测 定 仪 中 测 定 260nm、280nm处的吸光度，DNA/RNA/蛋白测定仪先 用1ml双蒸水校正零点。 DNA 在260nm紫外区吸收最强。
DNA样品浓度=OD260×200×50（μg/ml） DNA样品纯度= OD260/ OD280 DNA样品浓度计算：1OD260双链DNA≈50μg/ml
6
8.析出DNA 将离心后的上清液倾入装有4ml 4℃异 丙醇的新离心管中，轻摇至出现白色絮状物，即析出 的DNA物质。用移液器枪头挑出DNA至1个新的1.5ml的 Eppendorf 管中 ， 如无 絮 状物 或 DNA 较细 小 时 ， 应再 4000r/min离心5min，倒置留沉淀；
9.用1ml75%乙醇清洗DNA沉淀1～2次，12,000 r/min离 心5min，去上清液，敞盖室温放置15～20min，待其自 然干燥 (注:不能使DNA完全干燥，否则极难溶解)；
241 ctcttccttc ctttgcactg aaagctgtaa ctctaagtat cagtgtgaaa cgggagaaaa 301 cagtaaaggc aacgtccagg atagagtgaa gcgacccatg aacgcattca tcgtgtggtc 361 tcgcgatcag aggcgcaaga tggctctaga gaatcccaga atgcgaaact cagagatcag 421 caagcagctg ggataccagt ggaaaatgct tactgaagcc gaaaaatggc cattcttcca 481 ggaggcacag aaattacagg ccatgcacag agagaaatac ccgaattata agtatcgacc 541 tcgtcggaag gcgaagatgc tgccgaagaa ttgcagtttg cttcccgcag atcccgcttc 601 ggtactctgc agcgaagtgc aactggacaa caggttgtac agggatgact gtacgaaagc 661 cacacactca agaatggagc accagctagg ccacttaccg cccatcaacg cagccagctc 721 accgcagcaa cgggaccgct acagccactg gacaaagctg taggacaatc gggtaacatt
5
4.重复上一步骤至红细胞裂解完全，即管底不再出现 红色沉淀为止； 5.加蛋白酶K20μl，振荡； 6.裂解白细胞 向离心管中加入4ml白细胞裂解液， 充分振荡混匀后，放入37℃水浴箱温浴15min； 7.沉淀蛋白质 从恒温水浴箱中取出离心管，冷水中 放置几分钟，使温度降至室温，而后加入冷冻的蛋白 沉 淀 液 （ -20℃ 放 置 ） 1ml ， 充 分 混 合 均 匀 ， 4000r/min离心10min；
121 ttttgtcgca ctctccttgtt tttgacaatg caatcatat gcttctgcta tgttaagcgt
目的基因片段长度：330bp 181 attcaacagc gatgattaca gtccagctgt gcaagagaat attcccgctc tccggagaag
分子生物学实验
一、人类基因组DNA提取 二、PCR技术 三、RFLP技术
1
实验流程图
采集血液样本
提取基因组DNA
基因位点的PCR扩增
琼脂糖凝胶检测PCR扩增产物
PCR产物酶切
琼脂糖凝胶电泳检测酶切产物
DNA凝胶成像系统判读基因型
统计分析各等位基因频率
2
一、人类基因组DNA提取 材料：生物组织、培养细胞、血液样品 常规提取基因组DNA主要步骤： 1.破碎细胞： （1）物理方法：超声波、匀浆、液氮研磨 法等（易导至DNA链的断裂 ） （2）化学等温和方法（获得大分子量DNA）
10
引物：能与模板DNA两条链上的各一 段序列互补的寡核苷酸（15～20bp）
SRY基因引物：
上游引物：5′GATCAGCAAGCAGCTGGGATACCAGTG3′ 下游引物：5′CTGTAGCGGTCCCGTTGCTGCGGTC 3' 扩增DNA片段长度：330bp
11
SRY基因部分序列
1 gttgaggggg tgttgagggc ggagaaatgc aagtttcatt acaaaagtta acgtaacaaa
1OD260单链DNA或RNA≈40μg/ml 样品纯度判定：OD260/ OD280 ≈ 1.8～2.0 DNA或RNA较纯
OD260/ OD280 ﹤1.8 有蛋白质或酚污染 9
三、PCR技术原理及应用
聚合酶链反应（PCR）： 利用耐热DNA聚合酶（常用TaqDNA聚合
酶）,以一对与模板DNA互补的寡核苷酸为 引物，在体外模拟体内的DNA复制过程，即 进行变性、退火和延伸三个阶段（循环30 次），使目的DNA扩增到106个拷贝。
蛋白酶K；白细胞裂解液
3
2.去除蛋白质、多糖和脂类等大分子物质 如：去除蛋白质方法：酚、氯仿抽提法
饱和NaCl盐析法 3.沉淀DNA，去除盐类 沉淀DNA：用乙醇、异丙醇或聚乙二醇
析出的DNA→ DNA沉淀 去除盐类：用75%乙醇洗涤，去除盐类 用TE水化DNA
4
血ห้องสมุดไป่ตู้样本中基因组DNA提取
1.样本预处理 取被检测对象肘静脉血3ml于加有 0.5mlACD抗凝剂的真空采血管中，并立刻颠倒混匀。若 不立即提取基因组DNA，样本可于-20℃冰箱保存数月， 若长期保存，应将样本置于-80℃冰箱； 2.将血液样本用吸管移到新的20ml或50ml离心管中（鲜 血直接操作，冰冻标本取出室温融解后再操作）； 3.裂解红细胞 红细胞裂解液加至9ml，振荡混合室 温放置10min，期间于旋涡振荡器或颠倒混合数次，然 后3000r/min离心10min，弃上清；
10. 水 化 DNA 加 入 适 量 体 积 （ 100 ～ 300μl ） 的 1×TE缓冲液，摇床上轻摇数小时，室温溶解至少24h 后，4℃冰箱放置数天，分装，-20℃保存。
7
提取DNA流程图 样本血液
裂解红细胞 裂解白细胞 沉淀蛋白质 析出DNA 清洗DNA 水化DNA
8
二、DNA浓度及纯度测定
吸取5μl DNA样品加双蒸水至1ml，混匀后，转入 1ml 石 英 比 色 杯 中 于 DNA/RNA/ 蛋 白 测 定 仪 中 测 定 260nm、280nm处的吸光度，DNA/RNA/蛋白测定仪先 用1ml双蒸水校正零点。 DNA 在260nm紫外区吸收最强。
DNA样品浓度=OD260×200×50（μg/ml） DNA样品纯度= OD260/ OD280 DNA样品浓度计算：1OD260双链DNA≈50μg/ml
6
8.析出DNA 将离心后的上清液倾入装有4ml 4℃异 丙醇的新离心管中，轻摇至出现白色絮状物，即析出 的DNA物质。用移液器枪头挑出DNA至1个新的1.5ml的 Eppendorf 管中 ， 如无 絮 状物 或 DNA 较细 小 时 ， 应再 4000r/min离心5min，倒置留沉淀；
9.用1ml75%乙醇清洗DNA沉淀1～2次，12,000 r/min离 心5min，去上清液，敞盖室温放置15～20min，待其自 然干燥 (注:不能使DNA完全干燥，否则极难溶解)；
241 ctcttccttc ctttgcactg aaagctgtaa ctctaagtat cagtgtgaaa cgggagaaaa 301 cagtaaaggc aacgtccagg atagagtgaa gcgacccatg aacgcattca tcgtgtggtc 361 tcgcgatcag aggcgcaaga tggctctaga gaatcccaga atgcgaaact cagagatcag 421 caagcagctg ggataccagt ggaaaatgct tactgaagcc gaaaaatggc cattcttcca 481 ggaggcacag aaattacagg ccatgcacag agagaaatac ccgaattata agtatcgacc 541 tcgtcggaag gcgaagatgc tgccgaagaa ttgcagtttg cttcccgcag atcccgcttc 601 ggtactctgc agcgaagtgc aactggacaa caggttgtac agggatgact gtacgaaagc 661 cacacactca agaatggagc accagctagg ccacttaccg cccatcaacg cagccagctc 721 accgcagcaa cgggaccgct acagccactg gacaaagctg taggacaatc gggtaacatt
5
4.重复上一步骤至红细胞裂解完全，即管底不再出现 红色沉淀为止； 5.加蛋白酶K20μl，振荡； 6.裂解白细胞 向离心管中加入4ml白细胞裂解液， 充分振荡混匀后，放入37℃水浴箱温浴15min； 7.沉淀蛋白质 从恒温水浴箱中取出离心管，冷水中 放置几分钟，使温度降至室温，而后加入冷冻的蛋白 沉 淀 液 （ -20℃ 放 置 ） 1ml ， 充 分 混 合 均 匀 ， 4000r/min离心10min；