基因克隆-基因芯片ppt课件

1、八、基因芯片技术八、基因芯片技术基因芯片的特点：基因芯片的特点：高集成度、高并行处置才干、自动化分析高集成度、高并行处置才干、自动化分析 基因芯片的基因芯片的4 4个根本要点个根本要点DNA方阵构建方阵构建样品制备样品制备杂交杂交检测检测二基因芯片技术的主要运用二基因芯片技术的主要运用1在医药领域中的运用在医药领域中的运用疾病诊断和治疗、疾病分类、药物挑疾病诊断和治疗、疾病分类、药物挑选、发病机制、愈后判别、药物挑选和寻选、发病机制、愈后判别、药物挑选和寻觅药物靶标等觅药物靶标等 2 2基因芯片在农业上的运用基因芯片在农业上的运用 基因芯片广泛用于农作物的优育和优选。基因芯片广泛用于农作物的优

2、育和优选。 Biotechnology provides us many simple and quick vehicles and a cheerful prospect is spread before us. 黄酮类化合物黄酮类化合物35-氢氧化酶氢氧化酶 Bioscience has an intimate connection with our daily life.3 3基因芯片在其它领域中的运用基因芯片在其它领域中的运用 基因芯片还可用于司法鉴定、食品卫基因芯片还可用于司法鉴定、食品卫生监视、环境检测、国防和航天等许多领生监视、环境检测、国防和航天等许多领域。域。 生物芯片：用于

3、检测生物大分子的微点。生物芯片：用于检测生物大分子的微点。蛋白质、糖、脂等蛋白质、糖、脂等 第三节第三节 人类基因组方案人类基因组方案一、人类基因组方案的根本含义一、人类基因组方案的根本含义一人类基因组方案的提出一人类基因组方案的提出1986年，著名生物学家、诺贝尔奖获得者年，著名生物学家、诺贝尔奖获得者雷纳托雷纳托杜尔贝科杜尔贝科Renato Dulbecco在在Science杂志上率先提出杂志上率先提出“人类基因组方案人类基因组方案Human Genomic Project，HGP 1990年年 人类基因组方案正式实施人类基因组方案正式实施2001年年2月月 人类基因组初步分析结果发表人类

4、基因组初步分析结果发表二人类基因组方案的目的二人类基因组方案的目的阐明人类基因组阐明人类基因组30亿个碱基对的序列，亿个碱基对的序列，发现一切人类基因并搞清其在染色体上的发现一切人类基因并搞清其在染色体上的位置，破译人类全部遗传信息，从而最终位置，破译人类全部遗传信息，从而最终弄清楚每种基因制造的蛋白质及其作用。弄清楚每种基因制造的蛋白质及其作用。三人类基因组方案的意义三人类基因组方案的意义 1基因诊断和基因治疗基因诊断和基因治疗 2疾病预防疾病预防 3 人类学研讨人类学研讨二、人类基因组方案的组成二、人类基因组方案的组成( (一构造基因组方案一构造基因组方案测定人类基因组的全部核苷酸序列测定

5、人类基因组的全部核苷酸序列人类基因组方案的伟大创举人类基因组方案的伟大创举 “生命天书的获取生命天书的获取功能基因组学的机遇和挑战功能基因组学的机遇和挑战 “生命天书的破译生命天书的破译二功能基因组方案二功能基因组方案研讨人类全部基因的功能研讨人类全部基因的功能 The Challenge We Are Facing after HGP Human genome 30000 genesFunction?1. 药物基因组学与个体化治疗药物基因组学与个体化治疗Pharmacogenomics & Individualized Therapy 机体摄入药物后，经过吸收、分布、药机体摄入药物后

6、，经过吸收、分布、药物与靶细胞作用、生物转化或分解及排物与靶细胞作用、生物转化或分解及排出等一系列过程。每一步都遭到特定的出等一系列过程。每一步都遭到特定的酶、受体或蛋白质的作用和影响。酶、受体或蛋白质的作用和影响。 一个药物的总的药理作用都是由多基因一个药物的总的药理作用都是由多基因控制的。控制的。 在药物代谢过程中一系列蛋白和酶的基在药物代谢过程中一系列蛋白和酶的基因都会对药物作用产生影响因都会对药物作用产生影响药药 物物 反反 应应 的的 多多 基基 因因 控控 制制(Evens and Relling, Science 1999；286:487) 具 有 多 态 性 的 药 物 代 谢

7、 酶(摘 自 Evens and Relling, Science286:487) 第 I期 的 酶 主 要 修 饰 底 物 功 能 基 团 。 第 II期 的 酶 催 化 底 物 的 结 合 反 应 。ADH 酒 精 脱 氢 酶 ；ALDH， 甘 油 醛 脱 氢 酶 ；CYP， 细 胞 色 素 P450;DPD, 二 氢 尿 嘧 啶脱 氢 酶 ；NQO1，NADPH:泛 醌 氧 化 还 原 酶 ；COMT， 儿 茶 酚 O 甲 基 转 移 酶 ；GST， 谷胱 甘 肽 S 转 移 酶 ；HMT， 组 织 胺 甲 基 转 移 酶 ；NAT，N 乙 酰 基 转 移 酶 ；STs，磺 基 转 移

8、酶 ；TPMT， 巯 基 嘌 呤 甲 基 转 移 酶 ；UGTs， 三 磷 酸 尿 苷 葡 糖 醛 酰 基转 移 酶细胞色素氧化酶细胞色素氧化酶P450(CYP) 是存在于肝细胞内质网和线粒体内的氧是存在于肝细胞内质网和线粒体内的氧化酶。主要对药物及其他代谢物进展氧化酶。主要对药物及其他代谢物进展氧化修饰。化修饰。 细胞色素氧化酶细胞色素氧化酶P450种类很多，有的底种类很多，有的底物可被几种细胞色素氧化酶物可被几种细胞色素氧化酶P450催化，催化，而有的细胞色素氧化酶而有的细胞色素氧化酶P450可催化几种可催化几种不同的底物。不同的底物。 细胞色素氧化酶细胞色素氧化酶P450的基因命名为的基

9、因命名为CYP。强代谢者强代谢者(extensive metabolizer, EM)弱代谢者弱代谢者(poor metabolizer, PM) 降压药异喹胍降压药异喹胍(debrisoquine) 催产药司巴丁催产药司巴丁(sparteine) 由细胞色素氧化酶由细胞色素氧化酶2D6氧化代谢而失活氧化代谢而失活 鉴定鉴定CYP2D6表型常用异喹胍代谢率表型常用异喹胍代谢率(MR)法法,即晚上口服异喹胍后搜集即晚上口服异喹胍后搜集8小时小时尿样：尿样：MR=尿中异喹胍量尿中异喹胍量/尿中尿中4-羟基异羟基异喹胍量喹胍量MR12.6者为者为PM,12.6者为者为EM强代谢者强代谢者(EM)和弱

10、代谢者和弱代谢者(PM) 大部分个体对以上两个药代谢正常大部分个体对以上两个药代谢正常-强强代谢者代谢者(extensive metabolizer,EM) EM为显为显性遗传性遗传-药物代谢正常。药物代谢正常。 有些个体代谢较弱有些个体代谢较弱-弱代谢者弱代谢者(poor metabolizer,PM) PM为隐性遗传。对为隐性遗传。对30余余种重要药物有代谢妨碍种重要药物有代谢妨碍-药物不良反响药物不良反响添加。添加。CYP2D6基因基因 人类人类CYP2D基因位点定位于基因位点定位于22q13.1,由由CYP2D8P,CYP2D7P和和CYP2D6三个基因组成，三个基因组成，CYP2D8

11、P和和CYP2D7P都是假基都是假基因。仅因。仅CYP2D6可产生蛋白质产可产生蛋白质产物。物。常见常见CYP2D6CYP2D6基因突变分布基因突变分布 不同种族的人不同种族的人PM频率频率 民民 族族 PMPM频率频率(%)(%) 白种人白种人 3 31010 中国人中国人 0.70.71.11.1 日本人日本人 0 02.32.3 西非人西非人 0 08 8 非裔美国人非裔美国人 1.91.92 蛋白质基因组学蛋白质基因组学蛋白质组学是要从蛋白质组学是要从整体上研讨蛋白质整体上研讨蛋白质及其修饰形状，阐及其修饰形状，阐明在不同形状下的明在不同形状下的蛋白质组的差别。蛋白质组的差别。 HGPHGP人类安康的希望人类安康的希望 疾病诊断向基因诊断的过渡，疾病诊断向基因诊断的过渡， 即即“此人患何病？此人患何病？转向转向“何人能够患此病何人能够患此病? ? 基因治疗日趋成熟基因治疗日趋成熟 一大批基因工程药物和基于基因组信息开发的一大批基因工程药物和基于基因组信息开发的新型