基因工程与信息技术ppt

1、制作人制作人：xxxxxx微微操作机器人操作机器人电泳电泳技术技术生物芯片生物芯片电子克隆电子克隆技术技术系统生物学系统生物学PCRPCR技术技术信息技术的发展改变了人类信息技术的发展改变了人类的生活方式，而基因工程的的生活方式，而基因工程的突破将帮助人类延年益寿突破将帮助人类延年益寿显微注射是构建转基因动物的主要手段之一显微注射是构建转基因动物的主要手段之一, ,日日益受到生物界科研人员的信赖。但由于实现显益受到生物界科研人员的信赖。但由于实现显微注射的工具一直以来处于较落后的手工状态微注射的工具一直以来处于较落后的手工状态, ,大大限制了转基因实验成功率的提高。手工操大大限制了转基因实验成

2、功率的提高。手工操作主要存在着操作员训练周期长、工作效率低作主要存在着操作员训练周期长、工作效率低下以及易受人为因素影响等问题。以机械代替下以及易受人为因素影响等问题。以机械代替人工人工, ,以自动代替手动是显微注射设备发展的趋以自动代替手动是显微注射设备发展的趋势。南开大学机器人研究所构建的微操作机器势。南开大学机器人研究所构建的微操作机器人人, ,其控制精度已达到或趋近显微注射操作的要其控制精度已达到或趋近显微注射操作的要求求我国第一台微操作机器人我国第一台微操作机器人微操作机器人系统微操作机器人系统面向生物工程的微操作机器人面向生物工程的微操作机器人微操作机器人微操作机器人凝胶电泳技术可

3、以在凝胶板上把不凝胶电泳技术可以在凝胶板上把不同分子大小的同分子大小的DNADNA分子或分子或DNADNA片段分片段分开，但是只能分辨几万碱基的开，但是只能分辨几万碱基的DNADNA分子或片段。脉冲电泳技术的问世，分子或片段。脉冲电泳技术的问世，不仅能分开上百万碱基的不仅能分开上百万碱基的DNADNA分子分子或片段，而且能够使完整的染色体或片段，而且能够使完整的染色体彼此分开。彼此分开。电泳工件电泳工件凝胶电泳凝胶电泳: :如琼脂如琼脂, ,琼脂糖琼脂糖, ,硅硅毛细管电泳毛细管电泳生物芯片，是生物芯片，是DNADNA杂交探针技术与半杂交探针技术与半导体工业技术相结合的结晶。该技术导体工业技术

4、相结合的结晶。该技术系指将大量探针分子固定于支持物上系指将大量探针分子固定于支持物上后与带荧光标记的后与带荧光标记的DNADNA样品分子进行样品分子进行杂交，通过检测每个探针分子的杂交杂交，通过检测每个探针分子的杂交信号强度进而获取样品分子的数量和信号强度进而获取样品分子的数量和序列信息。序列信息。蛋白质分子制成生物芯片蛋白质分子制成生物芯片生物芯片生物芯片(biochip)(biochip)技术技术生物信息学资源是由数据库、计算机网络生物信息学资源是由数据库、计算机网络和应用软件三大部分组成。而电子克隆的和应用软件三大部分组成。而电子克隆的应用即是基于这三部分生物信息学资源而应用即是基于这三

5、部分生物信息学资源而展开的。它是利用计算机技术展开的。它是利用计算机技术, , 依托现有依托现有的网络资源的网络资源( EST( EST数据库、核苷酸数据库、数据库、核苷酸数据库、蛋白质数据库、基因组数据库等蛋白质数据库、基因组数据库等) , ) , 采用采用生物信息学方法生物信息学方法( ( 包括同源性检索、聚类、包括同源性检索、聚类、序列拼装等序列拼装等) , ) , 通过通过EST EST 或基因组的序列或基因组的序列组装和拼接组装和拼接, , 利用利用RT- PCR RT- PCR 快速地获得部快速地获得部分乃至全长分乃至全长cDNAcDNA 序列的方法序列的方法。电子科龙应用电子科龙

6、应用电子克隆的优点电子克隆的优点系统生物学是研究系统生物学是研究生物系统组成成分的构成与相生物系统组成成分的构成与相互关系的结构、动态与发生，以系统论和实验、互关系的结构、动态与发生，以系统论和实验、计算方法整合研究为特征的生物学。计算方法整合研究为特征的生物学。2020世纪中页世纪中页贝塔朗菲定义贝塔朗菲定义“机体生物学机体生物学”的的“机体机体”为为“整整体体”或或“系统系统”概念，并阐述以开放系统论研究概念，并阐述以开放系统论研究生物学的理论、数学模型与应用计算机方法等。生物学的理论、数学模型与应用计算机方法等。系统生物学不同于以往仅仅关心个别的基因和蛋系统生物学不同于以往仅仅关心个别的

7、基因和蛋白质的分子生物学，在于研究细胞信号传导和基白质的分子生物学，在于研究细胞信号传导和基因调控网路、生物系统组成之间相互关系的结构因调控网路、生物系统组成之间相互关系的结构和系统功能的涌现。和系统功能的涌现。系统生物学基本工作流程系统生物学基本工作流程系统生物学的基本工作流程有这样四个阶段。首先是对系统生物学的基本工作流程有这样四个阶段。首先是对选定的某一生物系统的所有组分进行了解和确定，描绘选定的某一生物系统的所有组分进行了解和确定，描绘出该系统的结构，包括基因相互作用网络和代谢途径，出该系统的结构，包括基因相互作用网络和代谢途径，以及细胞内和细胞间的作用机理，以此构造出一个初步以及细胞

8、内和细胞间的作用机理，以此构造出一个初步的系统模型。第二步是系统地改变被研究对象的内部组的系统模型。第二步是系统地改变被研究对象的内部组成成分（如基因突变）或外部生长条件，然后观测在这成成分（如基因突变）或外部生长条件，然后观测在这些情况下系统组分或结构所发生的相应变化，包括基因些情况下系统组分或结构所发生的相应变化，包括基因表达、蛋白质表达和相互作用、代谢途径等的变化，并表达、蛋白质表达和相互作用、代谢途径等的变化，并把得到的有关信息进行整合。第三步是把通过实验得到把得到的有关信息进行整合。第三步是把通过实验得到的数据与根据模型预测的情况进行比较，并对初始模型的数据与根据模型预测的情况进行比

9、较，并对初始模型进行修订。第四阶段是根据修正后的模型的预测或假设，进行修订。第四阶段是根据修正后的模型的预测或假设，设定和实施新的改变系统状态的实验，重复第二步和第设定和实施新的改变系统状态的实验，重复第二步和第三步，不断地通过实验数据对模型进行修订和精练。三步，不断地通过实验数据对模型进行修订和精练。PCR(PCR(聚合酶链式反应）是利用聚合酶链式反应）是利用DNADNA在体在体外外9595度时解旋，度时解旋，3535度时引物与单链按碱度时引物与单链按碱基互补配对结合，再调温度至基互补配对结合，再调温度至6565度左右度左右DNADNA聚合酶沿着磷酸到五碳糖聚合酶沿着磷酸到五碳糖(5-3)(5-3)的的方向合成互补链。由方向合成互补链。由PCRPCR技术制造的技术制造的PCRPCR仪实际就是一个温控设备，能在仪实际就是一个温控设备，能在9595度，度，3535度，度，6565度之间很好的控制。度之间很好的控制。PCRPCR反应扩增出了高的拷贝数反应扩增出了高的拷贝数，检测，检测就成了关键。荧光素（溴化乙锭，就成了关键。荧光素（溴化乙锭，EBEB）染色凝胶电泳是最常用的检测手段。电染色凝胶电泳是最常用的检测手段。电泳法检测特异性是不太高的，因此引物泳法检测特异性是不太高的，因此引物两聚体等非特异性的杂交体很容易引起两聚体等非特异性