分子生物学检验技术—绪论.ppt

,分子生物学技术,课程简介,分子生物学技术是检验技术专业的检验拓展技能课程，是从事医学检验工作所要掌握的一门重要的专业拓展技能。,分子生物学技术的学习要以生物化学、遗传学等课程为基础，是相关专业核心课程的延伸，其功能是培养学生掌握分子生物学实验室的基本知识和基本操作技能，满足分子生物学实验室技术人员的基本职业需求。,课程要求,重点掌握分子生物学的基本概念和基本理论，并对分子生物学的发展前沿有一定的了解，为今后的深入学习和分子实验室工作打好的基础。考核方式：考查。平时成绩（上课迟到、早退，课堂提问，课堂纪律等方面）占20%，实验讨论（作业）占30%，期末考试占50%。,教辅用书,课程提纲,第一章绪论第二章基因组的结构与特征第五章核酸的分离与纯化第六章DNA重组技术第八章核酸分子杂交技术第九章聚合酶链反应及相关技术第十章生物芯片技术第十一章分子生物学检验技术的临床应用,第一章绪论,目的与要求：,1.掌握分子生物学检验技术的概念、主要分析对象；2.了解分子生物学检验技术在相关疾病研究和诊断中的应用；（第十一章）3.了解分子生物学的发展趋势。,什么叫做分子生物学检验技术？,分子生物学检验技术以核酸或蛋白质为分析材料，通过分析基因的结构、表达的变化和由此而导致的基因功能的改变，为疾病的研究和诊断提供更准确、更科学的信息和依据。,21-三体综合症,一、病原生物基因与人类感染性疾病,结核杆菌、肝炎病毒、HIV、SARS相关冠状病毒、人类禽流感和原虫等,基因和基因组研究,耐药机制的研究,病毒感染宿主的方式：1.病毒DNA直接在体内复制2.病毒基因与宿主染色体整合病毒在复制过程中容易发生变异,（一）结核分枝杆菌,1.生物学特性与致病性：生长缓慢，引起炎症。2.常用检测手段：涂片经抗酸染色后镜检；痰培养，分子生物学检测2.基因组特点：简单共价封闭环状结构，G+C碱基含量丰富（65%），基因组序列具有良好的遗传稳定性,A.重复序列:染色体上多次重复出现的某一序列,B.蛋白质编码基因：存在于结核分枝杆菌的单拷贝基因C.rRNA基因：细菌核糖体的基本成分D.结核分枝杆菌核酸的检测PCR菌种鉴定法PCR直接测序鉴定法PCR-DNA探针测定法PCR-基因芯片法E.耐药基因的检测,拷贝数目很小,（二）乙型肝炎病毒,1.生物学特性及致病性：对外界抵抗力较强，且传染性较强，分为不同的8个基因型，即A、B、C、D、E、F、G和H型2.HBV核酸的检测：HBV-DNA可以克服免疫学检测的缺点和不足。FQ-PCRS/C/P和X基因中的高度保守序列,在几种不同物种的生体中非常相似的DNA序列,支链DNA技术核酸探针杂交标记信号放大技术病毒分型的临床意义：对肝细胞的损伤程度、对治疗、疾病的转归等均有不同3.变异株与耐药性的检测：P蛋白,二、基因变异与单基因病,当致病基因核苷酸发生缺失、插入、倒位、易位、点突变等结构变化，并且这种变化又改变了基因的编码序列或影响基因的调控序列时，基因的功能发生了异常，导致单基因病的发生。,1.致病基因结构发生了改变，影响了编码产物量和质的改变，如血红蛋白病、血友病、Duchenne肌营养不良等。2.致病基因中核苷酸三联体重复序列发生高度扩展，如脆性X综合征、亨廷顿病、强直性肌营养不良等。,举例：血友病？,多基因病的发病机制十分复杂，遗传因素和环境因素共同起作用。这些病的发病有一定遗传基础，常表现出家族倾向，但却又不符合一般的遗传方式。,三、基因变异与多基因病,参与多基因病发生的基因被称为疾病相关基因。多基因病的发生涉及诸多因素，某一因素的变异不足以解释多基因病的发病机制。,举例：糖尿病？糖尿病的相关基因：胰岛素基因胰岛素受体基因线粒体基因葡萄糖及酶基因检测手段：PCR-RFLP、SSCP等,四、线粒体基因变异与线粒体遗传病,量不到核酸总量的1%;线粒体DNA突变使线粒体功能发生障碍，直接影响人体组织和细胞的各种生物学功能，导致线粒体遗传病。,它具有母系遗传、基因突变具阈值效应以及多系统受累等遗传学特征。,卵母细胞,表型表达,病例：线粒体肌病脑病伴乳酸酸中毒及中风样发作综合征（MELAS）tRNALys基因A3243G突变,五、肿瘤相关基因与恶性肿瘤,肿瘤的发生是由多种致癌因素综合作用的结果。与肿瘤发生相关的基因称为肿瘤相关基因，包括癌基因和抑癌基因。癌基因包括病毒癌基因和细胞癌基因,它们具有潜在诱导细胞恶性转化的特征。抑癌基因是存在于正常细胞内的一类可以抑制细胞生长的基因，具有潜在抑癌作用。,第二节分子生物学检验技术的分析对象,一、病原生物基因二、基因变异三、基因多态性,一、病原生物基因,1.菌种鉴定：结核分枝杆菌2.确定病毒感染和病毒载量：FQ-PCR，bDNA3.病毒分型：预防和治疗病毒感染4.细菌耐药监测和分子流行病学调查,二、基因变异,1.致病基因2.线粒体基因3.肿瘤相关基因,三、基因多态性,1.基因定位和疾病相关性分析2.疾病诊断和遗传咨询3.多基因病的研究4.器官移植配型和个体识别,什么叫做移植？移植前的准备工作：HLA配型,根据孟得尔遗传定律：亲代基因型决定子代基因型。孩子一对等位基因，一个来自父亲，一个来自母亲。孩子不可能带有双亲都没有的等位基因。父系遗传Y染色体基因子代必定与父亲相同。母系遗传的线粒体DNA，子代分型与母亲的一致。,亲子鉴定的原理：,亲子鉴定应用的遗传标记,1.常染色体上的基因座或遗传标记2.线粒体DNA非编码区的多态性3.Y-染色体上的基因座或遗传标记4.X-染色体上的基因座或遗传标记目前常用的基因座就是STR基因座。,单亲案亲子鉴定的判断标准：缺少父或母其中一方，必须增加检测位点，一般增加到20个位点以上，有3个以上位点不符合遗传规律，可否定父子关系；符合，再算亲权概率判断。如果是父-子单亲鉴定可用Y染色体STR检测。如果是母-子（女）单亲鉴定可用线粒体DNA分析。用常染色体STR会出现偏差。,基因座,基因座,基因座,否定亲生关系的标准：检测系统出现3个或3个以上位点不符合，可否定亲生关系。,第三节分子生物学检验技术的应用前景,1.RNA干扰技术2.生物芯片3.蛋白质组学,一、RNA干扰技术,1.RNA干扰技术能高效特异地阻断基因的表达,已成为研究蛋白质及其基因功能、细胞信号传导途径、基因治疗和药物开发的理想手段。,2.微RNA与生物体阶段性发育密切相关，可以使特异基因在翻译水平受到抑制，在细胞生长和凋亡、血细胞分化、胚胎后期发育等过程中发挥重要作用，还可能与肿瘤发生有关。,二、生物芯片,1.生物芯片特点：高通量、微型化和自动化，能将生命科学研究中的许多不连续过程集成于一体。2.生物芯片必将在基因功能研究、基因诊断、药物筛选和个体化药物治疗等方面扮演重要角色，具有重大的应用潜力。,三、蛋白质组学,当今的研究重点已经开始从揭示生命的遗传信息过渡到对生命活动的直接执行者蛋白质进行整体水平的研究，蛋白质组学正成为目前揭示生命规律的新的重大热点领域。,检验医学的发展方向,（1）分子诊断的内容从传统的DNA诊断发展到核酸及其表达产物（mRNA、蛋白质）的全面诊断；（2）分子诊断的策略从利用分子杂交、PCR等单一技术的诊断发展到有机组合多项技术的联合诊断；（3）分子诊断的方法从定性诊断发展到半定量和定量诊断，核酸标记技术，特别是荧光标记技术的发展，荧光定量PCR技术等方法日益成熟；,（4）分子诊断的范围从单基因疾病