常用分子生物学技术的原理及应用最新版本
常用分子生物学技术的原理及其应用
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分子生物学技术是生物学领域中的重要工具,广泛应用于基础研究、医学诊断、药物研发等领域。
以下是常用的分子生物学技术及其原理和应用:1. PCR技术:PCR(聚合酶链式反应)是一种体外扩增DNA的方法,基本原理是通过DNA聚合酶酶在体外模拟DNA的复制过程,从而快速扩增目标DNA片段。
PCR技术在基因克隆、基因检测、DNA指纹分析等领域有着广泛的应用。
2. 基因克隆技术:基因克隆是将感兴趣的DNA片段插入到载体DNA 中,构建重组DNA分子的过程。
通过基因克隆技术可以获得大量目的基因的DNA序列,用于研究基因功能、表达调控等方面。
3. 蛋白质表达与纯化技术:蛋白质表达技术是将外源基因导入宿主细胞中,使其表达目的蛋白质的过程。
通过蛋白质表达与纯化技术,可以获得大量纯净的蛋白质样品,用于研究蛋白质结构、功能等。
4. 基因编辑技术:基因编辑技术包括CRISPR-Cas9系统、TALENs和ZFNs等,可以实现对基因组特定区域的精准编辑。
基因编辑技术在疾病治疗、植物育种等领域有着巨大的潜力。
5. RNA干扰技术:RNA干扰是一种通过RNA介导的基因沉默机制,可使目标基因的mRNA水平下降,从而抑制基因表达。
RNA干扰技术在基因功能研究、疾病治疗等方面具有重要应用价值。
6. 蛋白质亲和纯化技术:蛋白质亲和纯化技术利用蛋白质与其结合物质之间的特异性相互作用,实现对目标蛋白质的选择性富集和纯化。
该技术在药物筛选、蛋白质相互作用研究等领域有着广泛应用。
7. 基因芯片技术:基因芯片是一种高通量的生物芯片技术,可同时检测上千个基因的表达水平。
基因芯片技术广泛应用于基因表达谱分析、疾病诊断、药物研发等领域。
8. 蛋白质组学技术:蛋白质组学技术主要包括蛋白质质谱分析、蛋白质组芯片等,用于研究蛋白质在生物体内的表达水平、翻译后修饰等。
蛋白质组学技术在疾病诊断、药物靶点鉴定等方面有着重要应用。
以上是常用的分子生物学技术及其原理和应用。
常用分子生物学技术的原理及其应用
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基因突变技术的最新进展
近年来,随着技术的发展,基因突变技术不断取得新 的突破和进展。
输标02入题
高通量突变筛选技术使得能够在短时间内对大量基因 进行突变和筛选,加速了基因功能研究和药物研发的 进程。
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基因编辑技术的出现,如CRISPR-Cas9系统,使得能 够实现精准地编辑基因组,为基因治疗和生物育种等
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基因突变技术在生物工程中广 泛应用于菌种改良、基因治疗
和生物制药等领域。
通过基因突变技术可以改良微 生物菌种的代谢途径,提高产
物的产量和品质。
在基因治疗中,基因突变技术 可用于纠正致病基因的缺陷, 治疗遗传性疾病和癌症等疾病
。
在生物制药中,基因突变技术 可用于产生具有特定性质的蛋 白质或酶,用于药物研发和生
常用分子生物学技术的原理及其应 用
目 录
• 基因克隆技术 • 基因表达技术 • 基因突变技术 • 蛋白质组学技术
01 基因克隆技术
基因克隆技术原理
基因克隆技术是通过将外源DNA片段插入到载体DNA中,然后将其转化到宿主细胞 中进行复制和表达,从而获得目的基因或基因片段的过程。
基因克隆的关键步骤包括:目的基因的获取、载体的选择和制备、DNA连接、转化 和筛选。
疾病治疗
基因表达技术可用于疾病 治疗,如基因疗法和基因 编辑等。
基因表达技术的最新进展
CRISPR-Cas9系统
这是一种新型的基因编辑技术,通过向导RNA和Cas9蛋白的引导,实现对特 定DNA序列的切割和编辑。
人工染色体
通过基因表达技术,可以人工构建染色体,实现生物体的染色体数目和结构的 改变。
领域带来了革命性的变革。
第二十二章常用分子生物学技术的原理及应用
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第二十二章常用分子生物学技术的原 理及应用
•一、基本工作原理
•Template • 5 DNA
•5
• 5
•Cycle 1
•Primer 1 •5 •Primer 2
•5 • 5
•5 •5
•Cycle 2
•5 • 5
•5
• 5
•5
• 5
•5 •5
•目 录
•5 • 5
• 5 • 5
•Cycle 3
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第二十二章常用分子生物学技术的原 理及应用
•第 八 节
•蛋白质相互作用研究技术
•Research Technology of Interaction of Protein
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第二十二章常用分子生物学技术的原 理及应用
•蛋白质之间相互作用研究的重要性
• 蛋白质之间相互作用以及通过相互作用而 形成的蛋白复合物是细胞各种基本功能的主 要完成者。几乎所有的重要生命活动,包括 DNA的复制与转录、蛋白质的合成与分泌、 信号转导和代谢等等,都离不开蛋白质之间 的相互作用。
•生 物 芯 片 技 术
•Biological Chip Technology
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第二十二章常用分子生物学技术的原 理及应用
•一、基因芯片(gene chip)
•DNA芯片(DNA chip)
•cDNA芯片(cDNA chip)
• 是指将许多特定的DNA片段或cDNA片
段作为探针,有规律地紧密排列固定于单位
三、几种重要的PCR衍生技术
(一)反转录PCR技术 (二)原位PCR技术 (三)实时PCR技术
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常用分子生物学技术的原理及其应用
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常用分子生物学技术的原理及其应用概述分子生物学技术是现代生物学研究中应用广泛的一系列技术方法。
这些技术能够帮助科学家从分子水平上理解生物学系统的结构和功能,并促进相关研究的进展。
本文将介绍几种常用的分子生物学技术,并详细探讨它们的原理和应用。
1. 聚合酶链式反应(PCR)•原理:聚合酶链式反应(PCR)是一种体外合成DNA的方法,通过循环性反应使DNA的数量迅速扩增。
该技术主要包括三个步骤:变性、退火和延伸。
在变性步骤中,DNA双链被加热使其解旋成两条单链。
在退火步骤中,引物与模板DNA序列互补碱基配对。
在延伸步骤中,热稳定DNA聚合酶将新的DNA链延伸。
•应用:PCR技术在生物学研究和临床诊断中有着广泛的应用。
它可以用于基因克隆、基因突变分析、DNA测序、DNA指纹鉴定等。
此外,PCR还常用于检测病原体、肿瘤标记物以及遗传性疾病的诊断。
2. 凝胶电泳•原理:凝胶电泳是一种分离DNA和蛋白质的常见方法。
该技术基于物质在电场中的迁移速度不同,利用电势差将分子分离开来。
DNA片段在凝胶中迁移速度与其大小有关,大片段迁移较慢,小片段迁移较快。
•应用:凝胶电泳广泛应用于DNA分析、蛋白质分析以及核酸杂交等实验中。
在分子生物学研究中,凝胶电泳可用于确认PCR扩增产物的大小,并进行DNA片段的分离和纯化。
此外,它还可以检测基因突变、遗传关系等。
3. 蛋白质电泳•原理:蛋白质电泳是一种分离和分析蛋白质的技术。
该技术基于蛋白质的大小、电荷和形状差异,利用电势差将蛋白质分离开来。
在电泳过程中,蛋白质样品被加载到聚丙烯酰胺凝胶中,并通过电场迁移。
•应用:蛋白质电泳在生物学研究和临床诊断中具有重要作用。
它可以用于鉴定蛋白质在细胞中的表达水平、研究蛋白质结构和功能以及检测特定蛋白质的存在与否。
此外,蛋白质电泳还用于分离和纯化重组蛋白质。
4. 核酸杂交•原理:核酸杂交是一种通过互补碱基配对而发生的分子相互作用。
通过标记的探针DNA或RNA与靶序列相互结合形成稳定的双链或三链结构,从而可进行检测和定位。
常用分子生物学技术的原理及应用
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常用分子生物学技术的原理及应用一、PCR技术1.PCR(Polymerase Chain Reaction)技术是一种常用的分子生物学技术,主要用于扩增DNA片段。
2.PCR技术的原理是通过添加DNA模板、引物和DNA聚合酶,以及一系列特定的温度循环,迅速扩增目标DNA序列。
3.PCR技术的应用广泛,如基因克隆、基因突变分析、疾病诊断等。
二、蛋白质电泳技术1.蛋白质电泳技术是用于分离和定量蛋白质的常用方法。
2.蛋白质电泳技术包括SDS-PAGE和蛋白质西方印迹等。
3.SDS-PAGE是一种蛋白质分子量分析方法,通过凝胶电泳分离蛋白质。
4.蛋白质西方印迹则用于检测特定蛋白质的表达,并通过特异性抗体与该蛋白质结合,产生特定的信号。
三、原位杂交技术1.原位杂交技术是研究基因表达和基因组结构的重要工具。
2.原位杂交技术通过结合特异性探针和标记物,用于检测目标序列在组织或细胞中的分布。
3.原位杂交技术有多种类型,如荧光原位杂交(FISH)和非放射性原位杂交等。
4.原位杂交技术在遗传学研究、疾病诊断和生物学研究中得到广泛应用。
四、基因克隆技术1.基因克隆技术是将特定DNA片段插入到载体DNA中的技术。
2.基因克隆技术的关键步骤包括:DNA片段的切割、载体DNA的选择和连接、转化等。
3.基因克隆技术在基因工程、重组蛋白质的表达以及基因功能研究等方面具有重要应用。
五、DNA测序技术1.DNA测序技术是用于确定DNA序列的方法。
2.DNA测序技术包括Sanger测序和高通量测序等。
3.Sanger测序是一种经典的测序方法,逐个位置确定DNA序列。
4.高通量测序技术通过并行测序大量的DNA片段,实现快速高效的DNA测序,并被广泛应用于基因组学研究、药物研发等领域。
六、蛋白质质谱技术1.蛋白质质谱技术是分析蛋白质结构和功能的重要方法。
2.蛋白质质谱技术包括质谱仪的使用和蛋白质样品的制备等。
3.蛋白质质谱技术能够快速鉴定蛋白质样品中的蛋白质组分,并定量分析特定蛋白质的表达水平。
第20章常用分子生物学技术的原理及其应用
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第20章常用分子生物学技术的原理及其应用分子生物学技术是研究生物分子结构、功能、调控及其相互关系的重要手段,具有识别、分离、纯化、检测和重组生物分子的功能。
在生命科学研究和生物技术应用中,常用的分子生物学技术主要包括核酸提取、聚合酶链式反应(PCR)、限制酶切片段长度多态性分析(RFLP)、DNA测序、原位杂交、Northern和Southern blot杂交等。
下面将介绍这些常用分子生物学技术的原理及其应用。
1.核酸提取:核酸提取是从细胞或组织中获得目的核酸的方法。
其原理是通过细胞破碎及蛋白酶消化等步骤,将细胞内的核酸释放出来,并进行纯化。
核酸提取技术广泛应用于基因克隆、基因组学研究、医学诊断以及法医学中的DNA分析等领域。
2.聚合酶链式反应(PCR):PCR是一种体外合成DNA的技术,通过多轮的循环温度反应,可以快速扩增一段特定的DNA序列。
其原理是利用DNA聚合酶酶活与特定引物的作用,在一系列温度循环中,使DNA序列通过链分离、引物结合、DNA合成循环进行扩增。
PCR技术被广泛应用于基因分型、基因克隆、突变检测、DNA测序等领域。
3.限制酶切片段长度多态性分析(RFLP):RFLP是一种检测DNA序列多态性的方法,通过限制酶切割目的DNA,在凝胶电泳中观察DNA片段的长度差异。
其原理是利用限制酶对特定序列的识别和切割,形成不同长度的DNA片段,经凝胶电泳分离,通过核酸探针杂交或染料染色等方法来观察差异。
RFLP技术广泛应用于基因分型、基因组学研究、变异检测等领域。
4. DNA测序:DNA测序是一种确定DNA序列的方法,通过测定DNA的碱基顺序,揭示基因组结构和功能。
常用的DNA测序技术包括Sanger测序和高通量测序。
Sanger测序原理是利用DNA聚合酶、引物和一种特殊的停止链终止剂,在DNA合成过程中随机终止,形成不同长度的DNA片段,通过电泳分离后,通过染料或探针检测碱基顺序。
高通量测序技术基于快速测序平台和大规模并行测序,提高了测序效率和准确性,广泛应用于基因组学、转录组学等领域。
分子生物学常用技术(简化版)
![分子生物学常用技术(简化版)](https://img.taocdn.com/s3/m/2fa9abb0b04e852458fb770bf78a6529647d35b1.png)
Northern blot
类似于 Southern 印迹杂交的方法,用于 RNA 检测
in situ hybridization
原位杂交:特定 mRNA 的组织细胞分布
FISH Fluorescence in situ hybridization (FISH):特定基因的染色体定位
反 Northern 杂交与 DNA 芯片
DNA解旋解链
DNA的体内复制
ATCGCGATAGCGTAGCTGCGACCTAGC
5’
3’
TAGCGCTATCGCATCGACGCTGGATCG
3’
5’
GGAUCG
5’
AUCGCG
5’
引物酶
引物酶
RNA引物
RNA引物
DNA解旋解链
引物合成
DNA的体内复制
ATCGCGATAGCGTAGCTGCGACCTAGC
核酸:测序、印迹、杂交、体外扩增技术 蛋白质:电泳与印迹、组学技术、相互作用
基本技术:
基因工程技术 转基因生物与基因敲除技术
综合技术:
基因诊断 基因治疗
应用技术:
第一节:核酸分子杂交
Molecular hybridization: 利用已知核酸序列 (探针/probe) 检测与其互补的未知核酸序列 用途: 确认核酸序列间同源性 对特定核酸序列进行定量 自核酸混合体中辨认特定核酸序列
1.什么是耐热 DNA 聚合酶
早期 PCR 曾使用 DNA 聚合酶 I
在高温时发生变性,每一循环都需要重新添加酶 延伸反应温度为 37℃,非特异性太多
目前常用 Taq DNA 聚合酶
纯化自嗜热水生菌 (Thermus aquaticus) 可耐受 95℃ 高温,最适反应温度为 72℃ 左右
分子生物学常用技术共35张-2024鲜版
![分子生物学常用技术共35张-2024鲜版](https://img.taocdn.com/s3/m/af43bf0fbf1e650e52ea551810a6f524ccbfcbc0.png)
•分子生物学概述•基因克隆技术•核酸测序技术•蛋白质组学技术•基因表达调控研究技术•细胞信号传导途径研究技术•生物信息学在分子生物学中应用contents目录01分子生物学概述分子生物学定义与发展分子生物学定义发展历程包括基因的结构、功能、表达调控以及基因组的结构、功能与进化等。
基因与基因组研究DNA 复制、转录与翻译蛋白质组学基因表达调控研究DNA 的复制、转录和翻译过程及其调控机制,揭示遗传信息在细胞内的传递和表达规律。
研究细胞内所有蛋白质的表达、功能及其相互作用,揭示蛋白质在生命活动中的作用机制和调控规律。
研究基因表达的时空特异性及其调控机制,包括转录因子、表观遗传学修饰等。
分子生物学研究内容分子生物学与生物技术关系生物技术定义生物技术是以生命科学为基础,利用生物(或生物组织、细胞及其他组成部分)的特性和功能,设计、构建具有预期性能的新物质或新品系,以及与工程原理和技术相结合进行社会生产或为社会服务的一种综合性技术。
分子生物学对生物技术的影响分子生物学的发展为生物技术提供了重要的理论基础和技术支持,推动了基因工程、细胞工程、发酵工程等生物技术的飞速发展。
同时,生物技术的发展也反过来促进了分子生物学的深入研究,为揭示生命现象的本质和规律提供了有力手段。
02基因克隆技术步骤目的基因的获取载体的选择与构建030201重组DNA分子的构建将目的基因与载体连接,形成重组DNA分子。
重组DNA分子的转化将重组DNA分子导入受体细胞,如细菌、酵母或哺乳动物细胞等。
转化细胞的筛选与鉴定通过选择性培养基或PCR等方法筛选含有重组DNA分子的细胞,并进行鉴定。
0102载体选择构建策略添加启动子和终止子添加选择性标记优化载体结构030405载体选择与构建策略重组DNA转化与筛选方法转化方法筛选方法03核酸测序技术1. DNA模板制备2. 引物设计3. 测序反应4. 产物纯化015. 变性凝胶电泳026. 放射自显影031 2 3NGS技术原理NGS技术特点NGS技术应用第二代测序技术(NGS)简介第三代测序技术(TGS)展望TGS技术原理TGS技术特点TGS 技术应用前景04蛋白质组学技术蛋白质组学概念及研究内容蛋白质组学概念研究内容层析法利用不同物质在固定相和流动相之间分配系数的差异进行分离,如凝胶层析、离子交换层析等。
常用分子生物学技术的原理及其应用
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常用分子生物学技术的原理及其应用常用分子生物学技术是一系列用于分析和操作分子生物学层面的实验技术。
这些技术基于对核酸(DNA和RNA)和蛋白质的结构和功能的研究,以及对基因表达和调控机制的理解。
在本文中,我将介绍常用分子生物学技术的原理和应用。
1.聚合酶链式反应(PCR):PCR是一种能够从极少量的DNA样本中扩增特定DNA序列的技术。
它基于DNA的两条链之间的互补配对,使用DNA聚合酶酶和引物来在离子和温度周期变化的条件下进行。
PCR技术广泛应用于分子生物学和生物医学研究中,包括基因克隆、基因突变分析、DNA指纹鉴定以及病原体的检测等。
2.聚丙烯酰胺凝胶电泳:凝胶电泳是一种分离和分析DNA,RNA和蛋白质的常用技术。
其中,聚丙烯酰胺(或琼脂糖)是一种高分子量聚合物,能够形成孔隙凝胶。
在电场的作用下,DNA,RNA或蛋白质在凝胶中迁移,根据大小和电荷的差异进行分离。
凝胶电泳广泛用于DNA和RNA的分离和纯化,以及蛋白质的分析和鉴定。
3.DNA测序:DNA测序是确定DNA序列的技术。
它通过测量DNA片段中的碱基顺序来分析DNA的序列信息。
目前有多种DNA测序技术,包括链终止测序(Sanger测序)和高通量测序(如Illumina测序和Ion Torrent测序)。
DNA测序在基因组学、遗传学和基因诊断中起着重要的作用。
4.基因克隆技术:基因克隆是指将目标基因从其源DNA中扩增,并将其插入到载体DNA 中,然后转化到宿主细胞中。
利用基因工程技术,克隆的基因可以在宿主细胞中被表达。
这种技术被广泛应用于重组蛋白质的定制表达、转基因生物的制备以及基因治疗的研究中。
5. 蛋白质电泳和Western blot:蛋白质电泳是一种分离和分析蛋白质的技术。
与DNA电泳类似,蛋白质电泳通过在聚丙烯酰胺凝胶中迁移蛋白质来分离不同大小和电荷的蛋白质。
Western blot是一种检测目标蛋白质的特异性抗体的技术,通过将蛋白质转移到膜上,然后使用特异性抗体与目标蛋白质结合来检测和定量蛋白质。
分子生物学技术原理
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分子生物学技术原理分子生物学技术是一种应用于生物学研究和实践的方法和工具,可以帮助科学家在分子水平上探究细胞和生物体的结构、功能和相互作用。
以下是一些常见的分子生物学技术和它们的原理:1. 聚合酶链式反应(PCR): PCR是一种重要的分子生物学技术,用于扩增特定DNA片段。
其原理基于DNA的双链结构和酶的功能。
PCR反应中,DNA样品被加热至变性温度,使其双链解旋成两条单链DNA。
然后,引物与目标序列的两端结合,酶通过DNA合成,合成新的DNA链。
反复循环这个过程可以扩增目标DNA片段。
2. 蛋白质电泳:蛋白质电泳是一种用于分离和分析蛋白质的技术。
其原理基于蛋白质的电荷和大小差异。
蛋白质样品在凝胶中电泳,根据电荷的不同,蛋白质会向正极或负极移动。
最终,蛋白质在凝胶上形成带状图案,可以用于蛋白质的鉴定和定量。
3. DNA测序:DNA测序是确定DNA序列的技术。
其原理基于DNA的核酸碱基配对原则和荧光标记。
DNA测序反应中,DNA模板被复制,并与荧光标记的核酸碱基一起加入到反应中。
DNA合成酶以荧光信号的形式将碱基添加到新合成的DNA链上,形成一个能够表示DNA序列的信号序列。
通过测量荧光信号的强度和颜色,可以确定DNA的碱基序列。
4. 基因克隆:基因克隆是将DNA片段从一个生物体中复制并插入到另一个生物体中的过程。
其原理基于DNA的切割、黏合和重组。
基因克隆通常包括将目标DNA和载体DNA用限制性内切酶切割,然后用DNA连接酶黏合两端,形成重组DNA。
将重组DNA转化到宿主细胞中进行复制和表达,最终获得目标DNA在新生物体中的表达。
以上只是一些常见的分子生物学技术及其原理,分子生物学领域还有许多其他的技术,如原位杂交、PCR定量、南方和北方杂交等。
这些技术的应用广泛,可以帮助科学家揭示生物学的奥秘。
生物化学与分子生物学:常用分子生物学技术的原理及其应用
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含了某一生物体全部DNA序DNA的 信息(包括所有的编码区和非编码区)以DNA 片段形式贮存的克隆群体。
基因芯片(gene chip) 是指将许多特定的DNA片段有规律地紧密排
列固定于单位面积的支持物上,然后与待测的荧 光标记样品进行杂交,杂交后用荧光检测系统等 对芯片进行扫描,通过计算机系统对每一位点的 荧光信号做出检测、比较和分析,从而迅速得出 定性和定量的结果。该技术亦被称作DNA微阵列 (DNA microarray)。
常用分子生物学技术的 原理及应用
The Principle and Application of Common Used Techniques in Molecular Biology
目录
分子杂交与印迹技术
Molecular Hybridization and Blotting Technique
析
分层聚类(Hierarchical clustering)
聚
K-均值聚类(k-means clustering )
类
分
析 (聚类软件cluster、Spss、TreeView)
自组织图 (Self-organizing map,SOM)
基因数据库、基因表达与功能关系
主成分分析 (Principal components analysis,PCA)
• 正常的(N)的ASO探针: 5´-ACT CCT GAG GAG AAG TCT GC-3´
• 突变的(M)的ASO探针: 5´-ACT CCT GTG GAG GAAG TCT GC-3´
目录
目录
镰状红细胞贫血患者ASO杂交法检测
N-ASO
M-ASO
正常 突变 突变 纯合子 杂合子 纯合子
常用分子生物学技术的原理及其应用
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其他: 斑点印迹 (dot blotting) 原位杂交 (in situ hybridization) DNA点阵 (DNA array) DNA芯片技术 (DNA chip)
目录
三 种 印 迹 技 术 的 比 较
② ③ ①
分子杂交实验
放 射 自 显 影 照 片
目录
DNA点阵
目录
第二节
第21章
常用分子生物学技术的 原理及应用
The Principle and Application of Common Used Techniques in Molecular Biology
目录
第一节
分子杂交与印迹技术
Molecular Hybridization and Blotting Technique
目录
一、蛋白质相互作用研究技术
常用蛋白质相互作用的研究技术 • 酵母双杂交 • 各种亲和分析(标签蛋白沉淀、免疫共沉淀等) • 荧光共振能量转换效应分析 • 噬菌体显示系统筛选
目录
(一)标签蛋白沉淀
标签融合蛋白结合实验是一个基于亲和色谱 原理的、分析蛋白质体外直接相互作用的方法。
标签融合蛋白结合实验主要用于证明两种蛋 白分子是否存在直接物理结合、分析两种分子结 合的具体结构部位及筛选细胞内与融合蛋白相结 合的未知分子。
• 原位PCR方法弥补了PCR技术和原位杂交技术 的不足,是将目的基因的扩增与定位相结合的 一种最佳方法。
目录
(三)实时PCR技术
实时PCR(real-time PCR)技术通过动态 监测反应过程中的产物量,消除了产物堆积 对定量分析的干扰,亦被称为定量PCR。
目录
实时PCR技术原理
荧光标记引物
常用分子生物学技术的原理及应用
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常用分子生物学技术的原理及应用1.聚合酶链反应(PCR):PCR是一种在体外快速合成特定DNA片段的技术。
它的原理是基于DNA的逐步复制。
PCR需要DNA模板、DNA聚合酶、引物和dNTPs等反应物。
通过多个循环的高温退火、DNA扩增和DNA合成过程,可以在短时间内扩增指定的DNA片段。
应用:PCR在许多领域得到广泛应用。
它可用于基因组学、遗传学、医学诊断、病毒学等领域。
例如,PCR可以用于检测基因突变、诊断遗传疾病、鉴定病原体等。
2.DNA测序:DNA测序是一种确定DNA序列的技术。
目前主要有Sanger测序和高通量测序两种方法。
(1)Sanger测序原理:Sanger测序是一种经典的测序方法,基于DNA的DDN反应。
它利用碱基的链终止效应,使DNA合成过程在产生溶胶碱基的情况下中断,从而得到不同长度的DNA片段。
通过电泳分离并测定不同长度的DNA片段,可以确定DNA序列。
(2)高通量测序原理:高通量测序技术,如Illumina测序、Ion Torrent测序和Pacific Biosciences测序等,通过以平行方式同时测序多个DNA片段,大大提高了测序效率和数据产量。
应用:DNA测序技术在基因组学、癌症研究、生物进化等方面具有广泛应用。
它可以用于发现新基因、研究遗传变异、揭示物种演化等。
3.基因克隆:基因克隆是将DNA片段插入载体(如质粒)中并转化到细胞中,从而实现特定基因的复制和表达。
基因克隆包括DNA片段的剪接、连接、转化和筛选等步骤。
应用:基因克隆技术是分子生物学研究的基础。
它可以用于制备重组蛋白、构建转基因植物和动物、研究基因功能等。
4.蛋白质表达:蛋白质表达是将基因转录为mRNA,再通过翻译作用合成蛋白质的过程。
蛋白质表达技术包括原核和真核表达系统。
(1)原核表达系统:原核表达系统常用的有大肠杆菌表达系统和酵母表达系统。
这些系统可以用于高效表达蛋白质,并且易于操作。
(2)真核表达系统:真核表达系统是利用真核细胞如CHO、HEK293等表达蛋白质。
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基本原理
基于某些化学试剂可以使DNA链在1个或2个碱
基处发生专一性断裂的特性,精确地控制反应强
度,使一个断裂点仅存在于少数分子中,不同分
子在不同位点断裂,从而获得一系列大小不同的
DNA片段,将这些片段经电泳分离。
分析前,用同位素标记DNA的5´末端,经放射 自显影即可在X胶片上读出DNA链的序列。
精品课件
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Cycle 2
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目录
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Cycle 3
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5
5 5
5 5
25~30 次循环后,模板DNA的
含量可以扩大100万倍以上。
目录
二、PCR体系基本组成成分
模板DNA
特异性引物 耐热DNA聚合酶 dNTPs Mg2+
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三、PCR的基本反应步骤
变性
95˚C
延伸 72˚C
退火
Tm-5˚C
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四、PCR的主要用途
(一)目的基因的克隆 (二)基因的体外突变 (三)DNA和RNA的微量分析 (四)DNA序列测定 (五)基因突变分析
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三、几种重要的PCR衍生技术
(一)反转录PCR技术 (二)原位PCR技术 (三)实时PCR技术
(二)定位克隆(positional cloning)
(三)非定位候选基因克隆策略(positionindependent candidate gene
approaches)
(四)定位候选基因克隆策略(positional candidate gene approaches )
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(一)功能性克隆
利用酵母系统从功能精学品课角件 度鉴定致病基因。目 录
(二)定位克隆
定义 从一种致病基因的染色体定位出发逐步
缩小范围,最后克隆该基因。
系统的定位克隆工作
① 遗传学分析(确定致病基因染色体定位)
交换分析、连锁不平衡分析
② 分子生物学分析
染色二章
常用分子生物学技术 的原理及应用
The Popular Technology in Molecular Biology: Principle and Application
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第一节
分子杂交与印迹技术
Molecular Hybridization & Blotting Technology
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三 种 印 迹 技 术 的 比 较
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②
①
③
分子杂交实验
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放 射 自 显 影 照 片
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DNA 点阵
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目目录录
第二节
聚合酶链反应
Polymerase Chain Reaction
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一、基本工作原理
Template DNA
5
5
5
Cycle 1
Primer 1 5 Primer 2
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一、分子杂交与印迹技术的原理
核酸分子杂交 (nucleic acid hybridization ) 在DNA复性过程中,如果把不同DNA单链分子
放在同一溶液中,或把DNA与RNA放在一起,只要 在DNA或RNA的单链分子之间有一定的碱基配对关 系,就可以在不同的分子之间形成杂化双链 (heteroduplex) 。
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DNA自动测序结果举例
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目目 录录第四节基因Gene Library指一个包含了某一生物体全部品课件
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复性
RNA
DNA
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(一)印迹技术 (二)探针技术
探针 (probe) 一小段用同位素、生物素或荧光染料标标记
其末端或全链的已知序列的多聚核苷酸,与固定
在NC膜上的核苷酸结合,判断是否有同源的核
酸分子存在。
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二、印迹技术的类别及应用
(一)DNA印迹技术 (Southern blotting) 用于基因组DNA、重组质粒和噬菌体的分
定义 从对一种致病基因的功能的了解出发,
克隆该致病基因。
应用 生化机制已明确、基因表达产物较易得
到部分纯化的遗传性疾病。
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克隆方nal complementation assay)
析。 (二)RNA印迹技术 (Northern blotting)
用于RNA的定性定量分析。
(三)蛋白质的印迹分析 (Western blotting)
用于蛋白质定性定量及相互作用
研究。
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其他 斑点印迹 (dot blotting) 原位杂交 (in situ hybridization) DNA点阵 (DNA array) DNA芯片技术 (DNA chip)
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二、DNA链末端合成终止法
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目 录录
三、DNA自动测序
采用荧光替代放射性核素标记是实现DNA序列 分析自动化的基础。用不同荧光分子标记四种双脱 氧核苷酸,然后进行Sanger测序反应,反应产物 经电泳(平板电泳或毛细管电泳)分离后,通过四 种激光激发不同大小DNA片段上的荧光分子使之发 射出四种不同波长荧光,检测器采集荧光信号,并 依此确定DNA碱基的排列顺序。
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实时PCR技术原理
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第三节
核酸序列分析
Nucleic Acid Sequence Analysis
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核酸序列分析的基本原理 化学裂解法 (Maxam-Gillbert法) DNA链的末端合成终止法 (sanger法)
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一、化学裂解法(Maxam-Gillbert法)
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(三)非定位候选基因克隆策略
由于基因组作图的完成和分子病理学的 发展,人们可以不依靠染色体定位,直接根 据病理学变化和对各种基因产物功能的了解, 预测出候选致病基因。
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精品课件目 录录基因组筛选结果举例第一轮筛选第二轮筛选
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第三轮筛选
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第五节
疾病相关基因的克隆与鉴定
Cloning and Identification of Disease Relative Genes
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克隆疾病相关基因的策略
(一)功能性克隆(functional cloning)