基因克隆-基因芯片ppt課件

1、八、基因芯片技術(shù)八、基因芯片技術(shù)基因芯片的特點(diǎn)：基因芯片的特點(diǎn)：高集成度、高并行處理能力、自動(dòng)化分析高集成度、高并行處理能力、自動(dòng)化分析 基因芯片的基因芯片的4 4個(gè)基本要點(diǎn)個(gè)基本要點(diǎn)DNA方陣構(gòu)建方陣構(gòu)建樣品制備樣品制備雜交雜交檢測(cè)檢測(cè)（二基因芯片技術(shù)的主要應(yīng)用（二基因芯片技術(shù)的主要應(yīng)用1在醫(yī)藥領(lǐng)域中的應(yīng)用在醫(yī)藥領(lǐng)域中的應(yīng)用疾病診斷和治療、疾病分類、藥物篩疾病診斷和治療、疾病分類、藥物篩選、發(fā)病機(jī)制、愈后判斷、藥物篩選和尋選、發(fā)病機(jī)制、愈后判斷、藥物篩選和尋找藥物靶標(biāo)等找藥物靶標(biāo)等 2 2基因芯片在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用基因芯片在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用 基因芯片廣泛用于農(nóng)作物的優(yōu)育和優(yōu)選?；蛐酒瑥V泛用于農(nóng)作物

2、的優(yōu)育和優(yōu)選。 Biotechnology provides us many simple and quick vehicles and a cheerful prospect is spread before us. 黃酮類化合物黃酮類化合物35-氫氧化酶氫氧化酶 Bioscience has an intimate connection with our daily life.3 3基因芯片在其它領(lǐng)域中的應(yīng)用基因芯片在其它領(lǐng)域中的應(yīng)用 基因芯片還可用于司法鑒定、食品衛(wèi)基因芯片還可用于司法鑒定、食品衛(wèi)生監(jiān)督、環(huán)境檢測(cè)、國(guó)防和航天等許多領(lǐng)生監(jiān)督、環(huán)境檢測(cè)、國(guó)防和航天等許多領(lǐng)域。域。 生物芯片：

3、用于檢測(cè)生物大分子的微點(diǎn)。生物芯片：用于檢測(cè)生物大分子的微點(diǎn)。蛋白質(zhì)、糖、脂等蛋白質(zhì)、糖、脂等 第三節(jié)第三節(jié) 人類基因組計(jì)劃人類基因組計(jì)劃一、人類基因組計(jì)劃的基本含義一、人類基因組計(jì)劃的基本含義（一人類基因組計(jì)劃的提出（一人類基因組計(jì)劃的提出19861986年，著名生物學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者年，著名生物學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者雷納托雷納托杜爾貝科杜爾貝科Renato DulbeccoRenato Dulbecco在在ScienceScience雜志上率先提出雜志上率先提出“人類基因組計(jì)劃人類基因組計(jì)劃”（Human Genomic ProjectHuman Genomic Project，HGPHG

4、P） 1990年年 人類基因組計(jì)劃正式實(shí)施人類基因組計(jì)劃正式實(shí)施2019年年2月月 人類基因組初步分析結(jié)果發(fā)表人類基因組初步分析結(jié)果發(fā)表（二人類基因組計(jì)劃的目的（二人類基因組計(jì)劃的目的闡明人類基因組闡明人類基因組30億個(gè)堿基對(duì)的序列，億個(gè)堿基對(duì)的序列，發(fā)現(xiàn)所有人類基因并搞清其在染色體上的發(fā)現(xiàn)所有人類基因并搞清其在染色體上的位置，破譯人類全部遺傳信息，從而最終位置，破譯人類全部遺傳信息，從而最終弄清楚每種基因制造的蛋白質(zhì)及其作用。弄清楚每種基因制造的蛋白質(zhì)及其作用。（三人類基因組計(jì)劃的意義（三人類基因組計(jì)劃的意義 1基因診斷和基因治療基因診斷和基因治療 2疾病預(yù)防疾病預(yù)防 3 人類學(xué)研究人類學(xué)研

5、究二、人類基因組計(jì)劃的組成二、人類基因組計(jì)劃的組成( (一結(jié)構(gòu)基因組計(jì)劃一結(jié)構(gòu)基因組計(jì)劃測(cè)定人類基因組的全部核苷酸序列測(cè)定人類基因組的全部核苷酸序列人類基因組計(jì)劃的偉大創(chuàng)舉人類基因組計(jì)劃的偉大創(chuàng)舉 “生命天書的獲取生命天書的獲取功能基因組學(xué)的機(jī)遇和挑戰(zhàn)功能基因組學(xué)的機(jī)遇和挑戰(zhàn) “生命天書的破譯生命天書的破譯（二功能基因組計(jì)劃（二功能基因組計(jì)劃研究人類全部基因的功能研究人類全部基因的功能 The Challenge We Are Facing after HGP Human genome 30000 genesFunction?1. 藥物基因組學(xué)與個(gè)體化治療藥物基因組學(xué)與個(gè)體化治療Pharmac

6、ogenomics & Individualized Therapy 機(jī)體攝入藥物后，經(jīng)過(guò)吸收、分布、藥機(jī)體攝入藥物后，經(jīng)過(guò)吸收、分布、藥物與靶細(xì)胞作用、生物轉(zhuǎn)化或分解及排物與靶細(xì)胞作用、生物轉(zhuǎn)化或分解及排出等一系列過(guò)程。每一步都受到特定的出等一系列過(guò)程。每一步都受到特定的酶、受體或蛋白質(zhì)的作用和影響。酶、受體或蛋白質(zhì)的作用和影響。 一個(gè)藥物的總的藥理作用都是由多基因一個(gè)藥物的總的藥理作用都是由多基因控制的?？刂频?。 在藥物代謝過(guò)程中一系列蛋白和酶的基在藥物代謝過(guò)程中一系列蛋白和酶的基因都會(huì)對(duì)藥物作用產(chǎn)生影響因都會(huì)對(duì)藥物作用產(chǎn)生影響藥藥 物物 反反 應(yīng)應(yīng) 的的 多多 基基 因因 控控

7、制制(Evens and Relling, Science 2019；286:487) 具 有 多 態(tài) 性 的 藥 物 代 謝 酶(摘 自 Evens and Relling, Science286:487) 第 I期 的 酶 主 要 修 飾 底 物 功 能 基 團(tuán) 。 第 II期 的 酶 催 化 底 物 的 結(jié) 合 反 應(yīng) 。ADH 酒 精 脫 氫 酶 ；ALDH， 甘 油 醛 脫 氫 酶 ；CYP， 細(xì) 胞 色 素 P450;DPD, 二 氫 尿 嘧 啶脫 氫 酶 ；NQO1，NADPH:泛 醌 氧 化 還 原 酶 ；COMT， 兒 茶 酚 O 甲 基 轉(zhuǎn) 移 酶 ；GST， 谷胱 甘 肽

8、 S 轉(zhuǎn) 移 酶 ；HMT， 組 織 胺 甲 基 轉(zhuǎn) 移 酶 ；NAT，N 乙 酰 基 轉(zhuǎn) 移 酶 ；STs，磺 基 轉(zhuǎn) 移 酶 ；TPMT， 巰 基 嘌 呤 甲 基 轉(zhuǎn) 移 酶 ；UGTs， 三 磷 酸 尿 苷 葡 糖 醛 酰 基轉(zhuǎn) 移 酶細(xì)胞色素氧化酶細(xì)胞色素氧化酶P450(CYP) 是存在于肝細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和線粒體內(nèi)的氧是存在于肝細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和線粒體內(nèi)的氧化酶。主要對(duì)藥物及其他代謝物進(jìn)行氧化酶。主要對(duì)藥物及其他代謝物進(jìn)行氧化修飾?；揎?。 細(xì)胞色素氧化酶細(xì)胞色素氧化酶P450種類很多，有的底種類很多，有的底物可被幾種細(xì)胞色素氧化酶物可被幾種細(xì)胞色素氧化酶P450催化，催化，而有的細(xì)胞色素氧化酶

9、而有的細(xì)胞色素氧化酶P450可催化幾種可催化幾種不同的底物。不同的底物。 細(xì)胞色素氧化酶細(xì)胞色素氧化酶P450的基因命名為的基因命名為CYP。強(qiáng)代謝者強(qiáng)代謝者(extensive metabolizer, EM)弱代謝者弱代謝者(poor metabolizer, PM) 降壓藥異喹胍降壓藥異喹胍(debrisoquine) 催產(chǎn)藥司巴丁催產(chǎn)藥司巴丁(sparteine) 由細(xì)胞色素氧化酶由細(xì)胞色素氧化酶2D6氧化代謝而失活氧化代謝而失活 鑒定鑒定CYP2D6表型常用異喹胍代謝率表型常用異喹胍代謝率(MR)法法,即晚上口服異喹胍后收集即晚上口服異喹胍后收集8小時(shí)小時(shí)尿樣：尿樣：MR=尿中異喹胍

10、量尿中異喹胍量/尿中尿中4-羥基異羥基異喹胍量喹胍量MR12.6者為者為PM,12.6者為者為EM強(qiáng)代謝者強(qiáng)代謝者(EM)和弱代謝者和弱代謝者(PM) 大部分個(gè)體對(duì)以上兩個(gè)藥代謝正常大部分個(gè)體對(duì)以上兩個(gè)藥代謝正常-強(qiáng)強(qiáng)代謝者代謝者(extensive metabolizer,EM) EM為顯為顯性遺傳性遺傳-藥物代謝正常。藥物代謝正常。 有些個(gè)體代謝較弱有些個(gè)體代謝較弱-弱代謝者弱代謝者(poor metabolizer,PM) PM為隱性遺傳。對(duì)為隱性遺傳。對(duì)30余余種重要藥物有代謝障礙種重要藥物有代謝障礙-藥物不良反應(yīng)藥物不良反應(yīng)增加。增加。CYP2D6基因基因 人類人類CYP2D基因位點(diǎn)

11、定位于基因位點(diǎn)定位于22q13.1,由由CYP2D8P,CYP2D7P和和CYP2D6三個(gè)基因組成，三個(gè)基因組成，CYP2D8P和和CYP2D7P都是假基都是假基因。僅因。僅CYP2D6可產(chǎn)生蛋白質(zhì)產(chǎn)可產(chǎn)生蛋白質(zhì)產(chǎn)物。物。常見常見CYP2D6CYP2D6基因突變分布基因突變分布 不同種族的人不同種族的人PM頻率頻率 民民 族族 PMPM頻率頻率(%)(%) 白種人白種人 3 31010 中國(guó)人中國(guó)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 非裔美國(guó)人非裔美國(guó)人 1.91.92 蛋白質(zhì)基因組學(xué)蛋白質(zhì)基因組學(xué)蛋白質(zhì)組學(xué)是要從蛋白質(zhì)組學(xué)是要從整體上研究蛋白質(zhì)整體上研究蛋白質(zhì)及其修飾狀態(tài)，說(shuō)及其修飾狀態(tài)，說(shuō)明在不同狀態(tài)下的明在不同狀態(tài)下的蛋白質(zhì)組的差異。蛋白質(zhì)組的差異。 HGPHGP人類健康的希望人類健康的希望 疾病診斷向基因診斷的過(guò)渡，疾病診斷向基因診斷的過(guò)渡， 即即“此人患何此人患何??？??？”轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向“何人可能患此病何人可能患此病? ”? ” 基因治療日趨成熟基因治療日趨成熟 一大批基因工程藥物和基于基因組信息開發(fā)的一大批基因工程藥物和基于基因組信息開發(fā)