基因克隆-基因芯片ppt課件

1、八、基因芯片技術八、基因芯片技術基因芯片的特點：基因芯片的特點：高集成度、高并行處理能力、自動化分析高集成度、高并行處理能力、自動化分析 基因芯片的基因芯片的4 4個基本要點個基本要點DNA方陣構建方陣構建樣品制備樣品制備雜交雜交檢測檢測（二基因芯片技術的主要應用（二基因芯片技術的主要應用1在醫(yī)藥領域中的應用在醫(yī)藥領域中的應用疾病診斷和治療、疾病分類、藥物篩疾病診斷和治療、疾病分類、藥物篩選、發(fā)病機制、愈后判斷、藥物篩選和尋選、發(fā)病機制、愈后判斷、藥物篩選和尋找藥物靶標等找藥物靶標等 2 2基因芯片在農(nóng)業(yè)上的應用基因芯片在農(nóng)業(yè)上的應用 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基因芯片在其它領域中的應用基因芯片在其它領域中的應用 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、國防和航天等許多領生監(jiān)督、環(huán)境檢測、國防和航天等許多領域。域。 生物芯片：

3、用于檢測生物大分子的微點。生物芯片：用于檢測生物大分子的微點。蛋白質(zhì)、糖、脂等蛋白質(zhì)、糖、脂等 第三節(jié)第三節(jié) 人類基因組計劃人類基因組計劃一、人類基因組計劃的基本含義一、人類基因組計劃的基本含義（一人類基因組計劃的提出（一人類基因組計劃的提出19861986年，著名生物學家、諾貝爾獎獲得者年，著名生物學家、諾貝爾獎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“人類基因組計劃人類基因組計劃”（Human Genomic ProjectHuman Genomic Project，HGPHG

4、P） 1990年年 人類基因組計劃正式實施人類基因組計劃正式實施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（二人類基因組計劃的目的（二人類基因組計劃的目的闡明人類基因組闡明人類基因組30億個堿基對的序列，億個堿基對的序列，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。（三人類基因組計劃的意義（三人類基因組計劃的意義 1基因診斷和基因治療基因診斷和基因治療 2疾病預防疾病預防 3 人類學研究人類學研

5、究二、人類基因組計劃的組成二、人類基因組計劃的組成( (一結(jié)構基因組計劃一結(jié)構基因組計劃測定人類基因組的全部核苷酸序列測定人類基因組的全部核苷酸序列人類基因組計劃的偉大創(chuàng)舉人類基因組計劃的偉大創(chuàng)舉 “生命天書的獲取生命天書的獲取功能基因組學的機遇和挑戰(zhàn)功能基因組學的機遇和挑戰(zhàn) “生命天書的破譯生命天書的破譯（二功能基因組計劃（二功能基因組計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. 藥物基因組學與個體化治療藥物基因組學與個體化治療Pharmac

6、ogenomics & Individualized Therapy 機體攝入藥物后，經(jīng)過吸收、分布、藥機體攝入藥物后，經(jīng)過吸收、分布、藥物與靶細胞作用、生物轉(zhuǎn)化或分解及排物與靶細胞作用、生物轉(zhuǎn)化或分解及排出等一系列過程。每一步都受到特定的出等一系列過程。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。 一個藥物的總的藥理作用都是由多基因一個藥物的總的藥理作用都是由多基因控制的?？刂频?。 在藥物代謝過程中一系列蛋白和酶的基在藥物代謝過程中一系列蛋白和酶的基因都會對藥物作用產(chǎn)生影響因都會對藥物作用產(chǎn)生影響藥藥 物物 反反 應應 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 。 第 II期 的 酶 催 化 底 物 的 結(jié) 合 反 應 。ADH 酒 精 脫 氫 酶 ；ALDH， 甘 油 醛 脫 氫 酶 ；CYP， 細 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 酶細胞色素氧化酶細胞色素氧化酶P450(CYP) 是存在于肝細胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和線粒體內(nèi)的氧是存在于肝細胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和線粒體內(nèi)的氧化酶。主要對藥物及其他代謝物進行氧化酶。主要對藥物及其他代謝物進行氧化修飾?；揎?。 細胞色素氧化酶細胞色素氧化酶P450種類很多，有的底種類很多，有的底物可被幾種細胞色素氧化酶物可被幾種細胞色素氧化酶P450催化，催化，而有的細胞色素氧化酶

9、而有的細胞色素氧化酶P450可催化幾種可催化幾種不同的底物。不同的底物。 細胞色素氧化酶細胞色素氧化酶P450的基因命名為的基因命名為CYP。強代謝者強代謝者(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) 由細胞色素氧化酶由細胞色素氧化酶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小時小時尿樣：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強代謝者強代謝者(EM)和弱代謝者和弱代謝者(PM) 大部分個體對以上兩個藥代謝正常大部分個體對以上兩個藥代謝正常-強強代謝者代謝者(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。 有些個體代謝較弱有些個體代謝較弱-弱代謝者弱代謝者(poor metabolizer,PM) PM為隱性遺傳。對為隱性遺傳。對30余余種重要藥物有代謝障礙種重要藥物有代謝障礙-藥物不良反應藥物不良反應增加。增加。CYP2D6基因基因 人類人類CYP2D基因位點

11、定位于基因位點定位于22q13.1,由由CYP2D8P,CYP2D7P和和CYP2D6三個基因組成，三個基因組成，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 中國人中國人 0.70.71.11.1 日本人日本人 0 02.32.3 西非人西非人 0 08 8 非裔美國人非裔美國人 1.91.92 蛋白質(zhì)基因組學蛋白質(zhì)基因組學蛋白質(zhì)組學是要從蛋白質(zhì)組學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)，說及其修飾狀態(tài)，說明在不同狀態(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渡，疾病診斷向基因診斷的過渡， 即即“此人患何此人患何病？??？”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)