遗传代谢性疾病的基因诊断(医学相关)
合集下载
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)。
继发性代谢性疾病是由其它原发性疾病导致的代 谢性疾病，如糖尿病导致的继发性高脂血症。
优质课件
返回节4
二、代谢性疾病的诊断手段
过去：主要依靠与物质代谢相关的各种酶的 生物化学方面的诊断
现在：生化诊断+基因诊断
优质课件
返回节5
基因诊断的概念
基因诊断就是利用现代 分子生物学和分子遗传学的 技术方法,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。
基本流程：第2步
向反应体系中加入1种dNTP，如果它刚好能和DNA模板的 下一个碱基配对，则会在DNA 聚合酶的作用下，添加到 测序引物的3’末端，同时释放出一个分子的焦磷酸(PPi)。
(DNA)n+dNTP
聚合酶
(DNA)n+1+PPi
优质课件
返回节17
基本流程：第3步 在ATP硫酸化酶的作用下，生成的PPi可以和APS结合形
优质课件
返回节14
A
B
DNA Polymerase
ACCTTGAATTCGTCCTAGGA…… GGATCTT……
TT AA
dNTP Apyrase
(d)NMP
PPi ATP-sulphurylase
ATP Luciferase
Light
C
T
GC
A G TC A G TC AG TC A G TC
优质课件
返回节25
第二节 遗传代谢性疾病的基因诊断
遗传代谢性疾病是指由于基因突变导致酶的质和量的 改变，从而所催化的酶促反应发生变化而引起的一系列疾
病。
一、代谢性疾病的特征及基因诊断策略
成ATP；在荧光素酶的催化下，生成的ATP又可以和荧光 素结合形成氧化荧光素，同时产生可见光。通过CCD光学 系统即可获得一个特异的检测峰，峰值高低则和相匹配 的碱基数成正比。
优质课件
返回节18
基本流程：第4步
反应体系中剩余的dNTP和残留的少量ATP在Apyrase的作 用下发生降解。
dNTP
基因芯片技术就是指将大量特定的靶基因片段 或寡核苷酸片段作为探针有序和高密度地排列 固定于玻璃和硅等固相载体上，然后检测与待 测的不同荧光标记样品基因按碱基配对的原理 进行杂交，通过激光共聚焦系统检测探针分子 的杂交信号强度，经计算机分析处理数据资料， 获取不同样品分子的数量和大量生物信息，从 而可对基因序列及功能进行大规模和高通量的 研究。
一系列的核苷酸链。
循环测序反应产物经沉淀、洗涤和纯化，从而去除多 余的未反应的BigDye™ Terminators。
电泳与结果分析。
优质课件
返回节12
优质课件
返回节13
焦磷酸测序技术
原理: 引物与模板DNA退火后，在DNA聚合酶、ATP硫
酸化酶、荧光素酶和三磷酸腺苷双磷酸酶等4种酶 的协同作用下，将每一个dNTP的聚合与一次荧光信 号的释放偶联起来，通过检测荧光的释放和强度， 以荧光信号的形式实时记录模板DNA的核苷酸序列。
卫生部“十一五” 规划教材
全国高等医药教材建设研究会规划教材
第十九章 遗传代谢性疾病 的基因诊断
第三军医大学 府伟灵 黄庆
优质课件
退出1
主要内容
前言 一、基因诊断技术 二、遗传代谢性疾病的基因诊断
优质课件
2
前言
细胞、组织、器官和机体的生存与功能维持都必须 依赖不断进行的物质代谢过程。
物质代谢包括合成代谢及分解代谢两个过程。 代谢性疾病是物质代谢过程的紊乱，多为酶或蛋白
优质课件
返回节6
基因诊断的特点
针对性强 特异性高 灵敏度高 适用性强 诊断范围广
优质课件
返回节7
第一节 基因诊断技术
一.DNA测序技术 二.聚合酶链反应技术 三.毛细管电泳技术 四.基因芯片技术
优质课件
返回章8
一、DNA测序技术
所有生物基因组序列的数 据均来自 DNA 测序 特点: 稳定简便 自动化程度高 数据准确可靠 公认为国际金标准
优质课件
返回节9
双脱氧链终止法
原理: 测序基础是以ddNTP为
测序反应的链终止剂 掺入到延伸链中的
ddNTP可阻止后续ddNTP 或dNTP的掺入
优质课件
返回节10
优质课件
返回节11
示例：BigDye™ Terminators 循环测序反应扩增到未端为BigDye™ Terminators的
优质课件
返回节21
二、聚合酶链反应技术
PCR是体外酶促合成特异 DNA片段的方法。
四种主要成分： DNA模板、引物、DNA 聚合酶和dNTP。
三个反复步骤： 高温变性、低温退火和 适温延伸。
优质课件
返回节22
三、毛细管电泳技术
毛细管电泳统指以高压电场为驱动力， 以毛细管为分离通道，依据试样中各组 分间淌度和分配行为上的差异来实现分 离的一类分离技术。
ATP双磷酸酶
dNDP+dNMP+Pi
ATP
ATP双磷酸酶 ADP+AMP+Pi
优质课件
返回节19
基本流程：第5步 加入另一种dNTP，使
第2－4步反应重复进 行，根据获得的峰值 图即可读取准确的DNA 序列信息
DNA 序列
G
C
-
A
GG CC T
Gຫໍສະໝຸດ Baidu
C
T
A
G
C
T
核苷酸递增
优质课件
返回节20
焦磷酸盐测序法步骤
基本原理是根据在电场作用下离子迁移 的速度不同而对组分进行分离和分析。
优质课件
返回2节3
变性高效液相色谱(DHPLC)是一种新的 高通量筛选DNA序列变异的技术，其原 理是利用离子对反向高效液相色谱原理, 通过一个DNA分离柱，进行核苷酸片段 的分离和分析。
优质课件
返回2节4
四、基因芯片技术
优质课件
返回1节5
基本流程：第1步
一个特异性的测序引物和单链DNA模板结合，然后加入酶 混合物(包括DNA Polymerase、ATP Sulfurylase、 Luciferase和三磷酸腺苷双磷酸酶Apyrase)和底物混合 物(包括腺苷酰硫酸APS和Luciferin)。
优质课件
返回节16
异常所致。 根据代谢性疾病的病因，可将其分为原发性和继发
性。
一、代谢性疾病的分类
二、代谢性疾病的诊断手段
优质课件
返回章3
一、代谢性疾病的分类
原发性代谢性疾病： 又叫先天性代谢性疾病。是指当编码物质代谢所
需酶或蛋白的基因发生突变、不能合成或合成了无活 性的产物时，就会导致有关代谢途径不能正常运转， 造成具有不同临床表型的各种代谢缺陷病。 继发性代谢性疾病：
优质课件
返回节4
二、代谢性疾病的诊断手段
过去：主要依靠与物质代谢相关的各种酶的 生物化学方面的诊断
现在：生化诊断+基因诊断
优质课件
返回节5
基因诊断的概念
基因诊断就是利用现代 分子生物学和分子遗传学的 技术方法,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。
基本流程：第2步
向反应体系中加入1种dNTP，如果它刚好能和DNA模板的 下一个碱基配对，则会在DNA 聚合酶的作用下，添加到 测序引物的3’末端，同时释放出一个分子的焦磷酸(PPi)。
(DNA)n+dNTP
聚合酶
(DNA)n+1+PPi
优质课件
返回节17
基本流程：第3步 在ATP硫酸化酶的作用下，生成的PPi可以和APS结合形
优质课件
返回节14
A
B
DNA Polymerase
ACCTTGAATTCGTCCTAGGA…… GGATCTT……
TT AA
dNTP Apyrase
(d)NMP
PPi ATP-sulphurylase
ATP Luciferase
Light
C
T
GC
A G TC A G TC AG TC A G TC
优质课件
返回节25
第二节 遗传代谢性疾病的基因诊断
遗传代谢性疾病是指由于基因突变导致酶的质和量的 改变，从而所催化的酶促反应发生变化而引起的一系列疾
病。
一、代谢性疾病的特征及基因诊断策略
成ATP；在荧光素酶的催化下，生成的ATP又可以和荧光 素结合形成氧化荧光素，同时产生可见光。通过CCD光学 系统即可获得一个特异的检测峰，峰值高低则和相匹配 的碱基数成正比。
优质课件
返回节18
基本流程：第4步
反应体系中剩余的dNTP和残留的少量ATP在Apyrase的作 用下发生降解。
dNTP
基因芯片技术就是指将大量特定的靶基因片段 或寡核苷酸片段作为探针有序和高密度地排列 固定于玻璃和硅等固相载体上，然后检测与待 测的不同荧光标记样品基因按碱基配对的原理 进行杂交，通过激光共聚焦系统检测探针分子 的杂交信号强度，经计算机分析处理数据资料， 获取不同样品分子的数量和大量生物信息，从 而可对基因序列及功能进行大规模和高通量的 研究。
一系列的核苷酸链。
循环测序反应产物经沉淀、洗涤和纯化，从而去除多 余的未反应的BigDye™ Terminators。
电泳与结果分析。
优质课件
返回节12
优质课件
返回节13
焦磷酸测序技术
原理: 引物与模板DNA退火后，在DNA聚合酶、ATP硫
酸化酶、荧光素酶和三磷酸腺苷双磷酸酶等4种酶 的协同作用下，将每一个dNTP的聚合与一次荧光信 号的释放偶联起来，通过检测荧光的释放和强度， 以荧光信号的形式实时记录模板DNA的核苷酸序列。
卫生部“十一五” 规划教材
全国高等医药教材建设研究会规划教材
第十九章 遗传代谢性疾病 的基因诊断
第三军医大学 府伟灵 黄庆
优质课件
退出1
主要内容
前言 一、基因诊断技术 二、遗传代谢性疾病的基因诊断
优质课件
2
前言
细胞、组织、器官和机体的生存与功能维持都必须 依赖不断进行的物质代谢过程。
物质代谢包括合成代谢及分解代谢两个过程。 代谢性疾病是物质代谢过程的紊乱，多为酶或蛋白
优质课件
返回节6
基因诊断的特点
针对性强 特异性高 灵敏度高 适用性强 诊断范围广
优质课件
返回节7
第一节 基因诊断技术
一.DNA测序技术 二.聚合酶链反应技术 三.毛细管电泳技术 四.基因芯片技术
优质课件
返回章8
一、DNA测序技术
所有生物基因组序列的数 据均来自 DNA 测序 特点: 稳定简便 自动化程度高 数据准确可靠 公认为国际金标准
优质课件
返回节9
双脱氧链终止法
原理: 测序基础是以ddNTP为
测序反应的链终止剂 掺入到延伸链中的
ddNTP可阻止后续ddNTP 或dNTP的掺入
优质课件
返回节10
优质课件
返回节11
示例：BigDye™ Terminators 循环测序反应扩增到未端为BigDye™ Terminators的
优质课件
返回节21
二、聚合酶链反应技术
PCR是体外酶促合成特异 DNA片段的方法。
四种主要成分： DNA模板、引物、DNA 聚合酶和dNTP。
三个反复步骤： 高温变性、低温退火和 适温延伸。
优质课件
返回节22
三、毛细管电泳技术
毛细管电泳统指以高压电场为驱动力， 以毛细管为分离通道，依据试样中各组 分间淌度和分配行为上的差异来实现分 离的一类分离技术。
ATP双磷酸酶
dNDP+dNMP+Pi
ATP
ATP双磷酸酶 ADP+AMP+Pi
优质课件
返回节19
基本流程：第5步 加入另一种dNTP，使
第2－4步反应重复进 行，根据获得的峰值 图即可读取准确的DNA 序列信息
DNA 序列
G
C
-
A
GG CC T
Gຫໍສະໝຸດ Baidu
C
T
A
G
C
T
核苷酸递增
优质课件
返回节20
焦磷酸盐测序法步骤
基本原理是根据在电场作用下离子迁移 的速度不同而对组分进行分离和分析。
优质课件
返回2节3
变性高效液相色谱(DHPLC)是一种新的 高通量筛选DNA序列变异的技术，其原 理是利用离子对反向高效液相色谱原理, 通过一个DNA分离柱，进行核苷酸片段 的分离和分析。
优质课件
返回2节4
四、基因芯片技术
优质课件
返回1节5
基本流程：第1步
一个特异性的测序引物和单链DNA模板结合，然后加入酶 混合物(包括DNA Polymerase、ATP Sulfurylase、 Luciferase和三磷酸腺苷双磷酸酶Apyrase)和底物混合 物(包括腺苷酰硫酸APS和Luciferin)。
优质课件
返回节16
异常所致。 根据代谢性疾病的病因，可将其分为原发性和继发
性。
一、代谢性疾病的分类
二、代谢性疾病的诊断手段
优质课件
返回章3
一、代谢性疾病的分类
原发性代谢性疾病： 又叫先天性代谢性疾病。是指当编码物质代谢所
需酶或蛋白的基因发生突变、不能合成或合成了无活 性的产物时，就会导致有关代谢途径不能正常运转， 造成具有不同临床表型的各种代谢缺陷病。 继发性代谢性疾病：