分子细胞遗传学技术与产前诊断PPT课件

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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
(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”
1. 无义突变和移码突变: 60%
2. 稀有的错义突变:
20%
3. DNA大片段缺失或重复: 20%
微小突变
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Байду номын сангаас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) • DNA芯片
• 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。
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。
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 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。
• 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。
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
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
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 段长度多态性(RFLP)
2.等位基因特异性(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。
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)
• 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。
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。
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。
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。
分子细胞遗传学技术与产前诊 断
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.
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。
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)
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
• 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。
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)
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