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《核酸研究方法》PPT课件CONTENTS•核酸简介•核酸提取和纯化•核酸扩增技术•核酸杂交技术•核酸序列分析技术•核酸研究技术的应用01核酸简介核酸的组成和结构组成核酸由核苷和磷酸组成,核苷由戊糖和碱基组成结构核酸分为DNA和RNA,DNA由两条反向平行的脱氧核苷酸链组成,RNA由一条核糖核苷酸链组成核酸的种类和功能种类DNA和RNA,DNA是生物体的遗传物质,RNA在蛋白质合成中起重要作用功能DNA携带遗传信息,通过RNA转录和翻译过程指导蛋白质合成核酸的理化性质理化性质核酸具有紫外吸收、酸碱性质、高分子性质等应用核酸是生物科学研究的重要物质,在基因工程、分子生物学等领域有广泛应用02核酸提取和纯化核酸提取的方法和原理细胞裂解01通过物理或化学方法裂解细胞,释放出核酸常用的物理方法包括超声波破碎和匀浆器研磨,化学方法包括用盐酸、氢氧化钠、酶等处理沉淀与离心02裂解后的核酸通常会与蛋白质、多糖等杂质混合在一起,需要通过沉淀和离心的方法将核酸与其他杂质分离常用的沉淀剂有氯仿、异戊醇、乙醇等,离心机则可以用来去除上清液中的杂质洗涤与干燥03经过沉淀和离心后,得到的核酸通常还需要进行洗涤和干燥处理,以去除残留的盐分、有机溶剂等杂质常用的洗涤剂有乙醇、丙酮等,干燥方法包括自然晾干和真空干燥核酸纯化的方法和原理吸附与洗脱通过将核酸吸附到一种特定的介质上,然后使用不同的洗脱液将杂质洗去,最后用特定的缓冲液将核酸从介质上洗脱下来常用的吸附介质有硅藻土、活性炭、氧化铝等分子筛与离子交换通过分子筛或离子交换剂将核酸与其他杂质分离分子筛的作用是按照分子大小进行分离,离子交换剂则是根据不同离子的亲和力进行分离亲和层析利用核酸与特异性抗体之间的亲和力进行分离将特异性抗体固定在一种特定的介质上,然后将含有核酸的溶液通过该介质,核酸与抗体结合后被吸附在介质上,最后用缓冲液将核酸从介质上洗脱下来核酸提取和纯化的质量控制完整性检测通过电泳或凝胶成像系统检测提取和纯化后的核酸是否完整,是否存在降解或断裂的现象常用的电泳方法包括琼脂糖凝胶电泳和聚丙烯酰胺凝胶电泳浓度与纯度检测使用紫外分光光度计检测核酸的浓度和纯度纯度可以通过测定A260/A280的比值来评估,该比值在
1.8-
2.0之间表明核酸纯度较高特异性检测通过PCR或RT-PCR技术检测提取和纯化后的核酸是否具有特异性PCR或RT-PCR产物可以通过电泳或荧光检测系统进行分析,判断是否为目的核酸03核酸扩增技术聚合酶链式反应(PCR)•总结词一种在体外快速、特异地大量扩增DNA片段的分子生物学技术•详细描述PCR技术利用耐高温的DNA聚合酶(Taq酶)和一对特定的引物,通过循环高温变性、低温退火和适温延伸等步骤,在数小时内将特定的DNA片段扩增数百万倍至上亿倍,以便后续的分析和检测•总结词PCR技术具有灵敏度高、特异性强、操作简便等优点,广泛应用于基因克隆、基因突变检测、DNA测序等方面•详细描述PCR技术可用于克隆基因片段,通过将目的基因扩增至足够量,再进行克隆和转化,可获得大量的目的基因此外,PCR技术还可用于基因突变检测,如单核苷酸多态性(SNP)检测、点突变检测等,以及DNA测序等方面反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)•总结词一种将RNA通过反转录酶转化为cDNA,再进行PCR扩增的方法•详细描述RT-PCR技术利用反转录酶将RNA反转录成cDNA,然后利用PCR技术对cDNA进行扩增由于RNA在细胞中通常数量较少且不稳定,通过RT-PCR技术可以将RNA进行定量和定性分析,广泛应用于基因表达分析、病毒检测等领域•总结词RT-PCR技术具有灵敏度高、特异性强、操作简便等优点,但需要注意防止假阳性结果的产生•详细描述RT-PCR技术可用于检测细胞或组织中特定基因的表达情况,以及病毒的检测和鉴定由于其灵敏度高、特异性强,使得RT-PCR成为RNA分析的重要手段但需要注意防止假阳性结果的产生,如通过使用内参基因等方法进行质量控制实时荧光定量聚合酶链式反应(qPCR)•总结词一种在PCR反应过程中加入荧光染料,通过荧光信号的积累实时监测PCR进程的方法•详细描述qPCR技术利用荧光染料或探针标记的特异性核酸序列,在PCR扩增过程中实时监测荧光信号的积累通过荧光信号的强度可以实时监测PCR扩增的进程,并利用标准曲线进行定量分析•总结词qPCR技术具有高灵敏度、高特异性和可定量等优点,广泛应用于基因表达分析、病毒检测和基因突变检测等领域•详细描述qPCR技术可用于检测细胞或组织中特定基因的表达情况,以及病毒的检测和鉴定由于其高灵敏度和高特异性,qPCR成为基因表达分析和病毒检测等领域的重要手段此外,qPCR还可用于基因突变检测,如单核苷酸多态性(SNP)检测、点突变检测等04核酸杂交技术基因芯片技术基因芯片技术是一种高通量的检测技术,通过将基因芯片技术具有高通量、高灵敏度、高特异性大量探针固定在支持物上,与标记的样品进行杂等优点,广泛应用于基因组学、转录组学、表观交,实现对基因表达谱、基因突变、基因组多态遗传学等领域的研究性等进行分析基因芯片技术的基本原理是利用探针与目标序列基因芯片技术的主要步骤包括芯片制备、探针固互补结合的特性,通过杂交信号的检测和识别,定、样品标记、杂交反应、信号检测和数据分析实现对目标序列的检测和定量分析等核酸原位杂交技术核酸原位杂交技术是一种将核酸原位杂交技术具有高特核酸原位杂交技术的基本原核酸原位杂交技术的主要步核酸杂交技术与组织学技术异性、高灵敏度、可在组织理是利用探针与目标序列互骤包括组织或细胞固定、探相结合的方法,通过将标记或细胞水平上直接观察核酸补结合的特性,通过杂交信针标记、杂交反应、信号检的探针与组织或细胞中的核表达等特点,广泛应用于基号的检测和识别,实现对目测和观察分析等酸进行杂交,实现对特定核因诊断、基因表达研究、基标序列的定位和定性分析酸序列的定位和定性分析因组分析等领域荧光原位杂交技术(FISH)荧光原位杂交技术(FISH)是一种基于荧光标记荧光原位杂交技术(FISH)具有高灵敏度、高分的核酸原位杂交技术,通过将标记的荧光探针与辨率、非放射性等特点,被广泛应用于医学诊断、组织或细胞中的核酸进行杂交,实现对特定核酸遗传病研究、肿瘤诊断等领域序列的快速、灵敏和准确的定位和定性分析荧光原位杂交技术(FISH)的基本原理是利用荧荧光原位杂交技术(FISH)的主要步骤包括组织光标记的探针与目标序列互补结合的特性,通过或细胞固定、探针标记、杂交反应、洗涤和荧光杂交信号的荧光检测和识别,实现对目标序列的信号检测等定位和定性分析05核酸序列分析技术Sanger测序法总结词详细描述经典的测序方法Sanger测序法是一种基于DNA聚合酶和脱氧核糖核苷三磷酸(dNTP)的测序方VS法,由Frederick Sanger于1977年发明该方法通过在四组不同的反应中分别添加不同的dNTP的类似物,利用DNA聚合酶将互补链合成,并通过添加标记的终止剂来确定DNA序列Sanger测序法具有高精度和高通量,是经典的测序方法之一下一代测序技术(NGS)总结词高通量测序技术详细描述下一代测序技术(NGS)是一种高通量测序技术,可以在一次实验中完成大量DNA或RNA序列的测定该技术采用可逆终止的化学反应,通过将待测序列的末端标记上不同的碱基,利用光学检测系统进行检测NGS具有高通量、高灵敏度、高分辨率和高准确性等优点,广泛应用于基因组学、转录组学和表观遗传学等领域的研究实时测序技术总结词实时获取序列信息详细描述实时测序技术是一种可以在测序过程中实时获取序列信息的技术该技术利用了纳米孔或电子门控技术,可以在测序过程中对每个碱基进行检测并实时记录实时测序技术具有高速度、高准确性、低成本等优点,可以用于快速检测基因突变、基因表达和表观遗传学修饰等方面的研究06核酸研究技术的应用在遗传学研究中的应用基因克隆和测序基因表达分析通过核酸研究技术,可以分析基因在通过核酸研究技术,可以克隆和测序不同组织、不同发育阶段以及不同环基因,了解基因的结构和功能,为遗境条件下的表达情况,揭示基因表达传学研究和疾病预测提供基础数据的规律和调控机制基因突变分析利用核酸研究技术,可以检测和分析基因突变,了解基因变异与疾病的关系,为遗传病诊断和治疗提供依据在疾病诊断和治疗中的应用肿瘤诊断和治疗通过核酸研究技术,可以检测肿瘤标志物、肿瘤细胞耐药基因等,为肿瘤的病原微生物检测诊断、治疗和预后评估提供帮助利用核酸研究技术,可以快速、准确地检测病原微生物,为疾病的诊断和治个体化医疗疗提供依据基于核酸研究技术,可以根据患者的基因型和表型特征,制定个体化的治疗方案,提高治疗效果和患者的生存质量在生物技术和生物工程中的应用细胞工程利用核酸研究技术,可以分离和鉴基因工程定细胞中的基因,调控细胞的生长、分化和凋亡过程,为细胞工程提供通过核酸研究技术,可以实现基基础因的克隆、修饰和表达,为基因工程提供关键技术和方法药物研发基于核酸研究技术,可以发现新的药物靶点、设计和筛选药物候选分子,为新药研发提供支持谢谢您的聆听THANKS。