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第十二章基因芯片,第一节概述,、基因芯片简介,（）基因芯片的基本原理,基因芯片（genechip），又称DNA微阵列（microarray），是由大量DNA或寡核苷酸探针密集排列所形成的探针阵列。基因芯片把大量已知序列探针集成在同一个基片上，经过标记的若干靶核酸序列通过与芯片特定位置上的探针杂交,便可根据碱基互补匹配的原理确定靶基因的序列。,根据探针的类型和长度，基因芯片可分为两类。其中一类是较长的DNA探针（100mer）芯片这类芯片的探针往往是PCR的产物，通过点样方法将探针固定在芯片上，主要用于RNA的表达分析。另一类是短的寡核苷酸探针芯片其探针长度为25mer左右，一般通过在片（原位）合成方法得到，这类芯片既可用于RNA的表达监控，也可以用于核酸序列分析。,基因芯片,荧光标记的样品,共聚焦显微镜,获取荧光图象,杂交结果分析,探针设计,杂交,（）基因芯片制备,基因芯片的制备主要有两种基本方法:一是在片合成法，在片合成法通过一组定位模板来决定基片表面上不同化学单体的偶联位点和次序。在片合成法制备DNA芯片的关键是高空间分辨率的模板定位技术和固相合成化学技术的结合。,另一种方法是点样法。基因芯片点样法首先按常规方法制备cDNA（或寡核苷酸）探针库，然后通过特殊的针头和微喷头,分别把不同的探针溶液，逐点分配在玻璃、尼龙或者其它固相基底表面上不同位点,并通过物理和化学的结合使探针被固定于芯片的相应位点。,（）靶基因样品的制备及芯片杂交,根据基因芯片的检测目的不同,可以把样品制备方法分为用于表达谱测量的mRNA样品制备用于多态性(或突变)研究的基因样品的制备,（）杂交信号检测,用荧光素标记经扩增的序列或样品，与芯片上的探针进行杂交，然后冲洗，采集荧光图像。图像的采集用落射荧光显微镜、或电荷偶联装置照相机、非共聚焦激光扫描仪等进行。,基因芯片的用途,1.DNA序列突变检测分析,对于目标序列上已知的突变点，以该点为中心，从目标序列选取一个片段，作为设计探针的参考序列。根据参考序列，分别设计四个高度特异的探针，这四个探针除中心位置外均相同并与参考序列互补,2.基因型和多态性分析,在同一物种不同种群和个体之间，有着多种不同的基因型，这往往与个体的不同性状和多种遗传性疾病有着密切的关系。通过对大量具有不同性状的个体的基因型进行比较，就可以得出基因与性状的关系。,第四节基于芯片的基因功能分析,、基因表达分析基因表达是根据基因的DNA模板进行mRNA和蛋白质合成的过程，各种基因的表达存在差异，一种组织中基因表达水平的差异可达1万倍。功能基因研究的一种重要的方法就是采用高通量基因表达检测技术，全面分析基因的表达水平，了解基因的功能。,、检测结果分析,如果芯片检测的目的是测定样本序列，则需要根据芯片上每个探针的杂交结果判断样本中是否含有对应的互补序列片段，并利用生物信息学中的片段组装算法连接各个片段，形成更长的目标序列。,生物芯片的制作,载体的材料在制
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