分子生物学技术及其临床应用 201707
分子生物学的技术和应用
分子生物学的技术和应用分子生物学被认为是生物学和化学两个学科的交叉领域，其主要研究生物分子的结构、功能和相互作用，以及探究高等生物在遗传、生长发育、代谢和疾病等方面的分子机制。
而分子生物学所研究的生物分子，主要包括蛋白质、核酸、糖、脂等复杂的大分子，因此分子生物学技术的发展和进步也深刻地影响和推动了生命科学的发展。
1. 分子生物学技术随着科技的快速发展，分子生物学技术也日益多样化和进步。
以下是几种常见的分子生物学技术：1.1 聚合酶链式反应（PCR）PCR是一种基于DNA聚合酶在模板DNA上的扩增作用而发明的体外DNA复制技术。
通过PCR技术，DNA序列可以在相对短的时间内被扩增至数百万甚至数十亿个拷贝，进而用于诸多领域，如医学、生殖医学、法医学、环境学等。
1.2 电泳技术电泳技术是以生物分子在电场中的迁移率及大小差异进行分离和纯化的方法。
其中，蛋白质电泳技术采用凝胶电泳分离技术，比较常用的是聚丙烯酰胺凝胶电泳，用于分离蛋白质。
而核酸电泳技术一般采用琼脂糖电泳法分离DNA和RNA。
1.3 基因克隆技术基因克隆技术是将特定的DNA序列从生物体的基因组中进行分离、放大、克隆和重组的技术。
该技术已广泛应用于分子医学、基因工程、农业和生物工业等领域。
2. 分子生物学应用随着分子生物学技术的发展和进步，其应用领域也日益广泛。
以下是几个典型的应用领域：2.1 生物工程生物工程是基于生物学和材料科学的交叉领域，包括基因工程、酶工程、发酵工程、组织工程等。
通过分子生物学技术，人们可以对细胞、蛋白质和基因进行精细控制和操作，从而实现对生物体的可控性。
2.2 分子诊断分子诊断是将分子生物学技术应用于疾病诊断和治疗中的一种方法。
通过检测基因、RNA和蛋白质等生物分子在体液或组织中的表达和异常变化，可以早期检测疾病、判断疾病的严重程度和治疗效果等。
2.3 生物安全生物安全是指通过防范和控制生物技术实验和应用中可能出现的风险，保障人类健康和安全。
分子生物学技术的研究与应用
分子生物学技术的研究与应用引言：分子生物学技术是一门近年来快速发展的交叉学科，它的主要研究对象是生物分子，如核酸、蛋白质、脂类等，通过对生物分子的结构和功能进行研究，探究生命现象的本质，揭示生命系统的规律性和机制，并应用于生物医学、生态环境、生产生活等领域。
一、DNA测序技术1.1 Sanger测序Sanger测序技术是DNA测序的一种传统方法，基于合成DNA 链的反应，衍生出荧光标记的终止子，从而推导出DNA序列。
该技术具有高精度、可靠性等优点，但速度慢、成本高是其不足之处。
1.2 第二代测序Illumina公司的Solexa、Roche公司的454、ABI公司的SOLID 等第二代测序技术，都在不同程度上克服了Sanger测序的缺陷，突破了DNA测序的局限性。
第二代测序的高通量、高速度、低成本，使其能更广泛地应用于基因组学、转录组学、表观基因组学等领域。
1.3 第三代测序PacBio公司的SMRT技术、Oxford Nanopore公司的MinION 技术等第三代测序技术，其最显著的特点是实时和直接测序，具有高亲和性、高速度、直接单分子检测的特点。
虽然在误差率、长度、稳定性等方面还存在不足，但是其将会成为未来DNA测序的趋势。
二、基因工程技术2.1 重组DNA技术重组DNA技术是基因工程技术的基础。
通过酶切、粘接等方法，将DNA片段进行重组并转移到其他生物体中进行表达。
该技术可用于制备重组蛋白、生产抗体、生物修复等。
2.2 基因编辑技术CRISPR-Cas9基因编辑技术是近年发展起来的一项基因工程技术。
它基于细菌天然免疫系统，可以设计和定向剪接目标基因，实现特定基因的添加、替换或删减。
该技术在生物样本处理、疾病治疗、生物能源等方面具有广泛应用前景。
三、分子诊断技术3.1 PCR技术PCR技术是分子诊断中最常用的一种技术。
它利用DNA聚合酶的复制能力，可以从微量DNA中扩增出大量目标DNA片段。
分子生物学技术在医学检验中的有效应用
分子生物学技术在医学检验中的有效应用分子生物学技术是一种通过分析和操作生物分子来研究生物学问题的技术手段。
在医学检验中，分子生物学技术的应用已经取得了显著的成就，并且为诊断和治疗疾病提供了有效的手段。
本文将详细介绍分子生物学技术在医学检验中的应用，主要包括基因检测、肿瘤标记物检测和传染病检测。
第一，基因检测是分子生物学技术在医学检验中的重要应用之一。
通过基因检测，可以检测个体的基因组，了解其潜在的遗传病风险以及疾病的易感性。
遗传性疾病，如先天性心脏病、血友病和遗传性癌症等，都可以通过基因检测进行早期诊断和风险评估。
基因检测还可以用于预测个体对药物的反应，从而指导个体化的药物治疗。
基因检测还可用于检测个体的人体衰老进程、准确预测肿瘤的分子亚型等。
第二，肿瘤标记物检测是分子生物学技术在肿瘤诊断和治疗中的应用之一。
肿瘤标记物是指能够在肿瘤发生和发展过程中产生的特定分子，如肿瘤相关基因、蛋白质和代谢产物等。
通过检测肿瘤标记物的水平，可以进行早期肿瘤的筛查、病情的监测以及治疗的评估。
前列腺特异性抗原（PSA）是前列腺癌常用的标志物，可以用于前列腺癌的早期筛查和复发监测。
血液中的循环肿瘤DNA（ctDNA）检测可以用于肿瘤的早期诊断、分子亚型鉴定、治疗效果评估和预后预测。
传染病检测是分子生物学技术在医学检验中的又一重要应用。
传染病是由微生物（如细菌、病毒、真菌和寄生虫）引起的疾病，传染病检测的目的是快速、准确地检测病原体的存在并确定其类型。
分子生物学技术在传染病检测中已经取得了显著的进展。
PCR技术可以通过扩增病原体特异性基因片段来检测病原体的存在，具有高度敏感性和特异性。
分子生物学技术还可以用于检测病原体的耐药性基因，指导临床合理使用抗生素等。
分子生物学技术的应用
分子生物学技术的应用分子生物学技术是一种综合性的技术，其应用范围非常广泛，包括生命科学、医学、农业、环境保护等方面。
本文将着重介绍分子生物学技术在医学领域的应用。
一、基因诊断随着分子生物学技术的不断进步，基因诊断已经成为了医学领域的重要手段之一。
基因诊断可以通过检测某些遗传性疾病的基因变异来进行诊断和预测。
例如，大约有三分之一的乳腺癌患者都存在BRCA1或BRCA2基因的突变。
通过检测患者体内BRCA1或BRCA2基因的突变，可以帮助医生判断患者是否患上了乳腺癌或乳腺癌的风险程度，从而制定更加准确的诊断和治疗方案。
二、基因治疗基因治疗是指通过介入患者的基因，来治疗某些疾病的方法。
而分子生物学技术则提供了更为准确的基因操作手段。
例如，几年前，一位7岁的女孩被诊断为罕见的遗传性疾病丙酮酸血症，经过分子生物学技术的帮助，在实验室中通过改变其基因序列来“修复”患者的基因缺陷，并最终显著改善了其病情。
这表明分子生物学技术不仅可以用于治疗遗传性疾病，还可能成为癌症等疾病的新型治疗手段。
三、药物筛选药物筛选是指通过筛选大量的化合物，来寻找可以用于治疗某些疾病的药物。
而分子生物学技术可以在更为深层次上理解疾病的发病机制，从而更为准确地识别并筛选出具有治疗潜力的药物。
例如，利用近年来发展起来的蛋白质芯片技术，可以同时检测成百上千种蛋白质的水平，从而更为准确地筛选出具有潜在治疗效果的化合物。
四、新药研究分子生物学技术在新药研究中起到了至关重要的作用。
例如，在新药研究中会使用基因克隆、蛋白质表达和纯化、细胞培养等方法来制备药物。
同时，在研发新药时，分子生物学技术也可以帮助寻找新的治疗靶点。
此外，将分子生物学技术和人工智能结合起来，也可以更加精确地设计新药。
总之，分子生物学技术在医学领域的应用非常广泛，既可以用于诊断某些遗传性疾病、预测疾病风险，也可以用于疾病的治疗、药物的筛选、新药的研发等方面。
未来，随着技术的不断发展，分子生物学技术的应用领域将进一步扩大。
分子生物学检验技术的临床应用
分子生物学检验技术的临床应用
分子生物学检验技术是一种基于分子水平的检验方法，它可以检测DNA、RNA、蛋白质等分子的存在和变化，具有高灵敏度、高特异性、高准确性等优点。
在临床应用中，分子生物学检验技术已经成为了一种重要的检验手段，广泛应用于疾病的诊断、治疗和预防等方面。
在疾病的诊断方面，分子生物学检验技术可以通过检测病原体的DNA或RNA来确定病原体的种类和数量，从而帮助医生进行病因诊断。
例如，PCR技术可以检测出病毒、细菌等微生物的DNA或RNA，从而确定感染的病原体种类和数量，为临床治疗提供重要的依据。
此外，分子生物学检验技术还可以检测人体细胞中的基因突变、染色体异常等，从而帮助医生进行遗传性疾病的诊断和预测。
在疾病的治疗方面，分子生物学检验技术可以通过检测药物靶点基因的变异情况来确定患者对某些药物的敏感性和耐药性，从而为个体化治疗提供依据。
例如，EGFR基因突变可以影响肺癌患者对靶向治疗药物的敏感性，因此检测EGFR基因突变可以帮助医生选择最合适的治疗方案。
在疾病的预防方面，分子生物学检验技术可以通过检测人体中的致病基因、基因突变等，从而进行遗传咨询和预测。
例如，BRCA1、BRCA2基因突变可以增加女性患乳腺癌和卵巢癌的风险，因此检测这些基因突变可以帮助女性进行个体化的癌症预防和筛查。
分子生物学检验技术在临床应用中具有广泛的应用前景，可以为疾病的诊断、治疗和预防提供重要的支持和帮助。
随着技术的不断发展和完善，相信分子生物学检验技术将会在临床应用中发挥越来越重要的作用。
分子生物学研究及其在医学等领域的应用
分子生物学研究及其在医学等领域的应用随着生物学和生命科学的不断发展，分子生物学作为其中的一个分支已经得到了广泛的应用。
分子生物学的研究对象是分子和细胞层面的生命现象，它使用化学和物理的方法，来研究和分析分子在生命过程中的作用和相互作用。
在医学等领域中，分子生物学得到了广泛的应用，如治疗癌症、基因编辑等。
1. DNA测序技术和基因组学DNA测序技术是分子生物学中的重要内容，它可以帮助科学家了解人类的遗传信息，进而开展基因研究和基因组研究。
基因组研究是基于DNA测序来进行的，研究DNA序列中包含的基因信息。
这样的研究可以揭示人类的遗传构成，为后续的治疗提供支持。
2. 基因诊断和基因治疗基因诊断是基于分子生物学的研究成果，通过分析DNA的序列和遗传信息，来确定某种疾病的发生与否。
基因治疗是根据分子生物学的理论，通过改变患者体内的基因表达状态来治疗某些疾病。
基因诊断与基因治疗的发展与应用，将为人类疾病治疗开辟新的前景。
3. 基因编辑技术基因编辑技术是指通过特定的酶切和修剪技术来对基因进行编辑。
这项技术的出现，为科学家在基因研究和遗传疾病治疗上，提供了强大的工具。
基因编辑技术还可以为人类繁衍产生影响，如通过编辑遗传信息，来消除某些基因传递给下一代的风险。
4. 蛋白研究蛋白是生命中最重要的分子之一，分子生物学的研究重点之一就是研究蛋白结构和功能。
目前，科学家通过分子生物学的方法，已经能够揭示蛋白的结构与功能，并提出制药原理。
在医学领域，药物设计和蛋白质分析的重要性越来越被人们所认识。
总之，分子生物学的研究及应用构成了现代生命科学的重要组成部分，其技术和方法，不仅有助于人们了解生命的奥妙，也为人类疾病治疗和基因工程研究带来了重大的进展。
未来，分子生物学的发展将给人类健康、经济和文化带来更多的利益。
分子生物学检验技术的临床应用
分子生物学检验技术的临床应用分子生物学检验技术是一种应用于临床诊断和治疗的重要工具。
它基于分子生物学的原理和方法，通过对生物体内分子水平的研究，为医生提供了更准确、快速和个体化的诊断和治疗方案。
本文将从分子生物学检验技术的原理、临床应用及其优势等方面进行探讨。
一、分子生物学检验技术的原理分子生物学检验技术主要包括核酸提取、聚合酶链式反应（PCR）、实时荧光定量PCR、基因测序等。
其中，核酸提取是从样本中提取出核酸分子，PCR是通过扩增特定DNA片段来检测目标基因的存在，实时荧光定量PCR则可以定量检测目标基因的数量，基因测序则是对DNA序列进行测定。
这些技术的基本原理是在体外模拟生物体内的核酸复制和扩增过程，从而实现对目标基因的检测和分析。
二、分子生物学检验技术在临床中的应用1. 基因突变检测：分子生物学检验技术可以对致病基因的突变进行检测，从而帮助医生确定遗传性疾病的诊断和治疗策略。
例如，通过PCR技术可以检测乳腺癌基因BRCA1/BRCA2的突变，帮助判断患者是否具有乳腺癌的遗传风险。
2. 微生物检测：分子生物学检验技术可以快速、准确地检测各类病原微生物，包括细菌、病毒、真菌等。
利用PCR技术可以检测结核分枝杆菌、艾滋病病毒等病原体的存在，帮助医生确定感染性疾病的诊断和治疗方案。
3. 肿瘤标志物检测：分子生物学检验技术可以检测肿瘤标志物的存在和表达水平，帮助医生判断肿瘤的类型、分级和预后。
例如，通过实时荧光定量PCR技术可以检测前列腺特异性抗原（PSA）的表达水平，辅助诊断和监测前列腺癌。
4. 基因型鉴定：利用分子生物学检验技术可以对个体基因型进行鉴定，帮助医生制定个体化的药物治疗方案。
例如，通过基因测序技术可以确定患者对某些药物的代谢能力，从而避免不良药物反应或提高药物疗效。
三、分子生物学检验技术的优势1. 高灵敏度：分子生物学检验技术可以在非常低浓度的样本中检测到目标基因的存在，具有非常高的灵敏度。
分子生物学技术在医学中的应用
分子生物学技术在医学中的应用随着科技不断的进步，人们在解决健康问题上也开始利用新的工具和方法。
分子生物学技术作为其中的一种，被广泛地应用在生物学研究以及医学诊断与治疗方面。
今天，我们来探讨一下分子生物学技术在医学中的应用。
一、肿瘤基因检测人类癌症的诱发机制是复杂的，其中基因突变是导致肿瘤形成和发展的关键原因之一。
肿瘤基因检测是一项旨在确定这些功能异常的基因的检测方法。
这种检测技术可以确定某些遗传变异，如基因突变，从而指导个性化药物的选择和诊断。
还可以帮助早期发现癌症，从而增加治疗机会和成功率。
二、多基因检测单一的基因变异并不能完全决定患者生命的健康状态，多个基因的变异可能会相互影响，并共同导致某些疾病的发生。
多基因检测可以同时检测多个与疾病相关的基因位点，全面地分析人体基因变异情况，帮助医生和患者更好地制定治疗和预防策略。
三、干细胞技术干细胞是一种未成熟的细胞类型，可以分化为许多不同的细胞，包括神经细胞和心脏细胞等。
利用干细胞技术可以帮助我们治疗一些困难性疾病，如癌症、心脏病等。
在特定条件下，干细胞可以分化为不同类型的细胞，例如心脏细胞。
这些心脏细胞可以用来修复心脏损伤，为心力衰竭等心血管疾病提供治疗方法。
四、基因修饰基因修饰是一种通过改变目标基因DNA序列来纠正基因缺陷的方法。
通过基因修饰医疗技术，患有基因缺陷的人可以得到必要的治疗。
基因检测技术可以帮助科学家确定患者的基因序列中存在哪些问题，而基因修饰技术可以通过增加或删除一些DNA序列来解决这些问题。
五、实时荧光定量PCR技术实时荧光定量PCR技术是一种基于PCR技术的检测方法，可以精准地检测样本中一定数量的DNA序列。
这种技术可以在不到2个小时内检测出某些疾病相关的基因情况，是一种快速、灵敏、特异性高的检测方法。
六、克隆技术克隆技术是利用分子生物学技术从一个成体的单个细胞中获得遗传相同的细胞或个体的技术。
这种技术被广泛应用于医学研究和治疗。
分子生物学技术及其应用
分子生物学技术及其应用随着科技的不断发展，分子生物学技术已经逐渐成为了生物学前沿研究中的重要工具之一。
从最早的基因克隆技术，到现在的基因编辑和重编程技术，分子生物学技术已经广泛应用于药物研发、生物治疗、基因诊断等多个领域。
本文将着重介绍分子生物学技术的基本原理、主要应用及对未来科技发展的影响。
一、分子生物学技术的基本原理分子生物学技术是一种借助于分子生物学理论，利用各种化学和物理手段对生物大分子进行操作和研究的技术。
其基本原理在于利用生物大分子的物理性质和化学性质来进行分离、纯化和分析。
其中，分子生物学技术的核心是DNA分子的操作和研究。
DNA分子作为生物体内的遗传物质，其结构和功能的研究对于理解生物现象和生命本质有着重要作用。
因此，在分子生物学技术中，对于DNA的操作和研究显得尤为重要。
二、分子生物学技术的主要应用1. 基因克隆技术基因克隆技术是指将DNA分子从源生物体中剪切并插入到另一个宿主生物体中的技术。
其应用广泛，例如在基因疗法、基因工程、药物研发和农业生产等领域中都有重要的作用。
2. 基因编辑技术基因编辑技术是利用CRISPR-Cas9系统定点修改基因序列的技术。
其应用广泛，可用于基因治疗、基因诊断及疾病预防等领域。
3. DNA测序技术DNA测序技术是指通过对DNA分子的测序来分析DNA序列信息的技术。
其应用广泛，可用于遗传病诊断、药物研发、生态环境研究等领域。
4. 基因表达分析技术基因表达分析技术是指通过各种分析手段对基因表达水平进行分析的技术。
其应用广泛，可用于疾病诊断、药物研发、基因工程等领域。
5. 基因组编辑技术基因组编辑技术是指将基因组中的特定部位进行编辑的技术。
其应用广泛，可用于基因治疗、药物研发等领域。
三、分子生物学技术对未来科技发展的影响随着分子生物学技术的不断发展，其在生物医学、农业、环境保护、食品安全等领域中的应用越来越广泛。
分子生物学技术的出现和发展带来了许多新的机遇和挑战。
分子生物学技术及其临床应用 201707
核糖核酸（RNA）
Ø RNA翻译：游离在细胞质中的各种氨基 酸，以mRNA为模版合成具有一定氨基 酸顺序的蛋白质，这一过程叫翻译。
ü 氨基酸与tRNA结合生成氨酰-tRNA ü 多肽链的起始 ü 多肽链的延长 ü 多肽链的终止与释放
（四）基因
Ø 定义：基因（遗传因子，Gene）是具有遗传效 应的DNA片段（部分病毒如烟草花叶病毒、 HIV的遗传物质是RNA）。
苷酸组成核酸。
Ø 种类：根据糖的不同——核糖核苷酸及脱氧核苷酸两类
根据碱基不同——腺嘌呤核苷酸（腺苷酸，AMP） 鸟嘌呤核苷酸（鸟苷酸，GMP） 胞嘧啶核苷酸（胞苷酸， CMP） 尿嘧啶核苷酸（尿苷酸，UMP） 胸腺嘧啶核苷酸（胸苷酸，TMP） 次黄嘌呤核苷酸（肌苷酸，IMP）
核苷酸
Ø 分布：核苷酸是核酸的基本结构单位，人体内的核苷酸主要
• 反式作用因子：能识别和结合特定的顺式作用元件，并影响基因转录 的一类RNA
二、DNA测序技术
Ø 定义：DNA测序（DNA sequencing）是指分析特定DNA片段的
碱基序列，也就是腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、胞嘧啶（C） 与鸟嘌呤的（G）排列方式。
Ø 目的：确定重组DNA的方向与结构，对突变进行定位和鉴定比
可清除由GC丰富区域所引起的条带压缩现象。
测序技术
Ø 鸟枪法
ü “鸟枪法”是一种由生物基因组提取目的基因的方法。 • 利用物理方法(如剪切力、超声波等)或酶化学方法(如限制性内切
核酸酶)将生物细胞染色体DNA切割成为基因水平的许多片段， • 将这些片段与适当的载体结合，将重组DNA转入受体菌扩增，
位为四种核苷酸——腺嘌呤（AMP） 、 鸟嘌呤（GMP） 、胞嘧啶（CMP ）和 尿嘧啶（UMP） 。
分子生物学技术在医学检验中的有效应用
分子生物学技术在医学检验中的有效应用随着科技的不断发展，分子生物学技术在医学检验中的应用越来越广泛。
分子生物学技术一般是指对生物体内分子结构、功能和互作进行研究的一系列技术方法的总称，它主要包括核酸提取与纯化、PCR扩增、基因克隆、蛋白质分离与纯化、基因组学与蛋白质组学等技术。
这些技术在医学检验中的应用能够更有效地帮助医生对疾病进行诊断、预后及治疗指导，本文将着重介绍分子生物学技术在医学检验中的有效应用。
第一、分子生物学技术在疾病诊断中的应用在临床医学检验中，病原体的诊断一直是一个比较困难的问题，传统的病原体检测方法通常需要长时间的培养和鉴定，影响了疾病的早期诊断和治疗。
而分子生物学技术的应用，可以有效缩短病原体诊断的时间。
PCR技术能够对微生物的RNA或DNA进行扩增，从而进行疾病的早期检测。
基因组学和蛋白质组学技术的应用，也能够对病原体的基因组和蛋白质进行高通量的检测，从而提高疾病的诊断准确性和快速性。
在遗传病的诊断方面，分子生物学技术也具有重要的应用价值。
传统的遗传病筛查方法往往需要较长的时间和高昂的成本，而分子生物学技术能够通过对患者的DNA进行分析，快速准确地确定是否患有遗传病。
PCR-SSP技术能够对患者的特定基因进行扩增和检测，从而帮助医生快速判断患者是否患有某种遗传病。
分子生物学技术在疾病诊断中的应用，能够更快速、更准确地帮助医生进行疾病的确诊，为患者的治疗提供更好的指导。
第二、分子生物学技术在疾病预后评估中的应用疾病的预后评估对于患者的治疗和康复非常重要。
传统的疾病预后评估方法往往依赖于临床症状和体征的观察，往往存在主观性和不确定性。
而分子生物学技术在疾病预后评估中的应用，则能够通过对患者的生物标志物或基因进行检测，从而更准确地评估疾病的预后。
在肿瘤的治疗中，分子生物学技术的应用能够通过检测肿瘤标志物或基因变异，帮助医生更准确地评估病人的预后。
分子生物学技术也能够通过对肿瘤细胞的发育和转移机制进行分析，从而为肿瘤的治疗提供更好的指导和策略。
【PPT】分子生物学技术在临床检验中的应用.
分子遗传学（Molecular Genetics）
细胞遗传学（Cytogenetics）
• 是遗传学的一个分支 • 主要研究染色体和细胞分裂( Chromosomes and cell division) • 常用的分析技术包括G带染色(G-banded)等和分 子细胞遗传学技术(Molecular Cyrogenetics) 如 FISH (Fluorescent in situ hybridization) 和 CGH(Comparative genomic hybridization)
分子遗传学技术
（ Techniques of molecular biology）
• • • • • •
Forward genetics Reverse genetics Gene Therapy Techniques in molecular genetics Amplification: PCR and cloning DNA in bacteria Separation and detection: cell culture, DNA Isolation, mRNA isolation • The molecular genetics project • 基因表达定量
什么是分子生物学技术？
What are techniques of molecular biology?
• • • • • • • • • • • Expression cloning Polymerase chain reaction (PCR) Gel electrophoresis Southern blotting Northern blotting Western blotting Sequencing Linkage anlysis Arrays Allele specific oligonucleotide Abandoned technology
分子生物学技术的临床应用PPT精品课程课件讲义
DNA
RNA
核酸的一般理化性质
多元酸，具较强的酸性。 DNA是线状高分子，粘度很大，碱性条件下稳定；RNA分子较 小，粘度也小，对酸稳定。 核酸分子在机械力的作用下易发生断裂。
碱基有共轭双键，具紫外吸收特性，最大吸收峰在260nm。
可对核酸进行检测和定量，也可分析纯度。 核酸变性 ——加热、极端的pH、有机溶剂如甲醇、乙醇、尿素及甲 酰胺等。
核苷酸链（一级结构）
5末端 (游离磷酸基)
3'，5'–磷 酸二酯键 3末端 (游离羟基)
DNA的双螺旋结构
特征：
①两条链以反向平行的方式围绕同一中心轴向右盘绕
②主链处于螺旋的外侧（核糖+磷酸） 亲水核糖平面与螺旋轴平行
碱基处于螺旋的内侧，与中轴垂直
③螺距：10bp—3.4nm—3600 đ=2nm ④大沟与小沟：
蛋白质与蛋白质相互作用
酵母双杂交；蛋白质免疫共沉淀；
The Nobel Prize in Physiology or Medicine：
1978年 Arber等
限制性核酸内切酶的发现
2006年 Fire，Mello 2007年 Smith等
RNA干扰 基因打靶
The Nobel Prize in Chemistry ：
基因病
病因学诊断
分子诊断-第四代实验室诊断技术
诊断指标的选择； 诊断结果的判定；
限制性酶谱分析
分子生物学技术的临床应用
原位杂交技术 －筛选21三体 （间期）
13号染色体（绿）和21号染色体（红）探针与羊水间期细胞 杂交，可见两个绿色信号和三个红色信号，说明是21三体。
分子生物学技术应用
分子生物学技术应用分子生物学技术是一项高度先进的科学技术，通过利用分子水平上的生物学特性和分子间的相互作用，可以实现对生物系统的深入研究和改造。
分子生物学技术的应用范围非常广泛，涉及到医学、农业、环保等多个领域。
本文将重点介绍分子生物学技术在医学领域的应用，并探讨其在疾病诊断、基因治疗和新药开发方面的潜力。
一、疾病诊断分子生物学技术在疾病诊断方面发挥着重要作用。
通过对生物体内分子水平的改变进行检测和分析，可以准确判断某一病理状态的存在与否。
例如，PCR技术（聚合酶链反应）可以检测和定量病原微生物的DNA或RNA，用于传染病的早期诊断。
PCR技术的敏感性和特异性极高，可以帮助医生及时诊断出疾病，改善治疗效果。
二、基因治疗基因治疗是一种利用分子生物学技术对人体基因进行修复或改造的方法，用于治疗遗传性疾病或其他疾病。
CRISPR-Cas9技术是当前最为先进的基因编辑工具，可以精确修改基因组，修复有缺陷的基因或添加新的基因。
该技术在基因治疗领域具有重要的应用前景，可以帮助患者克服传统治疗方法无法根治的疾病。
三、新药开发分子生物学技术在新药开发方面也发挥着重要作用。
通过对分子水平的研究和分析，可以深入了解疾病的发生机制，寻找新的治疗靶点，并筛选出具有潜在疗效的药物。
例如，现代分子生物学技术可以通过高通量筛选技术快速筛选出具有特异性的小分子化合物，用于癌症治疗等疾病。
这些新药候选物能够更好地靶向疾病细胞，提高治疗效果。
总结起来，分子生物学技术在医学领域的应用涉及疾病诊断、基因治疗和新药开发等方面，为医学研究和临床治疗提供了有力的支持。
随着技术的不断发展和创新，相信分子生物学技术在医学领域的应用将会越来越广泛，为人类的健康事业做出更大的贡献。
分子生物学技术在临床医学检验中的应用
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常用分子生物学技术的原理及应用
克隆疾病相关基因的策略 • 功能克隆(functional cloning) • 定位克隆(positional cloning)
目录
（一）功能克隆
定义 从对一种致病基因的功能的了解出发来
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。
目录
利用酵母系统从功能学角度鉴定致病基因。 用不同人的DNA片段转化与人类遗传疾病具有 类似表型的突变酵母，可以恢复(rescue)正常表型 的片段中所含有的基因即可能为致病基因。这种实 验称为功能互补试验 (functional complementati一定条 件下所表达的全部mRNA经逆转录而合成的 cDNA序列的克隆群体，它以cDNA片段的形 式贮存着该组织细胞的基因表达信息。
目录
第五节
生物芯片技术
Biological Chip Technique
目录
一、基因芯片
基因芯片(gene chip) 是指将许多特定的DNA片段有规律地紧密排
3'
上游 5' 引物
R
Q
R
Q
3'
5'
5' 下游 3' 引物
5' 3'
目录
第三节 核酸序列分析
Nucleic Acid Sequence Analysis
目录
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)
目录
一、DNA链末端合成终止法
目录
链末端合成终止法测定DNA序列的原理
G
ddG
测序反应
电泳
分子生物学技术在医学检验中的有效应用
分子生物学技术在医学检验中的有效应用引言分子生物学技术在医学领域的应用已经成为一种趋势，随着技术的不断发展，其应用范围也越来越广泛。
分子生物学技术可以在微观层面上检测病原体、基因、DNA、RNA等分子，为临床医师提供更加快速、准确和可靠的诊断结果，为患者的诊治提供更全面、个性化的服务。
本文将对分子生物学技术在医学检验中的有效应用做一综述。
I. 分子生物学技术在病原体检测中的应用1. 分子生物学技术在病毒检测中的应用病毒是许多疾病的主要病原体，如HIV、乙型肝炎病毒和人乳头瘤病毒等。
传统的病毒检测方法包括病毒培养和免疫学检测，这些方法不仅时间耗时且灵敏度有限。
分子生物学技术解决了这些问题。
研究表明，PCR技术和实时PCR技术在检测病毒方面具有高度的特异性和灵敏度。
这些技术不仅可以检测已知的病毒，还可以检测未知病毒。
2. 分子生物学技术在细菌检测中的应用细菌是引发细菌性感染的主要病原体。
传统的细菌检测方法包括细菌培养和免疫学检测，这些方法常常需要一定的时间，而且灵敏度较低。
PCR技术的出现改变了这种情况，PCR技术具有更高的特异性和灵敏度，从而能够更快速、准确地检测细菌。
3. 分子生物学技术在真菌检测中的应用真菌感染是一种严重的公共卫生问题。
分子生物学技术在检测真菌方面扮演着重要的角色。
PCR技术和实时PCR技术可以在短时间内检测到真菌DNA。
这些技术对于检测体液和组织样本中的真菌具有很高的敏感度和特异性。
II. 分子生物学技术在基因检测中的应用1. 分子生物学技术在遗传病检测中的应用遗传病是一种由基因突变引起的疾病，其特征为遗传性。
遗传病检测传统的方法包括基因检测和病史检测。
然而，PCR技术和实时PCR技术不仅可以检测单个基因突变，还可以检测大片段的基因组。
这种技术不仅可以用于疾病的诊断，还可以用于疾病的预防和治疗。
2. 分子生物学技术在肿瘤基因突变检测中的应用分子生物学技术在肿瘤基因突变检测方面的应用越来越广泛，尤其是在治疗方面。
生物医学研究中分子生物学技术的应用
生物医学研究中分子生物学技术的应用随着科技的不断进步，分子生物学的应用已经渗透到许多领域，尤其是在医学领域。
分子生物学技术在生物医学研究中已经成为一个无法替代的重要工具。
本文将讨论分子生物学技术在生物医学研究中的应用。
PCR技术聚合酶链式反应（PCR）是现代生物学和医学中最常用的技术之一。
通过PCR技术，可以放大特定区域的DNA序列，从而使我们能够研究这些序列的功能、突变并进行基因检测。
PCR技术在许多领域中都有广泛的应用，例如基因突变检测、肿瘤诊断和感染病毒的检测等。
PCR检测技术还可以用于检测遗传病，这对于家庭医生以及患者自我监测非常重要，能够帮助医疗机构和家庭更好地管理和康复患者。
DNA测序技术DNA测序技术在生物医学中的应用越来越广泛，这是因为其能够帮助我们更深入地了解基因的功能和结构。
现在，已经开发出了多种不同类型的基因测序技术，例如Sanger测序和高通量测序。
通过这些技术，我们能够对基因进行全面的测序，以便了解基因的突变情况和影响。
这些信息可以帮助诊断患者的病情，并制定更精确、更有效的治疗方案。
蛋白质分析技术蛋白质是生命活动中不可缺少的基本物质。
蛋白质分析技术可以通过了解蛋白质的结构和功能，帮助人们更好地了解生物系统的运作机制。
在生物医学中，蛋白质分析技术可以用于研究特定疾病的发病机制。
例如，可以用质谱分析技术检测特定蛋白质的表达差异，从而发现与疾病相关的蛋白质，进一步研究这些蛋白质与疾病的关系。
细胞培养技术细胞培养技术是生物医学领域非常常用的一种技术。
通过细胞培养技术，我们可以进行突变检测、蛋白质表达和药物筛选等方面的研究。
细胞培养技术在癌症研究中非常重要。
现在，使用细胞培养技术可以研究癌细胞的特点、转录组和代谢组，并进行癌症药物研究。
通过对癌细胞模型的建立并进行细胞培养，可以有效地筛选具有潜在药效的化合物。
基因编辑技术近年来，基因编辑技术如CRISPR/Cas9已经成为了广泛研究的焦点。
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测序技术
Ø 测序技术 • 大规模并行签名测序（Massively Parallel
Signature Sequencing, MPSS) • 聚合酶克隆（Polony Sequencing） • 454 焦磷酸测序 • Illumina (Solexa) sequencing
测序技术
Ø 自动测序法—
ü 嘌呤核苷酸降解可产生嘌呤碱，嘌呤碱最终分解为尿酸。 ü 嘧啶核苷酸的从头合成主要也在肝脏中进行。合成原料为
氨基甲酰磷酸及天门冬氨酸等。 ü 嘧啶核苷酸在体内的分解产物为CO2，β－丙氨酸及β－氨
基异丁酸等。
（二）脱氧核糖核酸（DNA）
Ø 定义：脱氧核糖核酸（ deoxyribonucleic acid ，DNA）是
脱氧核糖核酸（DNA）
Ø 功能：
ü 贮存决定物种所有蛋白质和RNA结构的全部遗传信息； ü 策划生物有次序地合成细胞和组织组分的时间和空间； ü 确定生物生命周期自始至终的活性和确定生物的个性。
Ø 复制：在双螺旋的DNA中，分子链是由互补的核苷酸配对组
成的，两条链依靠氢链结合在一起，A对T（由两个氢键相连） 或C对G（由三个氢链相连） 在DNA复制时也是采用这种互补配对的原则进行的：当DNA双 螺旋被展开时，每一条链都用作一个模板，通过互补的原则补 齐另外的一条链，即半保留复制。
半保留复制链”，而且这种新链又可成为下次循环的 模板。每完成一个循环需2～4分钟，2～3小时就能将 待扩目的基因扩增放大几百万倍。
PCR扩增
Ø PCR反应体系 PCR反应五要素
• 引物 • DNA聚合酶 • dNTP • 模板 • 缓冲液
PCR扩增
Ø PCR引物设计
• 引物长度：15-30bp，常用为20bp左右。 • 引物碱基：G+C含量以40-60%为宜。ATGC最好随机分布。 • 引物内部不应出现互补序列。 • 两个引物之间不应存在互补序列，尤其是避免3′端的互
可清除由GC丰富区域所引起的条带压缩现象。
测序技术
Ø 鸟枪法
ü “鸟枪法”是一种由生物基因组提取目的基因的方法。 • 利用物理方法(如剪切力、超声波等)或酶化学方法(如限制性内切
核酸酶)将生物细胞染色体DNA切割成为基因水平的许多片段， • 将这些片段与适当的载体结合，将重组DNA转入受体菌扩增，
测序技术
Ø 测序原理 ü 化学修饰法：化学试剂处理末段DNA片段
，造成碱基的特异性切割，产生一组具有 各种不同长度的DNA链的反应混合物，经 凝胶电泳分离。 ü Sanger法：利用DNA聚合酶来延伸结合在 待定序列模板上的引物。直到掺入一种链 终止核苷酸为止。
测序技术
Ø 测序方法
• 生成互相独立的若干组带放射性标记的寡核苷酸，每组寡核 苷酸都有固定的起点，但却随机终止于特定的一种或者多种 残基上。
• 反式作用因子：能识别和结合特定的顺式作用元件，并影响基因转录 的一类RNA
二、DNA测序技术
Ø 定义：DNA测序（DNA sequencing）是指分析特定DNA片段的
碱基序列，也就是腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、胞嘧啶（C） 与鸟嘌呤的（G）排列方式。
Ø 目的：确定重组DNA的方向与结构，对突变进行定位和鉴定比
脱氧核糖核酸（DNA）
Ø 结构：DNA是由许多脱氧核苷酸按一定碱基顺序彼此用3’，5’-磷
酸二酯键相连构成的长链。 ü 一级结构：是指构成核酸的四种基本组成单位——脱氧核糖核苷酸
（核苷酸），通过3',5'－磷酸二酯键彼此连接起来的线形多聚体， 以及其基本单位－脱氧核糖核苷酸的排列顺序。 核酸的含氮碱基又可分为四类：腺嘌呤（AMP），鸟嘌呤（GMP ）、胞嘧啶（CMP）和胸腺嘧啶（TMP）。 ü 二级结构：是指两条脱氧多核苷酸链反向平行盘绕所形成的双螺旋 结构。 ü 三级结构：是指DNA中单链与双链、双链之间的相互作用形成的三 链或四链扭曲盘绕所形成的特定空间三级结构，也称为超螺旋结构 。DNA的超螺旋结构可分为正、负超螺旋两大类，并可互相转变。
测序技术
Ø 非同位素银染色法
• SILVER SEQUENCETM DNA测序系统是一种无放 射性的序列分析系统，它通过灵敏的银染方法检测 凝胶中的条带。
• 测序结果可以在同一天内得到 • 电泳完成后经90分钟就可读序。 • 用未修饰的5'OH寡聚核苷酸作为引物，减少了特殊
修饰寡聚核苷酸的花费。 • 7-去氮dGTP（7-deaza dGTP，或dITP）替代dGTP
PCR利用DNA在95°高温时变性变成 单链，低温（经常是60°C左右）时引 物与单链按碱基互补配对的原则结合， 再调温度至DNA聚合酶最适反应温度（ 72°C左右），DNA聚合酶沿着磷酸到 五碳糖(5'-3')的方向合成互补链。
三、PCR扩增
Ø PCR扩增原理
DNA的半保留复制是生物进化和传代的重要途径。 PCR技术的基本原理类似于DNA的天然复制过程，其特 异性依赖于与靶序列两端互补的寡核苷酸引物。 PCR由变性--退火--延伸三个基本反应步骤构成： • 模板DNA的变性 • 模板DNA与引物的退火（复性） • 引物的延伸 • 重复循环变性--退火--延伸三过程就可获得更多的“
CTP及GTP ü 腺苷酸还是几种重要辅酶，如辅酶Ⅰ、辅酶Ⅱ、黄素腺嘌呤
二核苷酸(FAD）及辅酶A（CoA）的组成成分
核苷酸
Ø 代谢：
ü 嘌呤核苷酸核苷酸主要由一些简单的化合物合成而来，这 些前身物有天门冬氨酸、甘氨酸、谷氨酰胺、CO2及一碳 单位（甲酰基及次甲基，由四氢叶酸携带）等。主要是在 肝脏中合成，其次是在小肠粘膜及胸腺中合成。
核糖核酸（RNA）
Ø RNA转录 是指DNA的双链解开，使RNA聚合酶可依照DNA 上的碱基序列合成相对应之mRNA的过程。在人体 需要蛋白质时，mRNA将密码子带出核模外，到达 细胞质进行翻译（核糖体合成蛋白质的过程），合 成所需之蛋白质。因此，转录对不管是人类还是动 物甚至是细菌 都是不可或缺的重要反应。
核糖核酸（RNA）Ø Fra bibliotekNA翻译：游离在细胞质中的各种氨基 酸，以mRNA为模版合成具有一定氨基 酸顺序的蛋白质，这一过程叫翻译。
ü 氨基酸与tRNA结合生成氨酰-tRNA ü 多肽链的起始 ü 多肽链的延长 ü 多肽链的终止与释放
（四）基因
Ø 定义：基因（遗传因子，Gene）是具有遗传效 应的DNA片段（部分病毒如烟草花叶病毒、 HIV的遗传物质是RNA）。
较研究。
Ø 历史：
• 70年代末，WalterGilbert发明化学法、FrederickSanger发明双 脱氧终止法手动测序，同位素标记
• 80年代中期，出现自动测序仪（应用双脱氧终止法原理）、荧光 代替同位素，计算机图象识别
• 90年代中期，测序仪改进、集束化的毛细管电泳代替凝胶电泳 • 2001年完成人类基因组框架图 • 2006年美国Illumina公司/2007年ABI公司SOLiD 测序仪
补重叠。 • 引物与非特异扩增区的序列的同源性不要超过70%。 • 引物3′端的碱基，特别是最末及倒数第二个碱基，应严
格要求配对，最佳选择是G和C。 • 引物的5′端可以修饰。
PCR扩增
Ø 模板的制备
ü PCR的模板可以是DNA，也可以是RNA。 ü 模板的取材主要依据PCR的扩增对象，可以是病原体标本如病
分子生物学技术及其临床应用
张艳梅
2017-7-25
授课内容
Ø分子生物基础 ØDNA 测序技术 ØPCR 扩增技术 Ø基因杂交技术 Ø扩增片段分析 Ø基因芯片技术 Ø其他生物技术
一、分子生物学基础知识
（一）核苷酸
Ø 定义：一类由嘌呤碱或嘧啶碱基、核糖或脱氧核糖以及磷酸三
种物质组成的化合物。
Ø 成分：戊糖与有机碱合成核苷，核苷与磷酸合成核苷酸，4种核
• 原核生物结构基因：连续的，RNA合成不需要剪接加工 • 真核生物结构基因：由外显子和内含子两部分组成
ü非结构基因：结构基因两侧的一段不编码的DNA片段（侧翼序 列），参与基因表达调控。
• 顺式作用原件：能影响基因表达，但不编码RNA和蛋白质的DNA序列
* 启动子 * 上游启动子元件 * 反应元件 * 增强子 * 沉默子 * Poly(A)加尾信号
位为四种核苷酸——腺嘌呤（AMP） 、 鸟嘌呤（GMP） 、胞嘧啶（CMP ）和 尿嘧啶（UMP） 。
核糖核酸（RNA）
Ø 分类
ü mRNA，又称信使RNA ü tRNA，又称转运RNA ü rRNA，又称核糖体RNA ü miRNA，MicroRNAs（miRNAs） ü 反义RNA(antisenseRNA）
苷酸组成核酸。
Ø 种类：根据糖的不同——核糖核苷酸及脱氧核苷酸两类
根据碱基不同——腺嘌呤核苷酸（腺苷酸，AMP） 鸟嘌呤核苷酸（鸟苷酸，GMP） 胞嘧啶核苷酸（胞苷酸， CMP） 尿嘧啶核苷酸（尿苷酸，UMP） 胸腺嘧啶核苷酸（胸苷酸，TMP） 次黄嘌呤核苷酸（肌苷酸，IMP）
核苷酸
Ø 分布：核苷酸是核酸的基本结构单位，人体内的核苷酸主要
一种生物大分子，可组成遗传指令，引导生物发育与生命机 能运作。主要功能是信息储存，其中包含的指令，是建构细 胞内其他的化合物，如蛋白质与核糖核酸所需。 带有蛋白质编码的DNA片段称为基因。
Ø 组成： DNA是一种长链聚合物，组
成单位为四种脱氧核苷酸——dAMP 、dTMP 、dCMP 和dGMP 。
有机体细胞自身合成。核苷酸在体内的分布广泛。细胞中主要 以5′-核苷酸形式存在。
Ø 功能：
ü 合成核糖核酸 (RNA—AMP、GMP、CMP和UMP） 脱氧核糖核酸(DNA—dAMP、dGMP、dCMP和dTMP）
ü 三磷酸腺苷 (ATP）在细胞能量代谢上起着极其重要的作用 ü ATP还可将高能磷酸键转移给UDP、CDP及GDP生成UTP 、